【正文】 此外，我要感謝同學(xué)對我?guī)椭椭笇?dǎo)，在設(shè)計中不懂的請教同學(xué)時，總是很熱心的幫我發(fā)現(xiàn)問題，尋找更好的解決辦法。 主要完成的工作和取得的成果如下 : （ 1） 根據(jù)了解凈水控制系統(tǒng)的控制要求，確定了較合理的凈水控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。當(dāng)一套凈化啟動后，膜濾器 1 的液位開始上升，進行一套凈化處理，當(dāng) 1套液位達到上限時，說明 I套裝置堵塞了，此時膜濾器 1開始反沖，同時膜濾器 2 開始凈化處理。監(jiān)控畫面如圖 67 所示。此時，進水加壓泵 M1 停止工作，電磁閥 YV YV YV YV4 關(guān)閉。 if (\\本站點 \閥門 11==1) \\本站點 \水流 9=\\本站點 \水流 9+1。 if (\\本站點 \閥門 6==1) \\本站點 \水流 5=\\本站點 \水流 5+1。} 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 34 if(\\本站點 \閥門 1==1) \\本站點 \水流 1=\\本站點 \水流 1+1。\\本站點 \閥門 5=0。\\本站點 \閥門 4=1。\\本站點 \流量 3=0。\\本站點 \閥門 3=1。\\本站點 \閥門 10=0。\\本站點 \閥門 1==1amp。} if (\\本站點 \閥門 2==0) {\\本站點 \壓力 1=0。\\本站點 \閥門 8=1。\\本站點 \閥門 2=0。\\本站點 \閥門 1==1amp。 凈水控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)庫如圖 63所示。 數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建 數(shù)據(jù)庫是組態(tài) 王軟件的核心部分，它是連接計算機和 PLC 設(shè)備的橋梁。動控制系統(tǒng) ，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 29 組態(tài)王簡介 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，是新型的工業(yè) 自它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴 展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。 系統(tǒng)還設(shè)置了自動報警功能。反沖一段時間后自動停止。 圖 55 一套反沖與二套凈化過程 此時，進水加壓泵 M1 停止工作，電磁閥 YV YV YV YV4 關(guān)閉?；?PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 23 程序說明： 一套和二套反沖時，都打開接觸器 KM2控制反沖泵工作，同時分別打開電磁YV5,YV6,YV77 和電磁閥 YV5,YV11,YV12。二套凈化啟動的條件是二套凈化啟動按鈕 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二套凈化停止按鈕 按下。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 16 圖 51 主程序流程圖 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 17 凈化時的工作過程流程圖如圖 52所示，由接觸器 KM1 控制的進水加壓泵 M1（由變頻器控制）開始工作，同 時相應(yīng)的電磁閥打開，并且通過壓力表、流量計對其管道中的壓力與流量進行檢測。 在充分理解控制要求及工藝后，設(shè)計出系統(tǒng)主程序流程圖。 (2)輸出信號 信號輸出部分主要包括兩個方面：一個是數(shù)字量輸出，即各類設(shè)備的電磁閥、接觸器；另外一個是模擬量輸出，用來控制變頻器。 利用 PLC 作為控制器的污水處理系統(tǒng)主要涉及的控制信號有：一是輸入 信號；二是輸出信號。風(fēng)機類負載為重載啟動，用 20 等級的。發(fā)熱元件是一段阻值不大的電阻絲，串接在被保護電動機的主電路中。其特點有：高標準：符合 IEC6094741和 標準。 變頻器容量選定過程 ,實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程 ,最常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率 ,但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少 ,通常都是設(shè)備所選能力偏大 ,而實際需要的能力小 ,因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理 的 ,避免選用的變頻器過大 ,使投資增大。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。 表 41 數(shù)字輸入量地址分配 輸入地址 輸入設(shè)備 輸入地址 輸入設(shè)備 一套凈化啟動 熱繼電器 FR1 一套反沖啟動 熱繼電器 FR2 二套凈化啟動 熱繼電器 FR3 二套反沖啟動 一套停止 報警解除按鈕 二套停止 （ 2） 在這個控制系統(tǒng) 中，主要輸出控制的設(shè)備有電磁閥、接觸器、報警和指示燈，共有 18 個輸出點，其具體分配，如表 42 所示。 EM235 模擬量混合模塊。 CPU224 選擇型號 CPU224 AC/DC/繼電器。 CUP224 集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個數(shù)字量 I/O 點。 基于 PLC 的凈水控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 8 微濾膜凈水控制系統(tǒng)的總體框圖 微濾膜凈水控制系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖 41所示， PLC 為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、熱繼電器的輸入，以及相關(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設(shè)備的運行、停止和調(diào)速控制。 其控制功能時通過存放在存儲器內(nèi)的程序來實現(xiàn)的，若要對控制功能作必要的修改，只需改變軟件指令即可，使硬件軟件化。