【正文】 ，鼓風(fēng)機等設(shè)備的開關(guān)量信號，協(xié)調(diào)各格濾池的反沖洗。沖洗完畢，反沖洗系統(tǒng)控制器回給濾池控制器一個標識，進入第三階段。去掉這個條件后得到的通訊方案得到了大大的簡化。這一系列的通信機制，就是兩套控制器（濾池控制器、反沖洗控制器）之間實現(xiàn)通信協(xié)調(diào)的方法。標識的值隨 正常過濾 關(guān)進水閥 關(guān)出水閥 開排污閥 開反沖水閥 開反沖水泵 關(guān)反沖氣閥 開反沖氣閥 開鼓風(fēng)機 關(guān) 排污閥 開進水泵 關(guān)鼓風(fēng)機 關(guān)反沖氣閥 關(guān)沖水閥 停水泵 關(guān)反沖氣閥 李濤： 基于 PLC 的水廠濾池自動 控制系統(tǒng) 設(shè)計 16 著狀態(tài)的變化而變化。具體的閥門開關(guān)順序應(yīng)為：在濾池控制器得到反沖洗信號后，首先關(guān)閉進水閥，并將清水閥開至最大，當液位下降至最低限制液位時，濾池退出正常的過濾過程，進入反沖洗 過程，此時，出水閥關(guān)閉，排污閥打開，待排污閥信號到位后準備開始反沖洗。所以，如果能夠判斷液位的變化趨勢，就可以進一步減少閥門動作。具體兩個時間如何確定，可以先估算，再具體調(diào)試。這樣一來， PLC 就可以通過控制動作信號的持續(xù)時間，控制閥門的動作時間了。 這就是雙位調(diào)節(jié)導(dǎo)致閥門頻繁開關(guān)的原因。所以，可以對調(diào)節(jié)閥進行控制的 PID 計算結(jié)果，對開關(guān)閥無效。 數(shù)字 PID 控制器的算法通?？梢苑譃槲恢檬?PID 控制算法和增量式 PID 控制算法，因為位置式算法對偏差進行累加，然后給出執(zhí)行機構(gòu)的位置控制量。+ Kdde(t)dt （ ） 式中， Kp 為比例系數(shù)； Ki為積分系數(shù)， Ki=Kp/Ti。 圖 31 濾池自控網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 PID 控制算法的基本原理 PID(proportional Integral Differential)控制算法就 是經(jīng)典的閉環(huán)控制，按比例、積分、微分進行控制的控制器稱為 PID 控制器。 一般根據(jù)土建設(shè)計，將水廠自動化控制系統(tǒng)按設(shè)備位置情況及功能進行組織，分為如下一些控制站點。 濾池正常過濾時，為實現(xiàn)恒水位過濾，設(shè)計以水流量為控制參數(shù)的濾池液位 PID控制系統(tǒng)。其中受控設(shè)備可以分為兩部分：濾池閥門和反沖洗系統(tǒng)。反沖洗與過濾是交替進行的，反沖過后進入過濾，過濾一段時間后也需要啟動反沖洗。此外濾池的表面掃洗，還加快了反沖水的漂洗速度，用原水養(yǎng)活了反沖洗濾后水用量及電能，也節(jié)約了沖洗水量。濾頭采用網(wǎng)狀布置，約55 個 /m2。而后開啟排水閥將池面水從排水槽中排出直至濾池水面與24小時 濾池的正常過濾 濾池反沖洗過程 實時處理模塊 安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 V 型槽頂相平。 90 年代以來，我國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了 V 型濾池這種濾水工藝。另外，采用了虛擬的圖像技術(shù)，栩栩如生的圖像畫面再配上逼真的過程聲音，可以使操作員如同身臨現(xiàn)場，觀察和操作各種設(shè)備，完成以前 很難完成的事情。 發(fā)展小型系統(tǒng) 許多主流的 PLC 系統(tǒng)功能強、質(zhì)量好，但是價格也很高。 隨著改革開放的深入，我國的經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，以及與國際之間的技術(shù)交流，再加上引進外國的先進設(shè)備和技術(shù)，跨國公司在我國投資設(shè)廠，中外公司合資企業(yè)的發(fā)展，這些都使得我國的濾池控制系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，但是，一些小型水廠耗費了大量的財力和資源引來了一套套先進的控制設(shè)備，但是由于缺乏相關(guān)的核心技術(shù) ，使得先進的設(shè)備不僅運行費用很高而且很難發(fā)揮出全部的功能，況且，由于地理因素的原因，各地的水質(zhì)李濤： 基于 PLC 的水廠濾池自動 控制系統(tǒng) 設(shè)計 4 或多或少的有一些不同，如果對控制系統(tǒng)不做一些適量的調(diào)整，濾池控制系統(tǒng)也就失去了他本身存在的意義，再加上我國的經(jīng)濟發(fā)展不是很平衡，在我國的一些偏遠地區(qū)，水廠濾池基本上是靠人工操作，根本實現(xiàn)不了自動化，因此，設(shè)計一套適合我國國情的濾池控制系統(tǒng)已經(jīng)十分必要，從引進外國的全套設(shè)備，到自己逐步積累掌握部分的技術(shù)，我們已經(jīng)可以設(shè)計出一套及經(jīng)濟適用，又操作方便的濾池控制系統(tǒng)，并且能夠建立規(guī)模適宜、自動化水平相對較高、運營成本較低 的符合自身發(fā)展水平的自動監(jiān)控系統(tǒng)。 十九世紀七十年代，單片機的問世使得控制系統(tǒng)的應(yīng)用更為靈活，功能也更為強大，處理信息的能力大幅增強，并且具有很強的穩(wěn)定性和可靠性，處理器的發(fā)展促使了控制系統(tǒng)的進步，各式各樣的控制系統(tǒng)也逐漸被應(yīng)用于各行各業(yè)中去， 當前水廠采用的自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，從自控的角度可以劃分為 SCADA 系統(tǒng)、 DCS 系統(tǒng)、 IPC+PLC系統(tǒng)、總線式工業(yè)控制機 構(gòu)成的系統(tǒng)等。 4．數(shù)據(jù)可以通過輸入計算機進行數(shù)據(jù)的處理分析，切通用性強，易于擴展。 濾池是水廠常規(guī)處理凈水構(gòu)筑物的最后一道工序，濾池運行得好壞直接影響到水廠的出水水質(zhì)。s control requirements, the hardware equipment selection, design the hardware of control system configuration chart, I/O modules the wiring diagram, and write to realize the control algorithm procedures. Keywords： Viewing waterworks, PLC, automatic reverse wash, the control system 安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 III 目錄 引 言 ................................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ......................................................................................................................... 