【正文】 發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。縣鎮(zhèn)水廠不同于大中型水廠，其供水規(guī)模較小、占地面積較小、日變化系數(shù)和時(shí)變化系數(shù)均較大，水廠技術(shù)力量較薄弱、管理水平較低、財(cái)力較為緊張等，這就決定了設(shè)計(jì)思路有別于大中型水廠，但又因其覆蓋面廣、數(shù)量眾多，所以中、小型自來(lái)水廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研究有著廣泛的前景。水廠自動(dòng)化的主要目的不僅是節(jié)省勞動(dòng)力，更主要的是實(shí)現(xiàn)可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的供水保證。衛(wèi)生部公布的《第三次國(guó)家衛(wèi)生服務(wù)調(diào)查主要結(jié)果》顯示，我國(guó)城市自來(lái)水普及率達(dá)到96％，農(nóng)村自來(lái)水普及率為34％。加強(qiáng)供水系統(tǒng)工況的監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)重要而有效的節(jié)水降耗措施，因此加強(qiáng)水處理廠的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制具有重要意義。 its performance is stable and reliable。 關(guān)鍵詞：可編程序控制器；供水；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；NetlinxAbstractWater is the lifeline of human existence .The requirement of people on the quality and reliability of water supply continued to improve. However the water pollution is serious day by day, more and more water plant is faced with austere problem of water quality security, The Chinese government on drinking water safety control strength to increase, for deep processing of water provide higher puter automation control system of the waterworks is an effective measure for guaranteeing the high quality of the water supply in security and continuity. This thesis, which bines with the development tendency of the processing equipment intelligent and the reality of small and mediumsized water treatment plant in our country, Combined with the current more advanced NetLinx system,has designed a water supply automatic control system of PLC Rockwell controller by analyzing the reality of the waterworks automation control system both at home and abroad. The system through the water flow, liquid level, etc,Through Rockwell PLC calculation, through the NetLinx information network and equipment network munication, to achieve the automatic control of multiple motors, to plete the operation of the entire water supply automatic control system can in real time monitor the water quality, the water draw rate, the monitor site area security, etc. Besides, the system can automatically add vitriol and throw chlorine。此系統(tǒng)不僅能降低能耗、節(jié)約成本、減少維修維護(hù)工作強(qiáng)度、提高管理水平、確保供水質(zhì)量，還能推進(jìn)我國(guó)給水工藝的發(fā)展，對(duì)減小與先進(jìn)水平的差距都具有現(xiàn)實(shí)意義。水處理廠計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是保證安全、連續(xù)、優(yōu)質(zhì)供水的措施。基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要水是人類生存的命脈，人們對(duì)供水的質(zhì)量與可靠性的要求不斷提高。但是水資源的污染日益嚴(yán)重，越來(lái)越多的水廠面臨更嚴(yán)峻的水質(zhì)安全問(wèn)題，國(guó)家對(duì)飲水安全的控制力度加大，對(duì)供水的深度處理要求越來(lái)越高。本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外已建水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，結(jié)合工藝設(shè)備智能化的發(fā)展趨勢(shì)，以及我國(guó)中小型水廠現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)下比較先進(jìn)的Netlinx系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一套以羅克韋爾PLC作為控制器的自來(lái)水自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)取水流量，液位等的檢測(cè)，通過(guò)羅克韋爾PLC計(jì)算，通過(guò)Netlinx的信息網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)的通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)電機(jī)的自動(dòng)控制，完成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、取水流量，自動(dòng)控制投礬、加氯，還能自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)運(yùn)行情況表明，該系統(tǒng)功能齊全，性能穩(wěn)定可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。 