【正文】 了我們的眼簾，可編程序控制器在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷增加，讓我們看到他的應(yīng)用之廣泛，此次設(shè)計(jì)是在游泳池水 處理自動(dòng)控制方面的一個(gè)具體體現(xiàn)，正文介紹了可編程序控制器（ PLC）、西門子 S7300 CPU313及溫度傳感器在游泳池水處理系統(tǒng) 中 的應(yīng)用 及 PID調(diào)節(jié) 。而在最熱的時(shí)候，游泳場(chǎng)館更是天天爆滿 ， 隨之而來對(duì)這些活動(dòng)的客觀要求也不斷提出了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求，對(duì)游泳的環(huán)境和各方面的要求也逐步提高。 遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 本課題研究主要內(nèi)容 現(xiàn)代游泳池主要分三大部分 ： 一是循環(huán)及過濾部分， 二是水質(zhì)檢測(cè)及加投藥部分，三是恒溫及加熱部分。目前，國(guó)內(nèi)采用的是快速式換熱器和新型板式換熱器。 課題研究的意義 本設(shè)計(jì)主要著重介紹各環(huán)節(jié)的控制和操作過程及原理，選用的控制設(shè)備也比傳統(tǒng)的設(shè)備更為先進(jìn)，目前可編程序控制器在整個(gè)電氣控制領(lǐng)域已經(jīng)占領(lǐng)主導(dǎo)地位，發(fā)展的也是非常迅速，它的控制方式采用可編程序控制器進(jìn)行控制。 2． 溫度控制精度 1176。以 pH值調(diào)節(jié)為例，當(dāng) pH值過高，超過控制時(shí)，則通過精確計(jì)量泵加投稀鹽酸以調(diào)低 pH值，這就是化學(xué)的方法。 進(jìn) 水沙 缸廢 水F 1F 2F 3 F 5F 4 圖 沙缸反沖洗工作示意圖 控制系統(tǒng)要求 該系統(tǒng)按只檢測(cè)濁度、余氯、 pH 值和溫度等幾項(xiàng)來配置， PLC 按輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、通信接口數(shù)等技術(shù)要求選定，檢測(cè)儀、泵、伺服控制器及操作系統(tǒng)根據(jù)工藝流程選定或按甲方要求選定。反沖洗持續(xù)時(shí)間需根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。濁度 —絮凝劑流程圖 如圖 所示。檢測(cè)的結(jié)果經(jīng)模擬量輸入模遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 塊送 濁 度 — 絮 凝 劑 主 程 序 開 始調(diào) 用 子 程 序 7 初 始 化調(diào) 用 子 程 序 8 計(jì) 算平 均 值循 環(huán) 水 泵 開 ？濁 度 ≥ 4 ？啟 動(dòng) 絮 凝 劑 攪 拌 器3 S 后 啟 動(dòng) 絮 凝 劑 劑 量 泵濁 度 ≤ 2 ？關(guān) 泵 及 攪 拌 器濁 度 — 絮 凝 劑 主 程 序 結(jié) 束子 程 序 7 開 始預(yù) 置 采 樣 計(jì) 數(shù) 器 和 清 0子 程 序 7 結(jié) 束子 程 序 8 開 始從 模 擬 量 輸 入 P I W 4中 取 個(gè) 值 加 到 采 樣值 中 ， 采 樣 計(jì) 數(shù) 器加 1 ， 直 到 最 大 采 樣數(shù) 用 移 位 求 采 樣 平均 值子 程 序 8 結(jié) 束NNNYYY 圖 濁度 — 絮凝劑流程圖 圖 濁度 刻度 控制曲線 遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 1 04204 2 02x1x量 程 / N T UI / m A( a )2 7 6 4 804 2 02x1x2y1y刻 度 值I / m A( b ) 圖 濁度刻度值換算比例圖 到 PLC，由 PLC 處理后一方面送控制屏進(jìn)行溫度顯示，另一方面由 PLC 的 PID 指令控制。在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱 PID 控制，又稱 PID 調(diào)節(jié)。在連接成閉合回 路時(shí)，可能出現(xiàn)兩種情況：正反饋和負(fù)反饋。 積分調(diào)節(jié)（ I 調(diào)節(jié)） 在 I 調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)的變化速度 dtdu/ 偏差信號(hào) e 成正比，即 eSdtdu0? （ ） 或 ?? tedtSu00 （ ） 式中 0S 稱為積分速度，可視情況取正值或負(fù)值。 微分調(diào)節(jié) （ D 調(diào)節(jié)） 調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)被調(diào)節(jié)量的變化速度來移動(dòng)調(diào)節(jié)閥，而不要等到被調(diào)節(jié)量已經(jīng)出現(xiàn)較大偏差后才開始動(dòng)作， 那么調(diào)節(jié)效果將會(huì)更好，等于賦予調(diào)節(jié)器以某種程度的預(yù)見性這種調(diào)節(jié)稱為微分調(diào)節(jié)。 