繼電接觸器控制采用的是固定接線方式，一旦生產(chǎn)過程有所變動，就得重新設(shè)計線路連接安裝，過程很繁瑣。 KM KM2 過載，或變頻器故障時，會進行報警，以提示操作人員進行處理。 Y V 4Y V 7Y V 1Y V 8Y V 6Y V 2Y V 1 2F I T 1P I T 1P I T 2F I T 2Y V 1 0Y V 1 1Y V 5Y V 9F I T 3P I T 3F I T 4P I T 4F I T 5Y V 3 圖 21旋轉(zhuǎn)流管式膜微濾污水處理系統(tǒng)工藝流程 其工作過程如下： I 套凈化啟動按鈕，由接觸器 KM1 控制的進水加壓泵 M1（由變頻器控制）開始工作，同時電磁閥 YV YV YV YV4 打開，進行 I 套凈化工作。 微濾膜凈水控制系統(tǒng)的工作原理 微濾膜凈水控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容 旋轉(zhuǎn)流管式膜微濾裝置在城市污水處理廠中被廣泛應(yīng)用，而且應(yīng)用的效果很明顯，處理的污水凈化程度比其他裝置凈化程度高，該裝置在運行壓力為 ～ ,反沖洗間隔為 1 8min 時 ,噸水能耗僅為 。 其基本原理屬于篩網(wǎng)狀過濾，在靜壓差作用下，小于膜孔的粒子通過濾膜，大于膜孔的粒子則被截留到膜表面，使大小不同的組分得以分離，操作壓力為 。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。 （ 3） 具體分析設(shè)計凈水控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)中，采用沉淀池進行污水凝沉淀，它不能形成顆粒凝聚的良好的條件，不能生成團粒型絮凝體，使得固液分離效率很低。一些發(fā)達國家經(jīng)過幾十年的努力，污水處理率已經(jīng)達到80%90%，成功的解決了來自于城市和工業(yè)的水污染問題。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)實踐 ,逐步填補國內(nèi)空白，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展壯大。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)。其具有成本低，操作簡單，高技術(shù)可行性等優(yōu)點。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。 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、德國更耗費了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市工業(yè)污水處理廠。 本系統(tǒng)采用效率較高，效果較好的膜微濾污水處理工藝。主要介紹 PLC 的 I/O 資源配置以及外圍電路的設(shè)計。微濾是所有膜過程中應(yīng)用最普遍、銷售額最大的一項技術(shù)。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。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。 ，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行檢測。 ，先停止水泵再關(guān)閉閥門。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?？删幊炭刂破鞯膬?yōu)點從軟件來講，它的程序可編，也不難編，從硬件上講，它的配置可變，也易變。 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。可連接 7 個擴展模塊，最大擴展至 168 路數(shù)字量 I/O 點或 35路模擬量 I/O 點。其本機集成了 14點輸入， 10點輸出，共有 24 點數(shù)字量 I/O。 EM235 具有 4 路模擬量輸入和 1 路模擬量輸出。 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。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)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。對于輕負載類 ,變頻器電流一般應(yīng)按 1. 1 In ( In 為電動機額定電流 ) 來選擇 ,或按廠家在產(chǎn)品中標明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機功率來選擇。長壽命：機械壽命高達 2020 萬次；電壽命高達 200 萬次。雙金屬片由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片輾壓而成。 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 CPU224 的外圍電路接線圖如圖 43 所示。 (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、以及電機過載保護的輸入檢測。 ① 數(shù)字量輸出。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轉(zhuǎn)速，使其能正常工作。 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，反沖到達設(shè)定的時間后自動停止。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。 程序說明：凈化停止時關(guān)閉電 磁閥的時間定時。反沖加壓泵 M2()工作，電磁閥 YV YV YV7 分別為 ， ， 打開，進行一套反沖狀態(tài)。同時，進水加壓泵 M1（ ）開始工作，電磁閥 YV YV YVYV4 分別為 ， ， ， ，進行一套污水凈化處理。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。通?？梢园堰@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)。 使用組態(tài)王實現(xiàn)控制系統(tǒng)實驗仿真的基本方法： (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)運行和調(diào)試 。而且還記錄了用戶使用