also, the system can auto save historical data. In addition, the system, in which there is an operation significance for reducing the gap with advanced standards, not only cuts down the energy consumption, saves cost, reduces the service maintenance working strength, enhances the management level, guarantees the water supply quality, but also improves the advancement of the water supply technology. The running conditions of the system reveal that its system function is plete。 there are strong practicability and promotion value.Key words：Programmable Logical Controller；water supply；position machine of monitor and control system ；Netlinx目 錄第1章 緒 論 1 本課題的研究背景和意義 1 國(guó)內(nèi)外水廠自動(dòng)控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 本課題的主要研究的內(nèi)容 4第2章 基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 7 設(shè)計(jì)內(nèi)容 7 控制系統(tǒng)方案的論證 8第3章 基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì) 12 ControlLogix系統(tǒng)簡(jiǎn)介 12 ControlLogix控制器 12 ControlLogix網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 13 ControlLogix軟件 14 主控制器的選型 15 潛水泵的選型 17 電磁流量計(jì)的選型 19 液位傳感器的選型 19 檢測(cè)儀表的選型 20 濁度檢測(cè)儀選型 20 余氯分析儀選型 20 主電路設(shè)計(jì) 21 I/O分配表 21 控制器及通訊模塊外部接線圖 25 水源地取水控制設(shè)計(jì) 28 加藥控制設(shè)計(jì) 29 加氯控制設(shè)計(jì) 30 沉淀控制設(shè)計(jì) 32 過(guò)濾控制設(shè)計(jì) 33第4章 基于Netlinx給水廠控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 34 系統(tǒng)軟件流程圖 34 取水程序流程圖 34 加藥系統(tǒng)流程圖 35 加氯系統(tǒng)流程圖 35 系統(tǒng)硬件組態(tài) 36 控制器組態(tài) 36 通信模塊組態(tài) 37 I/O模塊組態(tài) 38第5章 結(jié)論 42參考文獻(xiàn) 43致 謝 45附錄I 46附錄II 50IV第1章 緒 論 本課題的研究背景和意義隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水對(duì)人民的生活與生產(chǎn)的影響日益突出，人們對(duì)供水的質(zhì)量與安全可靠性的要求不斷提高，同時(shí)也更加重視降低供水系統(tǒng)的能耗。我國(guó)城鎮(zhèn)供水在改革開(kāi)放的二十幾年中得到了大發(fā)展與大提高。因?yàn)槲覈?guó)總體上是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家，所以在發(fā)展供水事業(yè)的同時(shí)也要考慮節(jié)約用水，提高水資源利用率，特別是目前我國(guó)的城鎮(zhèn)供水在水質(zhì)處理、工藝設(shè)施和管網(wǎng)建設(shè)上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，因此有必要提高城鎮(zhèn)水廠的自動(dòng)化程度。生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)整、控制和事故報(bào)警可保證設(shè)備在規(guī)定狀態(tài)下運(yùn)行，防范事故于未然，實(shí)現(xiàn)不間斷的可靠供水；投藥、過(guò)濾、消毒等工藝過(guò)程實(shí)施閉環(huán)控制，可以隨著水量、水質(zhì)的變化及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)；出廠水壓自動(dòng)調(diào)整，能保證穩(wěn)定的服務(wù)水壓，減少爆管和漏失水量；生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化運(yùn)行可以大大減少水、氣、電和各種藥劑的浪費(fèi)，達(dá)到低耗高效。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和管理，提高設(shè)備的運(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(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1990年到1998年，%，與此同時(shí)我國(guó)城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。由于每天不同時(shí)段用水對(duì)供水的水位要求變化較大，僅僅靠供水廠值班人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工手動(dòng)調(diào)節(jié)很難及時(shí)有效的達(dá)到目的。采用PLC控制不僅可減少人的工作量，還可以降低能源消耗和資源浪費(fèi)，提高設(shè)備的可維護(hù)性和運(yùn)行的可靠性，以達(dá)到降低自來(lái)水的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。由于中小型自來(lái)水廠的自動(dòng)化技術(shù)改造在我國(guó)有著廣泛的前景，本控制系統(tǒng)具有較大的發(fā)展?jié)摿褪褂脙r(jià)值。