Plc在電氣控制水處理的應用

1、 Plc在電氣控制水處理的應用一、水處理簡介 12月從學校出來后我來到了上海翔封水處理設備有限公司，任職設備實習生一職，對水處理和水處理設備進行了深入的學習了解和安裝。 水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質，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，生活用水水質日益下降，如何使水質達到日常生活、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。隨著工業(yè)制造的迅速發(fā)展，儀器設備對水質的要求也越來越高。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。目前的供水方式應朝著高

2、效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，基于PLC電氣控制技術、電氣自動化技術于一體。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。二、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，公司其目的是使凈水、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。所以我有幸和工程師一起參加了這次PLC在電氣控制水處理的應用。（1）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

3、廠已經(jīng)趨于完善，但在農村的飲水狀況卻讓人擔憂，大部分的農村人口直接飲用地下水或地表水，農村集中供水是一種發(fā)展趨勢。農村凈水廠的建設將是凈水廠的主要組成之一。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。 根據(jù)城市污水處理及污水防治技術政策，2010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。新建污水廠仍是我國治理水資源的一個重要組成。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

4、應的處理工藝也不同。水處理工藝的多樣性、復雜性也是水處理行業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢。凈水處理、污水處理和中水處理的設備眾多，設備也更加專業(yè)化。怎樣實現(xiàn)對其便捷穩(wěn)定的控制變得至關重要。（2）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。由于現(xiàn)場設備眾多，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備的信號，實現(xiàn)控制。在短期內，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。上位組態(tài)軟件豐富的驅動程序。在改造和擴建項目中，有很多情況是現(xiàn)

5、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的驅動。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動程序，能夠同時支持與多家PLC同時通訊和畫面組態(tài)。水廠運行節(jié)能環(huán)保。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。這就需要PLC的程序編寫能夠與現(xiàn)場工藝和設備結合，使控制更加準確，使現(xiàn)場設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的要求。PLC設備穩(wěn)定運行。PLC設備能夠穩(wěn)定運行，是對自動系統(tǒng)的基本要求，也是最高的要求。PLC設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

6、況下，也能夠最低限度的減少故障損失。提高現(xiàn)場調試效率。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周期，而自動系統(tǒng)的調試是水廠正常運行調試的最后一個環(huán)節(jié)，這就需要現(xiàn)場調試的效率高。效率主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是調節(jié)周期短，二是調試效果好，系統(tǒng)運行穩(wěn)定合理。三、水處理行業(yè)自控系統(tǒng)發(fā)展趨勢為適應水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢，滿足水處理行業(yè)對自控系統(tǒng)的需求，水處理行業(yè)的自控系統(tǒng)在未來發(fā)展主要方向包含以下幾個方面。（1） 冗余的控制系統(tǒng)結構 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

7、余方案將是PLC在水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢。采用單機架冗余方案中，每套PLC選用一個冗余的機架，兩個支持冗余系統(tǒng)的CPU。冗余系統(tǒng)配置主要目的是提高PLC設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。（2） PLC合理的通訊端口設置 在水處理廠智能儀表與現(xiàn)場設備集成的PLC分布比較分散，通訊擴展接口應該可以，通過在主站以及從站任意槽位上增加通訊接口模塊實現(xiàn)。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。（3） 組態(tài)軟件豐富的驅動程序 組態(tài)軟件應開發(fā)各種廠家的PLC、儀表、移動通訊設備以及其他具有通訊功能的自控設備的驅動程序，以便在項目改造、擴建過程中上位組態(tài)軟件與下位自

8、控設備兼容，使水處理項目可以通過一個組態(tài)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場所有工藝進行監(jiān)控，提高系統(tǒng)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（4） 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(chǎn)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。（5） 數(shù)據(jù)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(jù)長時間的存儲，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行分析，從而得出最佳的運行參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)修改現(xiàn)場控制站的程序。（6） 遠程監(jiān)控 在水廠控制中心通過

9、聯(lián)網(wǎng)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Internet的地方修改PLC程序，進行遠程調試。PLC概述（1）可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱PLC(Programmable logic Controller)，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(International Electrical Committee)頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、

10、計數(shù)和算術運算等操作的指令，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及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，四、公司主要研究內容 本次公司設計是以工業(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

11、速運行，其余水泵做恒速運行。PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)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(wǎng)壓力恒定。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。根據(jù)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)。5、 系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定（1）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

12、據(jù)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(chǎn)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)。（2）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

13、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。（3）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

14、，同時打開產(chǎn)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(chǎn)水流量（調整后，以后基本不用調整），當產(chǎn)水電導達到預定值時，關閉產(chǎn)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

