【文章內(nèi)容簡介】 ，通過過濾網(wǎng)，使海水中的雜質(zhì)附在過濾網(wǎng)表面，過濾后的海水流出出水閥門。經(jīng)過一段時(shí)間后過濾網(wǎng)上的雜質(zhì)會(huì)越累積越厚，此時(shí)過濾器進(jìn)入反沖洗排污工作階段，首先要關(guān)閉出水閥門，其次打開排污閥門和反轉(zhuǎn)過濾網(wǎng)，海水繼續(xù)由進(jìn)水閥門進(jìn)入，將過濾網(wǎng)上的雜質(zhì)沖洗掉，并且由排污閥排出。 系統(tǒng)的反沖洗分為手動(dòng)清洗和自動(dòng)清洗兩種方式，自動(dòng)反沖洗又可以分為自動(dòng)定時(shí)清洗和自動(dòng)壓差清洗。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)位置時(shí)，系統(tǒng)處于手動(dòng)工作狀態(tài)，由按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)反沖洗的控制功能。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于自動(dòng)位置時(shí)，系統(tǒng)處于自動(dòng)工作狀態(tài)：自動(dòng)模式下，切換開關(guān)置于定時(shí)位置時(shí)，系統(tǒng)處于自動(dòng)定時(shí)控制；切換開關(guān)置于壓差位置時(shí)，系統(tǒng)處于自動(dòng)壓差控制。 手動(dòng)反沖洗 當(dāng)處于手動(dòng)模式時(shí)，可在任意時(shí)間把電機(jī)運(yùn)行開關(guān)打到“啟動(dòng)”位置啟動(dòng)反沖洗電機(jī)，同時(shí)把排污閥開關(guān)打到“開”位置，打開排污閥。這樣就開始進(jìn)行手動(dòng)反沖洗。過段時(shí)間后把電機(jī)運(yùn)行開關(guān)和排污閥開關(guān)打到“停止”和“關(guān)閉”位置結(jié)束手動(dòng)反沖洗。 自動(dòng)反沖洗 （1）壓差控制 隨著過濾網(wǎng)表面雜質(zhì)的不斷增厚，過濾器濁液腔和清液腔的壓差逐漸變大，壓力傳感器檢測到壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)反沖洗啟動(dòng)。當(dāng)壓差低于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)反沖洗停止。 （2）時(shí)間控制 根據(jù)需要設(shè)定海水過濾器的過濾時(shí)間和自動(dòng)反沖洗的時(shí)間。當(dāng)過濾運(yùn)行時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為反沖洗排污工作狀態(tài)。 上述兩種控制方式為各自單獨(dú)運(yùn)行，以時(shí)間先到為標(biāo)準(zhǔn)。為了減少不必要的自動(dòng)反沖洗次數(shù)，在壓差控制啟動(dòng)的同時(shí)，需要將時(shí)間積累復(fù)位，重新開始計(jì)時(shí)；否則當(dāng)壓差控制自動(dòng)反沖洗結(jié)束而時(shí)間累積也剛好到達(dá)設(shè)定值時(shí)，會(huì)又一次啟動(dòng)自動(dòng)反沖洗，從而降低過濾效率。 緊急停止和系統(tǒng)停止 緊急停止是在過濾器工作狀態(tài)下，突發(fā)故障或者是需要檢修時(shí)，按下急停按鈕，所有過濾器都會(huì)停止工作，當(dāng)松開急停按鈕時(shí)，過濾器又恢復(fù)原來的狀態(tài)繼續(xù)工作。 系統(tǒng)停止是不管過濾器處于任何狀態(tài)，只要按下系統(tǒng)停止按鈕，電動(dòng)機(jī)就會(huì)斷電，各過濾器都會(huì)停止工作。 狀態(tài)指示燈和故障指示燈說明綠燈指示運(yùn)行狀態(tài)，紅燈指示故障狀態(tài)（閃爍）和自動(dòng)方式中待機(jī)狀態(tài)（長亮）；綠燈長亮表示該過濾器處于正常監(jiān)控工作狀態(tài)，（轉(zhuǎn)向閥全開，排污閥全關(guān)）；綠燈閃爍表示該過濾器正處于清洗過濾運(yùn)行中；紅燈長亮表示該過濾器處于自動(dòng)方式中待機(jī)狀態(tài)；紅燈閃爍表示該過濾器處于故障狀態(tài)。 自動(dòng)檢測 按下自動(dòng)檢測按鈕，就會(huì)對(duì)處于自動(dòng)模式下的各過濾器進(jìn)行一次自動(dòng)反沖洗檢測。 本次設(shè)計(jì)需要兩個(gè)正反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過查找資料跟所學(xué)知識(shí)。 