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基于netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧資料

2025-06-29 08:02本頁面
  

【正文】 測量數(shù)據(jù),可連續(xù)存儲一個月的余氯值。余氯分析儀特點(diǎn)如下: (1)中文顯示、中文菜單、中文記事:操作簡單,操作步驟全程中文提示??赏瑫r測量余氯、pH值、溫度。本次設(shè)計采用的是上海高致精密儀器有限公司在線濁度儀ZS600。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊,內(nèi)置背光液晶屏,數(shù)據(jù)存儲器,繼電器控制輸出(3路)。方向的散射光原理,此在線濁度儀可使用在不同地方的過濾裝置上測量原水或純凈水的濁度。其量程為:0m200m,適用于水池、深井以及其他各種液位的測量;零點(diǎn)和滿量程外部可調(diào);電源:24VDC:輸出信號;兩線制4~20mADC;精度等級:。選擇AFLD(艾拓利爾)型智能電磁流量計,滿足設(shè)計的要求,由于器件的材料優(yōu)良性,生產(chǎn)過程安全可靠,充分達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理,水利建設(shè)、河流疏浚等領(lǐng)域的流量計量。它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的,是一種測量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。本次設(shè)計使用的沈陽節(jié)能潛水泵制造有限公司的QJ系列潛水泵。~;11  5%V的三相交流電源。5  潛水電泵使用的條件是否合適,管理得當(dāng)與使用壽命有直接的關(guān)系。2  對井管、揚(yáng)水管無特殊要求(即:鋼管井、灰管井、土井等均可使用)3  安裝、使用、維護(hù)方便簡單,占地面積小、不需建造泵房。QJ型井用潛水電泵是電機(jī)與水泵直聯(lián)一體潛入水中工作的提水機(jī)具,它適用于從深井提取地下水、也可用于河流、水庫、水渠等提水工程:深井潛水電泵主要用于農(nóng)田灌溉及高原山區(qū)的人畜用水,亦可供城市、工廠、鐵路、礦山、工地供排水使用。電機(jī)上端有一個注水孔,有一個放氣孔,下部有個放水孔。高揚(yáng)程潛水泵上部裝有止回閥,避免停機(jī)水錘造成機(jī)組破壞。再用防水粘膠帶纏23層,外面包上23層防水膠布或用水膠粘結(jié)包一層橡膠(自行車?yán)锾ィ┮苑罎B水。潛水電機(jī)軸上部裝有迷宮式防砂器和兩個返向裝配的骨架油封,防止流砂進(jìn)入電機(jī)。潛水電泵機(jī)組由:水泵、潛水電機(jī)(包括電纜)、輸水管和控制開關(guān)四大部分組成。把地下水提取到地表,是生活用水、礦山搶險、工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉、海水提升、輪船調(diào)載,還可用于噴泉景觀,熱水潛水泵用于溫泉洗浴,還可適用于從深井中提取地下水,也可用于河流、水庫、水渠等提水工程??刂破鱋K 潛水泵的選型潛水泵是深井提水的重要設(shè)備。可恢復(fù)故障紅色電池不能支持內(nèi)存或沒有電池OK熄滅正在接收數(shù)據(jù)或傳送數(shù)據(jù)BAT熄滅機(jī)架故障RS232熄滅更突出的是還有PID、伺服運(yùn)動控制等專用指令。ControlLogix處理器的指令豐富,功能強(qiáng)大。面板上還有若干LED指示燈,指示燈有亮滅和顏色的變化。 。如果是遠(yuǎn)程I/O,單獨(dú)一個處理器可以交互的遠(yuǎn)程I/O最多達(dá)250個。以下是處理器技術(shù)指標(biāo)。又根據(jù)三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架分別有三個軟件:RSNetWorx for DeviceNet(用于設(shè)備網(wǎng)組態(tài))、RSNetWorx for ControlNet(用于控制網(wǎng)組態(tài))、RSNetWorx for EtherNet/IP(用于以太網(wǎng)組態(tài))。RSLinx提供了一個貫穿整個網(wǎng)絡(luò)的友好的用戶圖形界面,支持和許多不同網(wǎng)絡(luò)上的多種設(shè)備同時進(jìn)行通訊。 ControlLogix軟件ControlLogix軟件系統(tǒng)包括集成軟件開發(fā)平臺RSLogix5000、通訊服務(wù)軟件包RSLinx、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSNetWorx。DeviceNet設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)雖然屬于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的底層網(wǎng)絡(luò),通訊速率不高,數(shù)據(jù)傳輸量也不大,但其具有低成本、高效率、高可靠性的特點(diǎn)。它既可以連接簡單的底層工業(yè)設(shè)備,又可以連接像變頻器、操作員終端這樣的復(fù)雜設(shè)備。高吞吐量5Mb/s的數(shù)據(jù)傳送率用于改善I/O、控制器互鎖以及對等通信報文傳送的性能。同時也能夠與各種設(shè)備連接,包括操作員界面、拖動裝置以及其他與控制網(wǎng)連接的設(shè)備。 (2)控制層的網(wǎng)絡(luò)ControlNet控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種用于對信息傳送有時間苛刻要求的、高速確定性網(wǎng)絡(luò),同時,它允許傳送無時間苛求的報文數(shù)據(jù),但不會對有時間苛刻要求的數(shù)據(jù)傳送造成沖擊。