15、停止使用時，首先停止高壓泵，同時打開濃水端排放閥和產(chǎn)水閥，預處理延遲運行一段時間，用經(jīng)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)。六 、水處理系統(tǒng)工藝流程概述（1）雙級RO系統(tǒng)原水到

16、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(jīng)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(jīng)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(jīng)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

17、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(jīng)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(jīng)過純水泵的揚程使其經(jīng)過紫外燈殺菌到達用水點。（2）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(jīng)過二級反滲透的水經(jīng)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(jīng)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

18、洗過程。（3）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(jīng)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，開啟反洗水泵使水流入罐體，開啟手動排水蝶閥使水排除從而達到清洗罐體的目的。電氣系統(tǒng)原理圖電氣系統(tǒng)主回路原理圖雙級RO系統(tǒng)主回路原理圖 在雙級RO主回路中總負載約為34KW，選用100A

19、總空開作為整個系統(tǒng)的總開關。在主電源C相與N相間加入電源指示燈用以起到提醒作用，確保人身安全。主回路各個泵的保護空開都用GV2系列，GV2系列的優(yōu)點是可以增加一組常開常閉點，方便控制回路的接線。GV2空開在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流，并能在線路和電動機發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護。 各泵空開連接交流接觸器，接觸器廣泛的用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開和常閉接點。清洗系統(tǒng)主回路原理圖主電源的C相電連接6A1P空開，經(jīng)過空開的火線與零線接入PLC模塊電源線和變壓器，作為兩者的電源。變壓器將220V電壓降到24V電

20、壓，24V電壓用作控制回路電源。變壓器輸出電壓為24V+和24V。變壓器的主要作用是電壓變換，電壓升高或者降低。主要分類為：生涯變壓器、降壓變壓器。為了在緊急情況下可以立即停止整個系統(tǒng)運行，從主電源C相接入6A1P空開連接急停按鈕，急停按鈕出來的火線與零線作為控制回路220V電使用。循環(huán)水系統(tǒng)主回路原理圖10KW及以下的容量的三相異步電動機，通常采用全壓啟動，即啟動時電動機的定子繞組直接接在額定電壓的交流電源上。但當電動機容量超過10KW時，因啟動電流較大，線路壓降大，負載端電壓降低，影響起動電機附近電氣設備的正常運行。一般采用減壓起動。所謂減壓起動，是指起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，

21、待電動機啟動后再將電壓恢復到額定值，使之運行在額定電壓下。減壓啟動可以減少起動電流，減小線路電壓降，也就減小了起動時對線路的影響。在循環(huán)水系統(tǒng)中反洗泵22KW的功率如果直接起動會嚴重影響設備的正常運行。為了能起到保護的作用起動時運用星型三角型減壓起動控制。起動時，定子繞組先接成星型，待電動機轉速上升到接近額定轉速時，將定子繞組換接成三角形，電機便進入全壓下的正常運轉。電氣系統(tǒng)控制回路原理圖 雙級RO系統(tǒng)控制回路原理圖 整個電氣控制系統(tǒng)利用三位轉換開關實現(xiàn)手動、自動的轉化。標號100的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇選擇開關標號成200的線路，用于手動操作的電源。24V+的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇開關出來后的線路接到P

22、LC信號輸入端口。 當滿足Q0.0開啟的條件后，原水進水閥開，同時也可手動控制原水進水閥的通斷。當KA1繼電器通電，KA1常開點閉合，原水進水開，原水進水閥指示燈亮。當KA2繼電器通電，KA2常開點閉合，原水泵運行。原水泵過載，空開QF1斷開，QF1常開點閉合，常閉點斷開，原水泵停止運行，原水泵過載指示燈亮。過載I1.4信號輸入到PLC控制模塊。主回路中原水泵啟動，接觸器KM1通電，KM1常開點閉合，原水泵運行指示燈亮。當繼電器KA3通電，KA3常開點閉合，預處理閥開，預處理指示燈亮。阻垢劑泵的三位開關在手動、自動滿足條件的情況下，繼電器KA4通電，KA4常開點閉合，阻垢劑泵運行，阻垢劑泵運行

23、指示燈亮。當一級高壓泵運行，接觸器KM2通電，KM2常開點閉合，一級高壓泵運行指示燈亮。一級高壓泵過載，空開QF2斷開，QF2常開點閉合，常閉點斷開，一級高壓泵停止運行，一級高壓泵過載指示燈亮。過載I1.5信號輸入到PLC控制模塊。繼電器KA6通電，KA6常開點閉合，常閉點斷開，一級濃水電磁閥開，一級濃水閥運行指示燈亮。當中間水泵運行，接觸器KM4通電，KM4常開點閉合，中間水泵運行指示燈亮。中間水泵過載，空開QF4斷開，QF4常開點閉合，常閉點斷開，中間水泵停止運行，中間水泵過載指示燈亮。過載I2.1信號輸入到PLC控制模塊。繼電器KA8通電，KA8常開點閉合，常閉點斷開，PH泵運行，PH泵

