【文章內容簡介】 的集成度和現(xiàn)場工作人員的工作效率，同時降低項目成本 專業(yè)程序模塊 由于水處理工藝多樣性，針對不同規(guī)模、不同工藝的水處理廠應該開發(fā)專業(yè)的程序模板。在 PLC 以及組態(tài)軟件功能日趨完善，產品質量也逐步提高的情況下，誰 能夠為客戶提供更加完善的服務將成為成敗的主導競爭方式。 數(shù)據分析、技術支持 在水廠的管理上，除了要能夠支持遠程監(jiān)控，還要將現(xiàn)場 IO 服務器采集的現(xiàn)場數(shù)據長時間的存儲，使用專業(yè)的數(shù)據分析軟件對現(xiàn)場數(shù)據進行分析，從而得出最佳的運行參數(shù)，根據這些參數(shù)修改現(xiàn)場控制站的程序。 遠程監(jiān)控 在水廠控制中心通過聯(lián)網發(fā)布軟件實現(xiàn)監(jiān)控界面。將來 PLC 編程軟件實現(xiàn)遠程登錄也是一個發(fā)展趨勢，編程人員可以在任何能夠登錄 Inter 的地方修改 PLC 程序，進行遠程調試。 主要研究內容 本設計是以工業(yè)用水處理系統(tǒng)為控制對象，采用 PLC 控制技術，設計了一套滿足工業(yè)水質要求的自動化水處理系統(tǒng)，并利用觸摸屏對水處理系統(tǒng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和管理，保證整個系統(tǒng)運行可靠，安全，獲得最佳的運行狀態(tài)。 PLC 控制的水處理系統(tǒng)主要有可編程控制器、液位計、電磁閥、高低壓力開關和 現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的 水處理 系統(tǒng)，本設計中有 3 個貯水池， 3 臺水泵，采用部分流量調節(jié)方法，即 3 臺水泵中只有 1 臺水泵在變頻器控制下作變速運行，其余水泵做恒速運行。 PLC 根據管網壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據壓 力檢測值和給定值之間偏差進行 PID 運算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調節(jié)流量，使供水管網壓力恒定。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。 根據以上控制要求，進行系統(tǒng)總體控制方案設計。硬件設備選型、 PLC 選型，估算所需 I/O 點數(shù)，進行 I/O 模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、 I/O連接圖，分配 I/O 點數(shù)，列出 I/O 分配表，熟練使用相關軟件，設計梯形圖控制程序，對程序進行調試和修改并設計監(jiān)控系統(tǒng)。 二、系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求 系統(tǒng)控制 采用 PLC 控制方式實現(xiàn)自動控制，設有手動／自動轉換功能 。 可以隨時根據系統(tǒng)各設備的運行狀況對系統(tǒng)的控制方式及工藝參數(shù)進行調整 。 在手動方式下，對各單元（如自動閥，水泵）進行獨立操作 。 生產過程中系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，及時發(fā)出警報 。 主要的工藝參數(shù)（如壓力，電導率等），均可直接在盤面或現(xiàn)場儀表上讀出，實時了解系統(tǒng)各設備的運行參數(shù) 。 報警及保護 高液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位高過高設定值，發(fā)出高液位信號，受控單元停止工作 。 中液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位，水位低過中設定值，發(fā)出中 液位信號，受控單元啟動工作 。 低液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位，水位低過低設定值，發(fā)出低液位信號并停止出水泵 。 高壓泵低壓保護：進水壓力低于低壓開關設定值，發(fā)出水壓低信號并停止高壓泵及RO 系統(tǒng) 。 