由于PLC網(wǎng)絡(luò)中采用了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),所以許多PLC產(chǎn)品都支持以太網(wǎng)的TCP/IP通信協(xié)議,它們將控制系統(tǒng)與監(jiān)視和信息管理系統(tǒng)集成起來,通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),用于監(jiān)控的可編程序控制器、工業(yè)計算機(jī)以及商業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)就可以存取車間級的數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是采用三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來滿足數(shù)據(jù)量以及實(shí)時性的不同要求。用戶可以使用單獨(dú)的通訊接口模塊來實(shí)現(xiàn)背板與Ethernet、ControlNet、DeviceNet和普通的Remote I/O鏈路之間的接口。Logix5561處理器通過Contro1Logix背板與本地框架中的1756I/O模塊通訊。 ControlLogix網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通訊是ControlLogix平臺的命脈。模擬量、數(shù)字量以及特殊的I/O模塊滿足各種場合使用要求。在各個層面上通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的無縫互通,并且可以與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)了電子信息化的控制應(yīng)用。系統(tǒng)的配置和編程的一致協(xié)調(diào),使得最初程序的擴(kuò)展和長期的系統(tǒng)維護(hù)都可以更加輕松的完成。 (3)通用的編程環(huán)境和Logix控制引擎。 (2)在沒有限制的條件下組合多個控制器、網(wǎng)絡(luò)和I/O。每一個ControlLogix控制器可以執(zhí)行多個控制任務(wù),減少了系統(tǒng)對控制器的數(shù)量要求,進(jìn)而加快了系統(tǒng)故障的檢查。對于I/O接口,不需要專門為之安排一個處理模塊,系統(tǒng)就好比在生長一樣,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)允許為額外的底板或者背板分配控制資源。其處理器是模塊化的,允許根據(jù)具體應(yīng)用,選擇各種存儲單元規(guī)格的不同處理器。 第3章 基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計的硬件設(shè)計 ControlLogix系統(tǒng)簡介 ControlLogix控制器ControlLogix創(chuàng)立了一個新的標(biāo)準(zhǔn),以讓PLC在所要求的簡單易用的環(huán)境中發(fā)揮出更加出色的表現(xiàn)和性能。PLC實(shí)時監(jiān)測上述輸入的信號,并把信號傳給工控機(jī),通過組態(tài)軟件實(shí)時顯示、報警、控制操作和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。 系統(tǒng)總體圖本設(shè)計的控制過程主要完成加礬、加氯量的調(diào)節(jié),通過可編程邏輯控制器PLC來實(shí)現(xiàn)。其中信息采集部分由流量檢測儀、濁度檢測儀、余氯分析儀、信息分析部分由PLC可編程控制器組成。本系統(tǒng)包括中控室、取水地、加礬加氯間、反應(yīng)池、過濾池、清水池、送水泵房等各環(huán)節(jié)組成,各子系統(tǒng)由PLC站控制,中控室有2臺分別用于生產(chǎn)管理的計算機(jī),中控計算機(jī)可實(shí)時顯示各PLC單元控制的儀表、機(jī)電、加礬、加氯設(shè)備和濾池在內(nèi)的工作情況,可對系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本次設(shè)計包含二個系統(tǒng),分別是: (1)電動閥門控制系統(tǒng)它控制16臺加壓泵電動閥門的打開與關(guān)閉,可以實(shí)現(xiàn)自動控制。根據(jù)控制系統(tǒng)要求,PLC控制器主要是對兩個取水泵站的14臺水泵和兩個液位傳感器、加藥站的加藥泵、加壓站的四臺加壓泵進(jìn)行控制及向上位監(jiān)控機(jī)傳送各種信息。 PLC工作原理圖 將方案一、方案二對比,利用PLC對生產(chǎn)過程進(jìn)行生產(chǎn)控制,靈活性高且控制器的體積較小,選用方案二作為系統(tǒng)的設(shè)計方案,即PLC為系統(tǒng)的控制器??删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。它采用可編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。 單片機(jī)控制框圖方案二:基于PLC的控制系統(tǒng)可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡稱PLC。軟件設(shè)計則采用模塊化編程方法,使得程序易于調(diào)試和維護(hù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)時顯示、報警等功能。