24、運行指示燈亮。當二級高壓泵運行，接觸器KM3通電，KM3常開點閉合，二級高壓泵運行指示燈亮。二級高壓泵過載，空開QF3斷開，QF3常開點閉合，常閉點斷開，二級高壓泵停止運行，二級高壓泵過載指示燈亮。過載I2.0信號輸入到PLC控制模塊。繼電器KA10通電，KA10常開點閉合，常閉點斷開，二級濃水電磁閥開，二級濃水閥運行指示燈亮。當純水運行，接觸器KM5通電，KM5常開點閉合，純水水泵運行指示燈亮。純水過載，空開QF5斷開，QF5常開點閉合，常閉點斷開，純水泵停止運行，純水泵過載指示燈亮。繼電器KA12通電，KA12常開點閉合，紫外燈殺菌器開。當清洗水泵運行，接觸器KM6通電，KM6常開點閉合，

25、清洗水泵運行指示燈亮。清洗水泵過載，空開QF6斷開，QF6常開點閉合，常閉點斷開，清洗水泵停止運行，清洗水泵過載指示燈亮。為了實時檢測各個水箱的液位，在每個水箱內用液位浮球實時檢測。置于液位低的浮球在水箱低位的情況下通，置于液位高的浮球在水箱高液位的情況下通。通斷信號傳輸?shù)絇LC輸入端口，輸入信號與24V紅燈連接，當水箱內的水有低位或高位的情況，相應的指示燈亮。為了保證高壓泵正常運行，防止入水低壓，高壓水泵空轉影響高壓泵的使用。出水高壓對反滲透裝置沖擊損害，所以在高壓泵的進水口和出水口設置壓力開關。入水低壓、出水高壓信號傳送到PLC信號輸入端口，當遇到故障時指示燈亮，高壓泵停止運行。為了檢測處

26、理后的水是否得到所需要求，用電導率表、電阻率表的探頭伸入反滲透裝置的出水口，用以檢測水質。 循環(huán)水系統(tǒng)控制回路原理圖接觸器KM1A通電，反洗水泵運行指示燈亮。KM1A常開點閉合，反洗水泵星型起動，時間繼電器KT1延時通電，KT1常開點閉合，常閉點斷開，反洗水泵三角形起動。KM1B與KM1C互鎖。反洗水泵過載，反洗水泵過載指示燈亮。當循環(huán)水泵1運行，接觸器KM2通電，KM2常開點閉合，循環(huán)水泵1運行指示燈亮。循環(huán)水泵1過載，熱繼FR2通電，F(xiàn)R2常開點閉合，常閉點斷開，循環(huán)水泵1停止運行，循環(huán)水泵1過載指示燈亮。當循環(huán)水泵2運行，接觸器KM3通電，KM3常開點閉合，循環(huán)水泵2運行指示燈亮。循環(huán)水

27、泵2過載，熱繼FR3通電，F(xiàn)R3常開點閉合，常閉點斷開，循環(huán)水泵2停止運行，循環(huán)水泵2過載指示燈亮。接觸器KM2，KM3線圈通電，常開點閉合，繼電器KA1通電，KA1常開點閉合，常閉點斷開，1#進水閥開。1#進水閥指示燈亮。接觸器KM2，KM3線圈通電，常開點閉合，繼電器KA2通電，KA2常開點閉合，常閉點斷開，2#進水閥開。2#進水閥指示燈亮。循環(huán)水箱液位低，液位浮球LS3通，繼電器KA3通電，循環(huán)水箱低位指示燈亮。KA1，KA2線圈通電，常開點閉合，KA4通電，KA4常開點閉合，加藥泵起動。加藥泵運行指示燈亮。潛污泵手動操作起動、停止。1#潛污泵手動啟動，接觸器KM4通電，常開點閉合，1#

28、潛污泵運行指示燈亮。1#潛污泵過載，熱繼FR4斷開，F(xiàn)R4常閉點開，1#潛污泵停止運行，過載指示燈亮。2#潛污泵手動啟動，接觸器KM5通電，常開點閉合，2#潛污泵運行指示燈亮。2#潛污泵過載，熱繼FR5斷開，F(xiàn)R5常閉點開，2#潛污泵停止運行，過載指示燈亮。3#潛污泵手動啟動，接觸器KM6通電，常開點閉合，3#潛污泵運行指示燈亮。3#潛污泵過載，熱繼FR6斷開，F(xiàn)R6常閉點開，3#潛污泵停止運行，過載指示燈亮。七、PLC的I/O端口分配及外圍接線圖PLC的I/O分配 PLC的外圍接線圖八、系統(tǒng)的PLC程序設計（1）PLC編程軟件的選用PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0 STEP

