電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告- PLC 在火電廠水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 開(kāi)題報(bào)告 論文題目：論文題目：PLC 在火電廠水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用 學(xué)生姓名學(xué)生姓名：鄧相君 專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電氣學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)：G240845 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師：周洪 2014 年8 月19 日 第 1頁(yè) 1題目的背景和意義 在一般的電廠中，尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，手動(dòng)操作還是比較普遍，隨之帶來(lái)的缺點(diǎn) 和失誤也比較多。手動(dòng)操作意味著電廠需求更多的人力資源，這需要很大的開(kāi)資。而 且，像加藥這種工作，手動(dòng)操作顯得既繁重又不精確，這不僅浪費(fèi)人力，同時(shí)對(duì)于一 些貴重的藥物也是浪費(fèi)。我們學(xué)習(xí)的目的就是要將理論聯(lián)系到實(shí)際，如果將我們學(xué)習(xí) 的 PLC 程序應(yīng)用于電廠實(shí)際處理系統(tǒng)中，這樣不僅可以提高自動(dòng)化控制的水平，同時(shí) 也可以降低工人的強(qiáng)度，會(huì)節(jié)省許多不必要的浪費(fèi)。我們?cè)O(shè)計(jì)這個(gè)課題是為了讓火電 廠了解 PLC 控制應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，從而使電廠能夠積極采用 PLC 應(yīng)用程序，在同等的條件 下創(chuàng)造出更多的價(jià)值。 2題目研究現(xiàn)狀概述 可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng) PLC，是以微處理器 為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用 的自動(dòng)控制裝置。具有功能強(qiáng)、通用性好、靈活、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性 高、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡(jiǎn)單、使用方便，以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu) 點(diǎn),隨著 PLC 在我國(guó)火電廠中得以應(yīng)用， 同時(shí)也帶動(dòng)了了國(guó)內(nèi) PLC 的研制生產(chǎn)和應(yīng)用， 且應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 可編程控制器 PLC 進(jìn)入國(guó)內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域己近十年了， 早期的 PLC 由于受硬件 的構(gòu)成及軟件環(huán)境的局限，其應(yīng)用范圍受到一定的限制。近幾年來(lái)，隨著微電子技術(shù) 及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展， PLC 產(chǎn)品高度融合了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)的技術(shù)與工業(yè)自 動(dòng)控制的經(jīng)典理論，在其功能及性能上指標(biāo)上得以大大的豐富和完善，從而突破了傳 統(tǒng) PLC 的概念，在中、小型控制領(lǐng)域內(nèi)極大的擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。在特定的范圍內(nèi)， 高性能價(jià)格比己成為新型 PLC 的最突出的特點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，PLC 始終處于工業(yè)自動(dòng) 化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。 其 主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合 于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面，PLC 還必須依靠其他新技術(shù)來(lái)面對(duì)市場(chǎng) 份額逐漸縮小所帶來(lái)的沖擊，尤其是工業(yè) PC 所帶來(lái)的沖擊。PLC 需要解決的問(wèn)題依 然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開(kāi)放性和價(jià)格。 在全球工業(yè)控制領(lǐng)域，圍繞開(kāi)放與再開(kāi)放過(guò)程控制系統(tǒng)、開(kāi)放式過(guò)程控制軟件、 開(kāi)放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì) 繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展， 安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這 些事實(shí)使傳統(tǒng) PLC 供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)， 在 傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開(kāi)放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來(lái)講，這是 PLC 控制器的核心，PLC 供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開(kāi)放式的編程組態(tài)工具軟件。此 第 2頁(yè) 外， 開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC 融入更加開(kāi)放的工業(yè)控制行 業(yè)。 3題目要完成的主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo) 主要內(nèi)容： 首先，應(yīng)該先了解系統(tǒng)的工藝流程： 1化學(xué)水處理系統(tǒng)中生活水的工藝流程 1.1 化學(xué)水處理系統(tǒng)流程 自來(lái)水蓄水池升壓泵高效纖維過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器陽(yáng)離子交換器 除二氧化碳器中間水箱中間水泵陰離子交換器混合離子交換器除鹽水箱 除鹽水泵。 1.2 水系統(tǒng)工藝流程 澄清水箱過(guò)濾器（二個(gè)）蓄水池生活水管網(wǎng)。