高壓泵高壓保護：進水壓力高于高壓開關設定值，發(fā)出水壓高信號并停止高壓泵及RO 系統(tǒng) 。 水泵故障報警：水泵熱繼電器動作，發(fā)出故障信號，并停止故障泵 手動／自動轉換功能手動操作方式 主要用于應急或檢修，以保證生產供水需求自動操作方式：平時正常工作普遍采用的方式，其整個工作過程不需要人員干預，全自動 運行 。 系統(tǒng)單元控制 預處理單元石英砂過濾器、活性炭過濾器為全自動操作運行和反洗 。 RO 單元 RO 系統(tǒng)的啟動、運行、沖洗、停機備用等過程均可由 PLC 實現(xiàn)自動控制。同時， RO 系統(tǒng)還設置一塊就地儀表盤和一塊就地操作盤，在就地盤上可讀出 RO 的有關工藝參數(shù)，以及能在就地操作盤上啟停 RO 進水高壓泵及相關的自動閥門。對 RO 系統(tǒng)的重要參數(shù)如電導率等均設有檢測儀表當高壓泵管路前各進水閥門打開時，進水壓力達到要求后，可啟停高壓泵，檢測高壓泵沒有故障，同時打開產水不合格排放閥，進水壓力達到反滲透工作壓力，然后自動 調整濃水排放閥來調節(jié)產水流量（調整后，以后基本不用調整），當產水電導達到預定值時，關閉產水不合格排放閥 。 反滲透正常運行過程保護說明： 檢測進水壓力是否達到要求的設備為進水低壓壓力開關；為確保反滲透的正常運行，考慮到運行過程中以及高壓泵啟動時，對管路會造成瞬時或不間斷的壓力失常、損失等情況，會造成壓力開關的誤動作，從而造成系統(tǒng)報警、停止，故在檢測進水壓力動作時，考慮了一定的延時 。 檢測高壓泵是否故障的設備為高壓泵保護器 。 濃水管道設置高壓保護開關，檢測到濃水側壓力過高時，系統(tǒng)報警并打開濃水排放電動閥門，進行 瀉流 。 RO 啟停保護在 RO 停止使用時，首先停止高壓泵，同時打開濃水端排放閥和產水閥，預處理延遲運行一段時間，用經預處理的原水對 RO 膜組件自動低壓沖洗 5min，以避免濃水中的高濃度鹽類在 RO 膜表面沉積結垢而影響膜的性能，然后自動關閉濃水電動閥，并停止沖洗。長時間停運，在沖洗后應注入保護液。 清洗系統(tǒng)由于清洗裝置是反滲透系統(tǒng)的維護設備，運行時間和頻率比較低，一般幾個月運行一次，建議采用手動控制方式進行；清洗進行時，首先確保清洗水箱有足夠的清洗液，并且清洗泵、及清洗過濾器進出口各閥門都處于開啟狀態(tài)， 檢查清洗設備和反滲透裝置之間的管道連接，開啟清洗水泵，清洗裝置進入開啟狀態(tài)。 雙級 RO 系統(tǒng) 原水到達原水電磁閥，電磁閥開，原水流入原水箱內。原水箱內的水通過原水泵流經兩個石英砂過濾器罐體，將水質中泥沙過濾在其中。過濾后的水流入活性炭過濾器罐體，活性炭吸附微笑顆粒。 預處理后的水通過預處理閥的開啟流入到一級保安過濾器內，將大于 5um 的顆粒過濾。一級保安過濾器過濾后的水經過一級高壓泵的揚程使其流入一級反滲透裝置，反滲透相當于半透膜，將濃度高的水排除。為了防止反滲透內 結垢，在預處理閥管道后插接阻垢劑加藥裝置的管道，阻垢劑通過計量泵與預處理后的水一同流入一級保安過濾器。一級反滲透后的水流入中間水箱內，中間水箱內水經過中間水泵的揚程到達二級保安過濾器。在中間水泵后插接 PH 調節(jié)裝置， PH 劑通過計量泵與中間水一同流入二級保安過 濾器。二級保安過濾器將大于 3um 的顆粒過濾。二級保安過濾器過濾后的水經過二級高壓泵的揚程使其流入二級反滲透裝置。二級保安過濾器處理后的水流入純水箱。純水箱內的水經過純水泵的揚程使其經過紫外燈殺菌到達用水點。 清洗系統(tǒng) 當雙級 RO 系統(tǒng) 長時間不運行的情況下，反滲透裝置內會由于細菌的滋生不緊影響水質還會縮短其使用壽命。那么就有必要在雙級 RO 系統(tǒng)停止運行時對其進行清洗。 經過二級反滲透的水經過手動蝶閥的開通使其流入清洗水箱內。清洗水箱內的水經過清洗水泵的揚程到達清洗過濾器。清洗過濾器將大于 3um 的顆粒過濾過后分支到達一級反滲透的進水口和二級反滲透進水口。將沖洗后的水排除，完成清洗過程。 循環(huán)水系統(tǒng) 用水池內的如果水體長時間靜止，水表面塵埃會逐漸積累，同時水體內細菌也會迅速滋生繁衍。那么就應該考慮過濾表面的灰塵同時殺除水 體內細菌。 用水池上部有一吸水池，將管道伸入吸水池中用于吸水，開啟循環(huán)水泵使水進入多介質罐體。多介質罐體內填充不同顆粒大小的石英砂和活性炭。殺菌劑用計量泵與過濾后的水重新流入用水池。 經過長時間循環(huán)后，多介質罐體內會積淀大量塵埃。為了方便除去罐體內塵埃，停止循環(huán)水泵運行，