2 課題研究內(nèi)容 ............................................................................................................. 2 課題研究意義 ............................................................................................................. 2 研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................... 2 發(fā)展趨勢 ..................................................................................................................... 4 第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計系統(tǒng)的分析 ................................................................. 6 V 型濾池工藝過程 ...................................................................................................... 6 工作過程 ..................................................................................................................... 6 濾池控制系統(tǒng)的控制任務(wù)及其設(shè)計 ......................................................................... 8 第 3 章 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計 ........................................................................................... 10 濾池自控方案及總體結(jié)構(gòu)的實現(xiàn) ............................................................................ 10 PID 控制算法的基本原理 ......................................................................................... 10 現(xiàn)場控制器與反沖洗控制器的鏈接 ........................................................................ 15 第 4 章 濾池自動控制所需的主要硬件設(shè)備 ................................................................... 18 設(shè)備清單 ..................................................................................................................... 18 PLC 的概述 ................................................................................................................. 18 I/O 模塊的基本參數(shù)配置 ......................................................................................... 21 傳感器和執(zhí)行器的選擇 ............................................................................................. 22 系統(tǒng)的硬件配置及 I/O 連接圖 ................................................................................ 26 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................................................................... 29 軟件總體方案的設(shè)計 ................................................................................................ 29 控制參數(shù)整定 ............................................................................................................ 31 控制方案程序 ............................................................................................................ 33 第 6 章 組態(tài)監(jiān)控的設(shè)計 ................................................................................................... 36 MCGS 組態(tài)軟件的簡介 ............................................................................................... 36 MCGS 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 ..................................................................................... 36 監(jiān)控界面的設(shè)計 ........................................................................................................ 37 總結(jié)與展望 ............................................................................