【正文】 。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 30 圖 62 圖庫管理器 在畫面中選擇“反應(yīng)罐”，從中選擇你所需要的，選中，雙擊鼠標(biāo)，在工程畫面上，鼠標(biāo)位置出現(xiàn)一“ L”標(biāo)志。 使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法： (1)圖形界面的設(shè)計 (2)構(gòu)造 數(shù)據(jù)庫 (3)建立動畫連接 (4)運(yùn)行和調(diào)試 。 組態(tài)軟件 也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時現(xiàn)場監(jiān)控。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 28 圖 510 變頻器故障報警 圖 510 所示為在二套凈化過程中，變頻器故障的自動報警。如圖 59 為接觸器過載的自動報警，圖 510 為變頻器故障的自動報警。 二套單獨(dú)反沖過程如圖 58所示。同時，進(jìn)水加壓泵 M1（ ）開始工作，電磁閥 YV YV YVYV4 分別為 ， ， ， ，進(jìn)行一套污水凈化處理。如圖 56所示。反沖加壓泵 M2()工作，電磁閥 YV YV YV7 分別為 ， ， 打開，進(jìn)行一套反沖狀態(tài)。 一套凈化處理過程如圖 54所示 。 程序說明：凈化停止時關(guān)閉電 磁閥的時間定時?；?PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 22 程序說明： 進(jìn)水加壓泵工作時，通過壓力表和流量計的反饋值經(jīng) PLC 計算轉(zhuǎn)化的值與設(shè)定值比較，進(jìn)而輸出給變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行速度。一套反沖啟動的條件是一套反沖啟動按鈕 按下或一套凈化時 FIT5 流量值小于設(shè)定值時 開啟，停止條件是一套凈化啟動或二套反沖啟動或反沖定時時間到。 表 51 軟元件定義 元件 意義 備注 一套凈化標(biāo)志 On有效 二套凈化標(biāo)志 On有效 一套反沖標(biāo)志 On有效 二套反沖標(biāo)志 On有效 一套凈化時 FIT5流量值小于設(shè)定值標(biāo)志 On有效 二套凈化時 FIT5流量值小于設(shè)定值標(biāo)志 On有效 接觸器 KM1過載標(biāo)志 On有效 接觸器 KM2過載標(biāo)志 On有效 變頻器故障標(biāo)志 On有效 一套凈化停止先停泵后停閥中間量標(biāo)志 On有效 二套凈化停止先停泵后停閥中間量標(biāo)志 On有效 T37 一套反沖時間定時 2min有效 T38 二套反沖時間定時 2min有效 T39 一套凈化停止電磁閥停止的時間定時 5s有效 T40 二套凈化停止電磁閥停止的時間定時 5s有效 VW0,VW2 VW4,VVW8 壓力反饋值寄存器 VW10， VW12， VW16， VW18,VW20 流量反饋值寄存器 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 19 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求， 結(jié)合西門子 S7200 型 PLC 的輸入輸出腳和功能進(jìn)行設(shè)計程序梯形圖。 圖 52 凈化過程控制流程圖 反沖時由 KM2 控制的反沖泵 M2 工作，相應(yīng)的電磁閥打開，反沖到達(dá)設(shè)定的時間后自動停止。當(dāng) FIT5 檢測到的流量值小于系統(tǒng)給定時啟動二套反沖，同時啟動一套凈化裝置。首先，設(shè)置啟動按鈕，控制系統(tǒng)開始初始化，然后啟動一套凈化裝置，監(jiān)控 KM1 有沒有過載，當(dāng)過載后系統(tǒng)自動報警，然后由變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其能正常工作。通過 PLC 中運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過其功能模塊輸出控制信號，該控制信號輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ① 數(shù)字量輸出。通過對流量和壓力進(jìn)行檢測，控制變頻調(diào)節(jié)控制進(jìn)水加壓泵和反沖泵的運(yùn)行。 (1) 輸入信號 污水處理系統(tǒng)信號輸入檢測方面主要涉及五類信號的監(jiān)測，主要包括：按鈕的輸入檢測、壓力的輸入檢測、流量的輸入檢測、以及電機(jī)過載保護(hù)的輸入檢測。 圖 46 EM2351 外圍電路接線圖 其它兩個 EM235擴(kuò)展模塊外圍電路接線圖與此模塊相似，輸入分別接 PIT4， FIT1，F(xiàn)IT2 和 FIT3， FIT4， FIT5。 外圍電路的設(shè)計 (1) 根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，設(shè)計出凈水控制系統(tǒng)的主機(jī) CPU224 的外圍電路接線圖如圖 43 所示。 