29、 7 Micro WIN SP6編程軟件開發(fā)。該軟件的SIMATIC指令集包含三種語言，即語句表(STL)語言、梯形圖(LAD)語言、功能塊圖(FWD)語言。語句表(STL)語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言。梯形圖(LAD)語言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內部的結構原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設計和運行維護人員所接受，是初學者理想的編程工具。功能塊圖(FWD)的圖形結構與數(shù)字電路

30、的結構極為相似，功能塊圖中每個模塊有輸入和輸出端，輸出和輸入端的函數(shù)關系使用與、或、非、異或邏輯運算，模塊之間的連接方式與電路的連接方式基本相同。PLC控制程序由一個主程序、若干子程序構成，程序的編制在計算機上完成，編譯后通過PC/PPI 電纜把程序下載到PLC，控制任務的完成，是通過在RUN模式下主機循環(huán)并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)（2） PLC控制系統(tǒng)主回路設計為了方便了解水箱內水的多少，工程師和我分別在原水箱、中間水箱、純水箱，試驗水池放入高、中、低浮球。當液面到達指定位置時浮球閉合，將信號傳入控制模塊內。 在原水箱水位不滿的情況下，原水電磁閥開，原水流入原水箱。在原水箱水位不低，中間水箱不

31、滿的情況下，原水泵開，預處理閥開，阻垢劑泵開。預處理閥開啟延時1s一級高壓泵開，一級濃水電磁閥開，。在一級高壓泵入水低壓、出水高壓的情況下一級高壓泵關閉。在中間水箱不低，純水箱不滿的情況下，中間水泵開PH調節(jié)泵開。中間水泵運行延時1s后二級高壓泵開，二級濃水電磁閥開。當二級高壓泵入水低壓、出水高壓的情況下二級高壓泵關。在純水箱不低、試驗水池不滿的情況下，純水泵開、紫外燈開。原水箱水位高位的情況下，原水電磁閥關。原水箱水位低、中間水箱水位高位的情況下原水泵停止運行。原水泵停止運行延時1s阻垢劑泵、一級高壓泵停止運行，一級濃水電磁閥關。原水箱水位低、純水箱水位高的情況下中間水泵停止運行。中間水泵停

32、止運行延時1s后PH泵、二級高壓泵停止運行，二級濃水電磁閥關。在純水箱水位低二級高壓泵、試驗水池水位高的情況下純水水泵停止運行，紫外燈關。由于清洗系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)只在短時需要的情況下運行，所以選擇手動操作。PLC控制系統(tǒng)主回路梯形圖 結束語本文是公司針對水質要求的特點，設計開發(fā)了一套基于PLC的電氣自動化控制的水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用PLC實現(xiàn)對多臺水泵電機的啟動和停止運行，同時把水泵電機控制納入自動控制系統(tǒng)。壓力傳感器將電信號傳送給控制模塊根據(jù)壓力大小控制高壓泵起停，保證了高壓泵的安全運行。利用電導率表、電阻率表實時監(jiān)控產(chǎn)水質量，該系統(tǒng)不僅有效地保證了水處理系統(tǒng)產(chǎn)水質量，而且具有工作可靠、施工

33、簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點。通過對控制過程和原理的分析，利用西門子V4.0 STEP 7 Micro WIN SP6編程軟件設計了一個用于純水處理系統(tǒng)的程序。為了方便監(jiān)控各個水箱水位和各泵的運行情況，將PLC的信號輸入到觸摸屏內。從觸摸屏上就可觀測到整個系統(tǒng)的運行情況，不緊大大節(jié)省了人力的損耗，而且對系統(tǒng)的操作更便捷。當出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)停止運行，發(fā)出故障報警信號。利用電控柜上的指示燈來觀察每一臺水泵是否正常運行。相對應的綠色指示燈亮說明水泵正常運行，當水泵過載時對應紅色指示燈亮，系統(tǒng)停止運行。為了方便操作與維修，此系統(tǒng)可手動運行和自動運行。利用三位開關切換手動/自動。通過本次畢業(yè)設計報告，不僅使我鞏固了對原有知識的掌握，還拓寬了我的知識面。在提高自己的同時，我也更加清楚的認識到自己的一些不足之處。比如：在硬件設備之間的連接，I/O端口的分配，地址的分配這幾方面自己起初不是很了解，但經(jīng)過這半年的自學，以及向老師、同學們請教，我對