主電路原理圖 控制電路的設(shè)計(jì)與分析 PLC的具體I/O分配 自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)PLC輸入端：手動(dòng)/自動(dòng)模式、時(shí)間控制/壓差控制、系統(tǒng)停止按鈕、緊急停止按鈕、轉(zhuǎn)向閥打開按鈕、轉(zhuǎn)向閥關(guān)閉按鈕、排污閥門打開、排污閥門關(guān)閉、故障按鈕、自動(dòng)檢測按鈕、轉(zhuǎn)向閥到位打開、轉(zhuǎn)向閥到位關(guān)閉、排污閥到位打開、排污閥到位關(guān)閉等15個(gè)輸入端口。 自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)PLC輸出端：反沖洗電機(jī)、過濾電機(jī)、排污閥門開、排污閥門關(guān)閉、綠燈、紅燈等共6個(gè)輸出端口。 ： 端子分配表輸入設(shè)備輸入端子備注輸出設(shè)備輸出端子備注SB0X000手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)KM1Y001反沖洗電機(jī)SB1X001自動(dòng)檢測按鈕KM2Y002排污閥打開SB2X002時(shí)間控制/壓差控制KM3Y005過濾電機(jī)SB3X003系統(tǒng)停止開關(guān)KM4Y006排污閥關(guān)閉SB4X004緊急停止按鈕LED0Y003綠燈SB5X005轉(zhuǎn)向閥打開按鈕LED1Y004紅燈SB6X006轉(zhuǎn)向閥關(guān)閉按鈕SB7X007排污閥門打開按鈕SB10X010排污閥門關(guān)閉按鈕SB11X013故障按鈕SB12X014轉(zhuǎn)向閥到位打開SB13X015排污閥到位打開SB14X016轉(zhuǎn)向閥到位關(guān)閉SB15X017排污閥到位關(guān)閉SB16X020壓差信號(hào) 控制電路I/O接線 I/O接線圖。 I/O接線圖 設(shè)備的選型 PLC選型的基本原則是在滿足控制要求的前提下，保證工作可靠，使用維護(hù)方便，以獲得最佳的性價(jià)比。對(duì)于PLC的選擇主要包括機(jī)型選擇，輸入輸出端口選擇，容量選擇，輸入輸出模塊選擇、結(jié)構(gòu)形式選擇、電源模塊選擇等幾個(gè)方面[7]。在此控制系統(tǒng)中，自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)PLC輸入端：手動(dòng)/自動(dòng)模式、時(shí)間控制/壓差控制、系統(tǒng)停止按鈕、緊急停止按鈕、轉(zhuǎn)向閥打開按鈕、轉(zhuǎn)向閥關(guān)閉按鈕、排污閥打開按鈕、排污閥關(guān)閉按鈕、故障按鈕、自動(dòng)檢測按鈕、轉(zhuǎn)向閥到位打開、轉(zhuǎn)向閥到位關(guān)閉、排污閥到位打開、排污閥到位關(guān)閉、壓差信號(hào)按鈕等15個(gè)輸入端口。自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)PLC輸出端：反清洗電機(jī)、正常過濾電機(jī)、排污閥門打開、排污閥門關(guān)閉、綠燈、紅燈等共6個(gè)輸出端口。 在選擇相應(yīng)規(guī)模的可編程控制器時(shí)需要留有10%～15%的I/O裕量以便擴(kuò)展。由于I/O端口的數(shù)量直接影響PLC的價(jià)格，因此在滿足控制要求的前提下，應(yīng)盡量減少占用PLC的I/O點(diǎn)，所以該系統(tǒng)的PLC的I/O端口數(shù)量選擇為32個(gè)。 對(duì)于容量的選擇，內(nèi)存容量主要受到以下幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利用率、開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的編程水平等。對(duì)于本設(shè)計(jì)來說，該系統(tǒng)是開關(guān)量輸入輸出控制系統(tǒng)，開關(guān)量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存儲(chǔ)器容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6：4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)*10=320個(gè)字=5K字節(jié)[8]。所以該系統(tǒng)PLC的內(nèi)存容量應(yīng)選擇8K的。輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號(hào)。