單片機(jī)軟件編程的自由度大,可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。 控制系統(tǒng)方案的論證目前在我國自動控制領(lǐng)域,應(yīng)用的控制核心主要分為兩大類,即基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)以及基于PLC的自動控制系統(tǒng)。電氣元器件方面,水泵選擇沈陽節(jié)能潛水泵制造有限公司的QJ系列潛水泵,流量計選擇MGG/C15151231EAA型電磁流量計以及沈陽電機(jī)集團(tuán)實(shí)業(yè)電機(jī)有限公司的Y系列電動機(jī),通過硬件的作用完成系統(tǒng)的運(yùn)行,通過RSLogix5000編制軟件編寫梯形圖,實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。 控制系統(tǒng)工藝流程圖本次設(shè)計選擇羅克韋爾公司的PLC。 (3)系統(tǒng)的軟件設(shè)計:利用羅克韋爾PLC的編程軟件RSLogix5000編制梯形圖,實(shí)現(xiàn)供水過程的自動控制。 (1)總體方案設(shè)計:根據(jù)系統(tǒng)概況和系統(tǒng)控制要求,對系統(tǒng)進(jìn)行總體方案設(shè)計,進(jìn)而確定系統(tǒng)的組成。用于生產(chǎn)管理的計算機(jī)根據(jù)PLC上傳的各儀表所檢測到的數(shù)據(jù),結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過分析后,將結(jié)果下傳給PLC,最終控制加礬、加氯。根據(jù)以上原則,本設(shè)計的控制過程主要完成加礬、加氯量的調(diào)節(jié),通過可編程邏輯控制器PLC來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)備的控制條件、控制頻率和控制重要性等因素框定控制范圍,避免過分追求控制范圍的擴(kuò)大化,提高系統(tǒng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。做到總體規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)開放、信息共享,保證前期投資的有效性和后續(xù)投資的連續(xù)性。開放性:選用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備和軟件平臺,便于二次開發(fā)和系統(tǒng)擴(kuò)展升級。自來水廠自動化系統(tǒng)的總體要求是可靠地實(shí)現(xiàn)對各水處理設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控,達(dá)到“現(xiàn)場無人值守、控制中心少人值班”的自動化程度。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上,盡可能的使結(jié)構(gòu)簡練,盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用元配件,以降低成本,同時提高可靠性。信息技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的普及,將會使管理控制一體化的重要性日益顯露,可以預(yù)見,以PLC為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)向以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的管理控制一體化分布式網(wǎng)絡(luò)通信過渡是必然的發(fā)展趨勢。有的自控系統(tǒng)從未運(yùn)行過,一直處于閑置狀態(tài);有的運(yùn)行一段時間后變?yōu)榱耸謩?,甚至處于癱瘓狀態(tài),造成了自動化系統(tǒng)和設(shè)備的極大浪費(fèi)。大中城市的水廠特別是發(fā)達(dá)地區(qū)的大型水廠,自動化程度較高,而小城市和城鎮(zhèn)的水廠特別是落后地區(qū)的小型水廠,自動化程度較低,甚至還是空白。隨著計算機(jī)技術(shù),信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來我國從國外引進(jìn)了一些先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)的處理工藝,國內(nèi)的水處理自動控制水平有了較快發(fā)展。設(shè)在中心控制室內(nèi)的計算機(jī)主機(jī)從各個現(xiàn)場計算機(jī)中搜集數(shù)據(jù),并入提供圖表顯示、曲線、各個設(shè)備動作記錄。此外,俄羅斯的莫斯科水廠、日本東京朝霞水廠等也先后采用計算機(jī)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。歐美國家一些地方水處理廠已經(jīng)用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和運(yùn)行過程控制,甚至實(shí)現(xiàn)全自動化無人值守控制模式。有關(guān)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用也一直是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重點(diǎn)工作之一,并且在控制理論和自動控制系統(tǒng)水平方面都發(fā)生了極大的變化。