基于plc的電氣控制水處理系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計—大學(xué)學(xué)位論文范文模板參考資料-展示頁
2024-12-19 09:49本頁面
【正文】 本課題的主要研究內(nèi)容 本設(shè)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(shù)，設(shè)計了一套滿足工業(yè)水質(zhì)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)。 S7 系列是傳統(tǒng)意義的 PLC， S7200屬于小型 PLC，在 1998 年升級為第二代產(chǎn)品， 2021 年升級為第三代產(chǎn)品，其特點如下： 功能強大。目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、輕紡、交通運輸、及文化娛樂等各個行業(yè) ，被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱之一。 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個階段的另一個特點是 世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。 20 世紀 80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。 20 世紀 70 年代中末期， 可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作 為主要編程語言 [5] ，并將參加運算及處理的計算機存儲組件都以繼電器命名。 20 世紀 70 年代 初出現(xiàn)了微處理器。” PLC 的發(fā)展和應(yīng)用 世界上公認的第一臺 PLC 是 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC)研制的。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 概述 可編程控制器的定義 可編程控制器，簡稱 PLC(Programmable logic Controller)，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 遠程監(jiān)控 在水廠控制中心通過聯(lián)網(wǎng)發(fā)布軟件實現(xiàn)監(jiān)控界面。在 PLC 以及組態(tài)軟件功能日趨完善，產(chǎn)品質(zhì)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(wù)將成為成敗的主導(dǎo)競爭方式。即通訊接口模塊的使用不能受到本地背板或遠程背板的限制。冗余系統(tǒng)配置主要目的是提高 PLC 設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性，保證水廠不間斷的正常運行，保證出水水質(zhì)。 冗余的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由于水處理項目自動化控制對安全性的要求比較高，而現(xiàn)在通常應(yīng)用的冗余系統(tǒng)中，多數(shù)為雙機架冗余，成本相對單機系統(tǒng)會提高一倍，而低成本、高可靠性的單機架冗 余方案將是 PLC 在水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢。效率主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是調(diào)節(jié)周期短，二是調(diào)試效果好，系統(tǒng)運行穩(wěn)定合理。 提高現(xiàn)場調(diào)試效率。 PLC 設(shè)備能夠穩(wěn)定運行，是對自動系統(tǒng)的基本要求，也是最高的要求。這就需要 PLC 的程序編寫能夠與現(xiàn)場工藝和設(shè)備結(jié)合，使控制更加準確，使現(xiàn)場設(shè)備在低能耗運行以及加氯、加藥適量的情況下滿足出水水質(zhì)的要求。 水廠運 行節(jié)能環(huán)保。在改造和擴建項目中，有很多情況是現(xiàn)場有幾家 PLC 要與上位組態(tài)軟件通訊，上位組態(tài)軟件需要包含多家 PLC 的驅(qū)動。在短期內(nèi)，需要 PLC 能夠支持現(xiàn)場各種儀表和第三方廠家的通訊協(xié)議；從長期考慮，各種 PLC以及儀表能夠支持通用的開放通訊協(xié)議標準。 水處理行業(yè)自動控制需求 針對水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢，水處理行業(yè)對自動控制的需求主要有以下幾個方面： PLC 及儀表開放的標準的 通訊協(xié)議。 凈水處理、污水處理和中水處理的設(shè)備眾多，設(shè)備也更加專業(yè)化。 2 水處理行業(yè)，由于各廠的水源不同，所包含的污染物不同，相應(yīng)的處理工藝也不同。 根據(jù)《城市污水處理及污水防治技術(shù)政策》， 2021 年全國省市城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率不 低于 50％，省市城市的污水處理率不低于 60％，重點城市的污水處理率不低于 70％。農(nóng)村凈水廠的建設(shè)將是凈水廠的主要組成之一。 水處理自動控制 的 發(fā)展前景 水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展始終追隨水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢，其目的是使凈水、污水和中水回用的處理更加完善、控制更加準確、系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、操作更加方便、系統(tǒng)運行效率更高、更加環(huán)保和節(jié)能。目前 的供水方式應(yīng)朝著高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，基于 PLC 電氣控制技術(shù)、電氣自動化技術(shù)于一體。 隨著工業(yè)制造的迅速發(fā)展，儀器設(shè)備對水質(zhì)的要求也越來越高。 1 1 緒論 課題的提出 水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征。我們這個水資源和電能源短缺的國家，面臨城市污水肆意排放，生活用水水質(zhì)日益下降，如何使水質(zhì)達到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)可靠性、穩(wěn)定性的要求，直接影響著居民正常工作和經(jīng)濟的發(fā)展。傳統(tǒng)方式普遍不同程度的存在浪費水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動化程度不高等缺點，嚴重影響了工業(yè)系統(tǒng)中的用水。采用該系統(tǒng)進行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時該系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。 水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢 在凈水行業(yè)，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)凈水廠已經(jīng)趨于完善，但在農(nóng)村的飲水狀況卻讓人擔(dān)憂，大部分的農(nóng)村人口直接飲用地下水或地表水，農(nóng)村集中供水是一種發(fā)展趨勢。 我國是一個嚴重缺水的國家，中水處理回用使城市污水成為一種清潔安全的城市水資源，能夠在很大程度上緩解城市水資源匱乏的狀態(tài)，并進一步減少對下游城市水資源的污染，降低下游城市水資源的凈化難度。新建污水廠仍是我國治理水資源的一個重要組成。水處理工藝的多樣性、復(fù)雜性也是水處理行業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢。怎樣實現(xiàn)對其便捷穩(wěn)定的控制變得至關(guān)重要。由于現(xiàn)場設(shè)備眾多，大部分需要通訊，而不是由一個 PLC 通過硬接線的方式采集所有設(shè)備的信號，實現(xiàn)控制。 上位組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動程序。即使在新建項目中，也要考慮之后的項目改造和擴建，需要上位組態(tài)軟件能夠具有豐富的驅(qū)動程序，能夠同時支持與多家 PLC 同時通訊和畫面組態(tài)。節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)代社會發(fā)展對各種工廠、產(chǎn)品的需求，在水處理行業(yè)同樣需要考慮到節(jié)能和環(huán)保的問題。 PLC 設(shè)備穩(wěn)定運行。 PLC 設(shè)備有較強的抗干擾能力，平均無故障時間長，即使在系統(tǒng)故障的情況下，也能夠最低限度的減少故障損失。由于污水及中水處理項目大部分是 BOT 項目，承包商需要最快的資金周轉(zhuǎn) 周期，而自動系統(tǒng)的調(diào)試是水廠正常運行調(diào)試的最后一個環(huán)節(jié)，這就需要現(xiàn)場調(diào)試的效率高。 水處理行業(yè)自控系統(tǒng)發(fā)展趨勢 為適
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