首先熱繼電器的脫扣值的不動作電流為 ,動作電流為 ,是根據(jù)電機(jī)的過載特性設(shè)計的，所以選熱繼電器時，熱繼電器的電流調(diào)節(jié)范圍 可以滿足電動機(jī)的額定電流就可以了。雙金屬片由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片輾壓而成。模塊化：產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭，通電 /斷電延時觸頭，機(jī)械閉鎖等模塊。長壽命：機(jī)械壽命高達(dá) 2020 萬次；電壽命高達(dá) 200 萬次。額定功率 22KW。對于輕負(fù)載類 ,變頻器電流一般應(yīng)按 1. 1 In ( In 為電動機(jī)額定電流 ) 來選擇 ,或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機(jī)功率來選擇。在此控制系統(tǒng)中，需要對變頻器進(jìn)行通信控制，因此需先對變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要對以下幾個參數(shù) 進(jìn)行調(diào)整，如表 45 所示。變頻器靠內(nèi)部 IGBT 的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。每個模擬量擴(kuò)展模塊至少占兩個通道，即使第一個模塊只有一個輸出 AQW0,第二個模塊模擬量輸出地址也應(yīng)從 AQW4 開始尋址，以此類推。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 10 表 42 數(shù)字輸出量地址分配 輸出地址 輸出設(shè)備 輸出地址 輸出設(shè)備 電磁閥 YV1 電磁閥 YV10 電磁閥 YV2 電磁閥 YV11 電磁閥 YV3 電磁閥 YV12 電磁閥 YV4 接觸器 KM1 電磁閥 YV5 接觸器 KM2 電磁閥 YV6 報警指示燈 HL1 電磁閥 YV7 報警指示燈 HL2 電磁閥 YV8 報警指示燈 HL3 電磁閥 YV9 聲音報警 （ 3） 由于需要采集流量計和壓力表所反饋的數(shù)據(jù)，因此擴(kuò)展了三個模擬量輸入輸出模塊，具體 I/O 分配，如下表 43所示。 PLC 的 I/O 資源配置 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，對 PLC 的 I/O 進(jìn)行配置，具體分配如下表。 EM235 具有 4 路模擬量輸入和 1 路模擬量輸出。 EM222 數(shù)字量輸出模塊有兩種類型。其本機(jī)集成了 14點(diǎn)輸入， 10點(diǎn)輸出，共有 24 點(diǎn)數(shù)字量 I/O。根據(jù)系統(tǒng)中的 I/O點(diǎn)數(shù)并考慮一定的余量，還要增加兩個數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊 EM222,三個模擬量混合擴(kuò)展模塊 EM235?？蛇B接 7 個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35路模擬量 I/O 點(diǎn)。而 s7300 適用了大中型 PLC 系統(tǒng)，適用的控制對象在 256 以上， 1024 點(diǎn)以下。 圖 41電氣系統(tǒng)控制框圖 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計 PLC 及模塊的選擇 PLC 種類很多，有西門子的、 ABB、三菱等。模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力強(qiáng)?？删幊炭刂破鞯膬?yōu)點(diǎn)從軟件來講，它的程序可編，也不難編，從硬件上講，它的配置可變，也易變。 方案三： PLC 系 統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，控制要求的不 斷提高，該類控制方法已不能滿足現(xiàn)代污水處理系統(tǒng)的控制要求，因此已逐漸被淘汰。 （ 3） 凈水過程中通過壓力表和流量計對管道中的壓力和流量進(jìn)行檢測。 ，先停止水泵再關(guān)閉閥門。當(dāng)流量計 FIT5 所檢測到的流量值小于某一給定的流量值時，說明 II套的凈化裝置中發(fā)生堵塞，此時 II 套凈化裝置停止，基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 6 進(jìn)水加壓泵 M1 停 止工作，電磁閥 YV YV YV YV10 關(guān)閉，進(jìn)行 II 套反沖。 ，在其管道上裝了壓力表 PIT PIT2，流量計 FIT FIT FIT5，對其管道中的壓力與流量進(jìn)行檢測。被控系統(tǒng)有兩套污水凈化裝置，這兩套污水凈化裝置不允許同時工作，當(dāng)一套處于凈化狀態(tài)時，另一套處于反沖狀態(tài)或備用狀態(tài)。此時對 COD、濁度有較高的去除率 ,分別為 75 .71 %和 94 .49% ,對氨氮也有一定的去除效果 ,去除率為 %；處理后出水 COD、氨氮、濁度均很明顯優(yōu)于其他裝置。但隨著操作時間的增加，在膜面上堆積的顆粒越來越多，過濾阻力越來越大，膜的滲透速率將下降。除此以外，還有膜表面層的吸附截留和架橋截留，以及膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留。 