對(duì)于開關(guān)頻繁、電感性、低功率因數(shù)的負(fù)載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點(diǎn)是模塊價(jià)格高；過載能力稍差。繼電器輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命短，響應(yīng)速度慢。對(duì)于該控制系統(tǒng)開關(guān)動(dòng)作不是很頻繁，并且考慮到經(jīng)濟(jì)性，所以選擇繼電器輸出模塊。 PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊大印刷電路板上，節(jié)省了插接環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格也比模塊式的便宜，所以小型PLC控制系統(tǒng)多采用整體式結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)是采用小型PLC的控制系統(tǒng)，所以采用整體式結(jié)構(gòu)。 綜上所述，PLC選擇的型號(hào)為：三菱FX2N—32MRD。 在過濾器工作過程中，為了確保過濾及自動(dòng)反沖洗能夠正常進(jìn)行。，可由PLC控制過濾器停機(jī)。，故選用量程為0~1Mpa的壓力控制器。 PKX型壓力控制器采用波紋管式感壓元件，具有精度高，穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、機(jī)械、船舶、輕工等行業(yè)的氣、液壓設(shè)備上，進(jìn)行壓力監(jiān)控、報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)、實(shí)現(xiàn)二位自動(dòng)控制。此壓力控制器分為普通型和防爆型兩種。PKX壓力控制器壓力設(shè)定范圍：0~ 0~ ~ ~ ~1MPa ~ ~ ~，其測量范圍為：0~~[8]，因此本次設(shè)計(jì)選用PKX型壓力控制器。 閥門選型 DCL40型號(hào)電動(dòng)閥 在此過濾器中，排渣口和反沖洗口應(yīng)各裝有一個(gè)電動(dòng)閥門，電動(dòng)閥門的開關(guān)狀態(tài)可由PLC控制。通過改變這兩個(gè)電動(dòng)閥門的開關(guān)狀態(tài)，達(dá)到改變工作狀態(tài)的目的。 因廢水具有腐蝕性，所以應(yīng)選用DCL閥門系列的產(chǎn)品。此閥門具有結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、性能穩(wěn)定、可靠性高、低噪音、智能控制、密封性能可靠可以達(dá)到雙向密封零泄漏、密封材料耐老化、耐腐蝕，使用方便、壽命長、等特點(diǎn)。 根據(jù)閥門在工作過程中所承受的工作壓力、閥門的適用溫度、所設(shè)計(jì)管路的直徑、閥門適用的介質(zhì)、閥門的重量和價(jià)格等因素選用。本文選用DCL40型號(hào)的電動(dòng)閥。 過濾網(wǎng)過濾器的濾渣效果主要取決于所用濾網(wǎng)的目數(shù)，而選擇濾網(wǎng)目數(shù)的依據(jù)是由污水中所含污物的性質(zhì)和濾液最終要求雜質(zhì)的最小直徑所決定的。 本設(shè)計(jì)過濾器的適用的雜質(zhì)顆粒尺寸很小，略帶腐蝕性。根據(jù)資料顯示比較確定選用斜紋編織密紋濾網(wǎng)。此過濾網(wǎng)為不銹鋼金屬絲，(經(jīng)緯)，基本孔徑約為8m[10]。 ，120ms/s的環(huán)境中，~。濾網(wǎng)堵塞后，當(dāng)壓差大于設(shè)定值()時(shí)，由壓力控制器發(fā)出信號(hào)到PLC，由PLC可編程控制器控制進(jìn)行反沖洗。 本章主要對(duì)自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)硬件電路的各個(gè)部分進(jìn)行了分別設(shè)計(jì)，其中包括主電路部分的設(shè)計(jì)分析、控制電路地址分配表和I/O接線圖部分的設(shè)計(jì)分析，并對(duì)所用的元器件進(jìn)行了分析與選型。第4章 自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)軟件部分 根據(jù)海水自動(dòng)反沖洗過濾器控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求，在第3章的基礎(chǔ)上，對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)程序的設(shè)計(jì)要求以及工作流程，整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序部分由自動(dòng)控制功