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn),但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量,同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能,因此只適用于小容量,控制要求不高的供水場所。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到所有用戶的要求。(5)系統(tǒng)的可靠性、可用性比較差。(3)由于系統(tǒng)采用系統(tǒng)機(jī),與不同廠家自控設(shè)備無法通訊,無法進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊及操作。但國內(nèi)開發(fā)的模塊化供水系統(tǒng)由于大多數(shù)為單機(jī)版控制設(shè)備,系統(tǒng)采用 PLC 構(gòu)成自動控制系統(tǒng),在控制水平上與國際上先進(jìn)的控制水平相比仍存在差距,主要表現(xiàn)在:(1)由于各個生產(chǎn)工藝階段的比較獨(dú)立的控制,不能完全實(shí)現(xiàn)整體模塊化水廠的全自動化運(yùn)行。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,國際上逐漸對區(qū)域的供水系統(tǒng)采用模塊化的方式,將設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化集成,并實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)流程的整體控制,即提高了飲用水生產(chǎn)設(shè)備的操作效率和降低了維修成本,又確保了飲用水的生產(chǎn)質(zhì)量。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后,國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器,像日本Samco公司,就推出了恒壓供水基板,備有“變頻泵固定方式、“變頻泵循環(huán)方式一兩種模式,它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上,通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能,只要搭載配套的恒壓供水單元,便可直接控制多個內(nèi)置的電磁接觸器工作,可構(gòu)成最多7臺電機(jī)(泵)的供水系統(tǒng)。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中,變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),為了滿足供水量大小需求不同時,保證管網(wǎng)壓力恒定,需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器,對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。在這基礎(chǔ)上,對水廠自動化又提出了新要求:即廠內(nèi)僅配備少量管理、維修人員,生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化,由中央控控制室的工業(yè)計算機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和管理的控制系統(tǒng),也稱無人值守控制系統(tǒng)。取消了各分站內(nèi)的監(jiān)控計算機(jī),各分站的控制區(qū)域由以功能劃分改為以距離劃分,在中控室內(nèi)監(jiān)視水廠運(yùn)行的全過程,應(yīng)由分站1控制的遠(yuǎn)方設(shè)備工況或采集的檢測儀表參數(shù)可送入附近的分站2通過網(wǎng)絡(luò)可靠、及時地傳輸保證系統(tǒng)的正常、協(xié)調(diào)運(yùn)行。開始建立的系統(tǒng),各分站以功能劃分,站內(nèi)設(shè)有監(jiān)控計算機(jī),這是針對當(dāng)時PLC的通訊能力不夠強(qiáng)大,控制系統(tǒng)可靠性不高所采用的措施,即一旦其它分站出現(xiàn)故障或網(wǎng)絡(luò)中斷后,未出故障的分站還可以在局部區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動控制。PLC具有可靠性高、編程簡單、使用方使、以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)的特點(diǎn)。 國內(nèi)外水廠自動控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國水廠自動化控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的過程。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和管理,提高設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性,節(jié)省寶貴的水、電資源,是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。這種情況造成用水高峰期時水位達(dá)不到要求,供水壓力不足,用水低峰期時供水水位超標(biāo),壓力過高,不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患。在用水量高峰期時供水量普遍不足,造成城市公用管網(wǎng)水壓浮動較大。近年來我國中小城市
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