從一開(kāi)始僅有常規(guī)儀表檢測(cè)，到加藥、加氯的局部自動(dòng)控制，直至九十年代，隨著可編程控制器(PLC)的大量推廣使用，水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)才真正建立起來(lái)。水廠以PLC為主控設(shè)備建立的控制系統(tǒng)一般模式為:由設(shè)在中控室的上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)及若干現(xiàn)場(chǎng)PLC聯(lián)網(wǎng)組成集散型監(jiān)控系統(tǒng)。近幾年隨著PLC網(wǎng)絡(luò)通訊能力的增強(qiáng)和控制及電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性的提高，這一模式逐漸被打破。目前大部分水廠都是采用的這種模式。在早期，由于國(guó)外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動(dòng)控制、起制動(dòng)控制、壓頻比控制及各種保護(hù)功能。從查閱的資料的情況來(lái)看，國(guó)外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒(méi)有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會(huì)受到限制。由于模塊化供水系統(tǒng)的先進(jìn)性，目前國(guó)內(nèi)有多個(gè)單位對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行開(kāi)發(fā)。（2）由于無(wú)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，無(wú)法直觀的了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；無(wú)法獲取采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此缺少高級(jí)優(yōu)化控制，或控制程度不高。（4）系統(tǒng)的互連和集成比較差，如 SCADA 系統(tǒng)、DCS 系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)之間不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國(guó)外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)：有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。原深圳華為(現(xiàn)己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團(tuán)(森蘭變頻器)也推出了廈壓供水專用變頻器(、22kw)，無(wú)需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多4臺(tái)水泵的循環(huán)切換、定時(shí)起、停和定時(shí)循環(huán)。隨著電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及光電技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，近10年來(lái)工業(yè)自動(dòng)化在各個(gè)方面都發(fā)生了許多變化，包括自動(dòng)化感應(yīng)部件、各種檢測(cè)傳感器、變送器、各種間接測(cè)量設(shè)備、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等等底層設(shè)備，以及自動(dòng)回路調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制單元、各種大中小型裝置控制系統(tǒng)乃至綜合優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)系統(tǒng)和企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)等?，F(xiàn)代水處理廠采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)日益普遍。如美國(guó)愛(ài)荷華水廠，在七十年代初開(kāi)始研究微機(jī)自動(dòng)控制水廠投加藥劑，1975年應(yīng)用直接數(shù)字式計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)加礬，運(yùn)轉(zhuǎn)一年就降低礬耗20%，并且提高了管理水平和穩(wěn)定了水質(zhì)。在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，對(duì)整個(gè)水處理過(guò)程實(shí)現(xiàn)多環(huán)路控制，其中包括沉淀、過(guò)濾和反沖洗、化學(xué)藥劑投放等。我國(guó)水處理行業(yè)采用自動(dòng)控制系統(tǒng)起步較晚，七十年代才開(kāi)始采用集中巡檢，在檢測(cè)設(shè)備與監(jiān)視設(shè)備方面與國(guó)外有較大的差距。由于歷史現(xiàn)實(shí)的原因，我國(guó)水廠自動(dòng)化的總體發(fā)展水平還不高，發(fā)展也不平衡。而且，在一些已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的水廠中，雖然其自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備與其它行業(yè)如化工、電力等相比不差甚至更先進(jìn)，但是，其功能并未充分發(fā)揮出來(lái)。水廠工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是管理控制的一體化，而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的飛速發(fā)展為管理控制一體化鋪平道路。 本課題的主要研究的內(nèi)容這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮給水控制的工作環(huán)境和工藝流程的具體要求。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)也考慮本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，如電器設(shè)計(jì)、電路原理、電機(jī)拖動(dòng)、閥門控制、傳感器、可編程控制器（PLC）、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、機(jī)械系統(tǒng)仿真等知識(shí)盡可能多的綜合運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使得