此部分包括2臺(tái)高效過(guò)濾器、2 個(gè)蓄水池、1個(gè)清水泵至生活水池電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)、2臺(tái)變頻泵和2臺(tái)定速泵。變速泵功率 為37KW,定速泵功率為55KW。每臺(tái)高效過(guò)濾器包括：運(yùn)行入口門(mén)、運(yùn)行出口門(mén)、反洗 入口門(mén)、反洗排水門(mén)、正洗排水門(mén)、壓縮空氣門(mén)以及進(jìn)排氣門(mén)等7個(gè)門(mén)的控制。高效 過(guò)濾器的控制包括運(yùn)行、停止和反洗三種功能。生活水自動(dòng)供水系統(tǒng)包括兩套微機(jī)變 頻柜用于控制兩臺(tái)變速泵和兩臺(tái)定速泵。維持供水壓力為0.45Mpa。系統(tǒng)的運(yùn)行方式 有兩種：自動(dòng)和手動(dòng)；操作方式分就地和遠(yuǎn)方兩種。自動(dòng)方式時(shí)，系統(tǒng)先啟動(dòng)1臺(tái)變 速泵， 當(dāng)供水壓力達(dá)不到規(guī)定值時(shí)且變速泵頻率大于45HZ超過(guò)一定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng) 備用的定速泵或變速泵。備用方式可通過(guò)操作站進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)供水壓力超過(guò)規(guī)定值一 定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)停止備用泵的運(yùn)行。 1.3 澄清池入口調(diào)節(jié)門(mén)、生水加熱器蒸汽門(mén)操作 整個(gè)澄清池系統(tǒng)包括兩個(gè)生水加熱器，用于對(duì)生水進(jìn)行加熱。生水加熱器 的控制即可通過(guò)操作站進(jìn)行軟手操，又可通過(guò)PLC進(jìn)行自動(dòng)控制。軟手操控制面 板如下圖所示。調(diào)節(jié)門(mén)狀態(tài)手動(dòng)時(shí)無(wú)顯示，自動(dòng)時(shí)用“A”表示。 1.4 生活消防水系統(tǒng)工藝流程 澄清水箱過(guò)濾器蓄水池生活和低壓消防管網(wǎng)。 第 3頁(yè) 此部分包括3臺(tái)高效過(guò)濾器、蓄水池、清水泵至生活水池電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)、電動(dòng)消防 泵及其出口電動(dòng)門(mén)、穩(wěn)壓泵、柴油機(jī)及出口電動(dòng)門(mén)、變頻泵、定速泵。畫(huà)面中模擬量 實(shí)時(shí)值顯示綠色表示正常，黃色報(bào)警。蓄水池液位柱狀顯示綠色表示正常，黃色表示 報(bào)警。變頻泵、定速泵狀態(tài)紅色旋轉(zhuǎn)表示運(yùn)行，綠色表示停止。過(guò)濾器處于檢修、失 效、運(yùn)行、反洗和備用五種不同狀態(tài)時(shí)，分別用五種不同顏色與之對(duì)應(yīng)。另外其運(yùn)行 和反洗時(shí)間畫(huà)面中有時(shí)鐘計(jì)時(shí)。 1.5 補(bǔ)給水系統(tǒng)自動(dòng)控制程序概述 補(bǔ)給水處理系統(tǒng)由5臺(tái)活性碳過(guò)濾器，4臺(tái)高效過(guò)濾器,三套陰陽(yáng)床（每套有一個(gè) 陰床，一個(gè)陽(yáng)床及一個(gè)公用除碳器），六臺(tái)中間水泵，三臺(tái)混床，二套中和池，三套 酸堿計(jì)量系統(tǒng)組成。其主要工藝系統(tǒng)流程為：清水箱清水泵高效過(guò)濾器（四臺(tái)） 活性碳過(guò)濾器（五臺(tái)）陽(yáng)浮床（三臺(tái)）除碳器（三臺(tái)）中間水泵（六臺(tái)） 陰浮床（三臺(tái)）混床（三臺(tái)）除鹽水箱（三臺(tái)）除鹽水泵（三臺(tái)）主廠房。 輔助設(shè)備包括生水加藥、酸堿部分、壓縮空氣系統(tǒng)及中和池。 其次，要了解所選擇的器件： 論文是利用OMRON CS1系列可編程序控制器，編譯PLC程序，實(shí)現(xiàn)電廠化學(xué)水程控 與生活水程控，并設(shè)計(jì)電氣回路及其控制回路的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室觀察PLC的外部結(jié)構(gòu)， 了解PLC的性能，完成PLC硬件配置、軟件編程。 三、預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題以及解決的方法和措施 操作可分為現(xiàn)場(chǎng)操作和實(shí)驗(yàn)室操作，在現(xiàn)場(chǎng)有具體的設(shè)備供我們操作，而在 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有相應(yīng)的仿真設(shè)備可使用， 如 PLC、 上位機(jī)監(jiān)控、 紫金橋等到一些應(yīng)用軟件。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于系統(tǒng)原理圖的分析、PLC 硬件配置畫(huà)的設(shè)計(jì)及一些圖的繪畫(huà)都有一 定的難度，對(duì)于出現(xiàn)的困難要及時(shí)解決，可與老師常溝通，經(jīng)常查一些書(shū)籍資料，也 要經(jīng)常上網(wǎng)查詢。 4進(jìn)度計(jì)劃 第 3 周查閱文獻(xiàn)；分析題目研究現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)基本理論。 第 4 周閱讀文獻(xiàn)、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 第 5 周 消化相關(guān)技術(shù)資料；英文文獻(xiàn)翻譯。 第 6 周監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 第 7-8 周Plc 程序設(shè)計(jì); 第 4頁(yè) 第 9-11 周上機(jī)仿真；聯(lián)機(jī)調(diào)試 第 12-13 周整理仿真數(shù)據(jù)、圖表、測(cè)試電路。 第 14 周撰寫(xiě)畢業(yè)論文、完成初稿。 第 15 周整理、完善論文； 第 16 周論文打印、裝訂、準(zhǔn)備答辯。 5參考文獻(xiàn) 1 陳宗明電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的改造廣東：廣東電力出版社，2005.9 2 杜金城電氣變頻調(diào)速設(shè)計(jì)技術(shù)北京：中國(guó)電力出版社 2001 3 王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1996 4 安柳清化學(xué)水處理程控改造山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004.7(11):25 90 5 朱有輝變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于恒壓供水：電氣時(shí)代 2004.8(10):2536 6 尤金.J.霍爾電氣電子工程英語(yǔ) The language of Electrical and Electronic Engineering in English 美 7 鐵嶺發(fā)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)