將上式離散化，第 n 次采樣時(shí)控制器的輸出為 ： )()()(1 nnSDCnnISCnnCn pvpvTTKpvspTTKpvspKM ?????? ? （ ） 遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 標(biāo)準(zhǔn) PID 控制允許將閉環(huán)控制器、脈沖控制器以及步驟控制器集成到用戶程序中。 FB41 參數(shù)的設(shè)置很靈活，可根據(jù)自己的習(xí)慣或應(yīng)用的方便選擇。注意設(shè)定值與反饋值的單位一致。 P_SEL： BOOL：比例選擇位：該位 ON 時(shí)，選擇 P（比例）控制有效； 選擇有效 。近年來，國(guó)內(nèi)在 PC 技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，除許多從國(guó)外 引進(jìn)的設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國(guó)產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越快地采用 PC 控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。 LMN_LLM： REAL： PID下極限；一般為 0%。設(shè)定 1。 本設(shè)計(jì) 用調(diào)節(jié)裝置的啟動(dòng)標(biāo)志來觸發(fā)本位。 FB41 稱為連續(xù)控制的 PID 用于控制連續(xù)變化的模擬量，與 FB42 的差別在于后者是離散型的，用于控制開關(guān)量，其他二者的使用方法和許多參數(shù)都相同或相似。但是經(jīng)過相當(dāng) 長(zhǎng)的時(shí)間以后，被調(diào) 節(jié)量偏差去可以積累到相當(dāng)大的數(shù)字而得不到校正 ， 這種情況是不能容許的。這意味著被控對(duì)象在負(fù)荷擾動(dòng)下的調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，被調(diào)量沒有殘差，而調(diào)節(jié)閥則可以停止在新的負(fù)荷所要求的開度上。 3． 魯棒性強(qiáng)，即其控制品質(zhì)對(duì)被控對(duì)象特性的變化不大敏感 比例調(diào)節(jié)（ P 調(diào)節(jié)） 在 P 調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào) u 與偏差信號(hào) e 成比例，即： eKu C? （ ） 式中 CK 稱為比例增益。 PID 控制，實(shí)際中也有 PI 和 PD 控制。帶集成控制器設(shè)置的參數(shù)分配工具允許設(shè)置控制器，可在極短時(shí)間內(nèi)優(yōu)化使用。第二步，由電流值計(jì)算出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值。反沖洗過程的觸發(fā)條件一般有 3 個(gè)：壓差反沖洗、定時(shí)反沖洗和手動(dòng)反沖洗。循環(huán)水泵的手遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 動(dòng)過程，只是配合自動(dòng)過程的輔助手段，手動(dòng)狀態(tài)除操作兩臺(tái)泵的起 /停以外，還擔(dān)當(dāng)過濾缸反沖洗過程的操作。清除的辦法就是使水流反方向流動(dòng)，如圖 所示。 控制系統(tǒng)簡(jiǎn) 介 溫 度 儀 Ⅱ溫 度 儀 ⅠP H 儀余 氯 儀濁 度 儀定 時(shí) 器伺 服 控制 器過 濾沙 缸過 濾沙 缸出池口水管1 號(hào)2 號(hào)循 環(huán) 水 泵熱 交 換N布 水 口 布 水 口游 泳 池進(jìn)池口水管熱力蒸汽絮 凝 劑 加 投 消 毒 劑 加 投 稀 鹽 酸 加 投 硫 酸 銅 加 投 圖 游泳池水處理工藝流程圖 現(xiàn)代游泳觀的池水處理系統(tǒng)類似與自來水廠的水處理系統(tǒng)，通過循環(huán)水泵將池水置遼寧 科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 換出來檢測(cè)水質(zhì)，再通過化學(xué)和物理的方法調(diào)整水質(zhì)，然后將達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的 “凈水 ”回灌進(jìn)游泳池 。除許多從國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國(guó)產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多的采用 PC 控制系統(tǒng)取代的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。 控制條件為緊急停止信號(hào) ， 由值班人員發(fā)出 。以此 ， 來減小某一臺(tái)泵因連續(xù)工作而引起的損耗。但由于我國(guó)游泳場(chǎng)館的發(fā)展相對(duì)較晚 (二十世紀(jì)九十年代