微濾原理及操作工藝 膜分離的基本工藝原 理是較為簡單的。微濾是所有膜過程中應(yīng)用最普遍、銷售額最大的一項(xiàng)技術(shù)。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 4 微濾膜技術(shù) 概念 微濾膜分離技術(shù)是以靜壓差為推動力 ,利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用進(jìn)行分離的膜過程。主要介紹 PLC 的 I/O 資源配置以及外圍電路的設(shè)計。采用西門子 S7200PLC 控制技術(shù)，控制凈水系統(tǒng)的凈化過程和反沖過程，并記錄了處理過程的流量和壓力。 本系統(tǒng)采用效率較高，效果較好的膜微濾污水處理工藝。日趨嚴(yán)重的水污泥不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對我國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。 至 70年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了 18000 余座城市工業(yè)污水處理廠，英國、法國、德國更耗費(fèi)了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市工業(yè)污水處理廠。這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來，同時也得到了這些國家政府的重視， 投入了大量的人力、物力進(jìn)行水處理的研究。目前在水污染治理技術(shù)上，我國已能提供下列工藝技術(shù)：傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)、各種新型活性污泥工藝如： SBR 法和氧化溝技術(shù)等、酸化水解好氧技術(shù)和多種類型的穩(wěn)定塘技術(shù)等，這些污水治理技術(shù)已經(jīng)在水體污染、改善水體環(huán)境方面發(fā)揮了突出的作用，標(biāo)志著我國工 業(yè)污水處理事業(yè)發(fā)展到了一個嶄新的階段。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低的功能。其具有成本低，操作簡單，高技術(shù)可行性等優(yōu)點(diǎn)?；?PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計 【摘 要】 目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計采用西門子 S7200PLC 控制旋轉(zhuǎn)流管式微濾膜污水處理系統(tǒng)。凈化和反沖期間均有相應(yīng)儀表對流量和 壓力進(jìn)行檢測和記錄。我國自主生產(chǎn)的設(shè)備在很大程度上是依托國外相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造 ,再經(jīng)過自我消化、研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐 ,逐步填補(bǔ)國內(nèi)空白，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展壯大。 國外的一些發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、西歐等國，由于這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，并較早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。一些發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的努力，污水處理率已經(jīng)達(dá)到80%90%，成功的解決了來自于城市和工業(yè)的水污染問題。 論文研究的意義 據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢。傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)中，采用沉淀池進(jìn)行污水凝沉淀，它不能形成顆粒凝聚的良好的條件，不能生成團(tuán)粒型絮凝體，使得固液分離效率很低。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 3 課題主要設(shè)計的內(nèi)容 本課題設(shè)計并完成了污水的凈化目的。 （ 3） 具體分析設(shè)計凈水控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。 （ 5） 通過組態(tài)王對凈水控制系 統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真。微濾膜是均勻的多孔薄膜，孔隙率一般在 70%80%，所以過濾精度高，速率快。 微濾膜可以截留水中大部分懸浮物、膠體和細(xì)菌， 其優(yōu)點(diǎn)包括： ①出水水質(zhì)好且穩(wěn)定； ②處理裝置緊湊 ；③可以去除細(xì)菌等微生物，出水可以不用再經(jīng)消毒處理；④處理水中可以不添加混凝劑，因此無化學(xué)污