自動化畢業(yè)設(shè)計（論文）-電氣控制PLC水處理系統(tǒng)設(shè)計

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)到達(dá)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(jì)的開展。隨著工業(yè)制造的迅速開展，儀器設(shè)備對水質(zhì)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(yán)重影響了工業(yè)系統(tǒng)中的用水。目前的供水方式應(yīng)朝著高效節(jié)能、自動可靠的方向開展，基于PLC電氣控制技術(shù)、電氣自動化技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)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)

2、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。 水處理自動控制的開展前景水處理自控系統(tǒng)的開展始終追隨水處理行業(yè)的開展趨勢，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(zhǔn)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。1. 水處理行業(yè)的開展趨勢 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，大局部的農(nóng)村人口直接飲用地下水或地表水，農(nóng)村集中供水是一種開展趨勢。農(nóng)村凈水廠的建設(shè)將是凈水廠的主要組成之一。我國是一個嚴(yán)重缺水的國家，中水處理回用使城市污水成為一種清潔

3、平安的城市水資源，能夠在很大程度上緩解城市水資源匱乏的狀態(tài)，并進(jìn)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(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。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，相應(yīng)的處理工藝也不同。水處理工藝的多樣性、復(fù)雜性也是水處理行業(yè)開展的一個必然趨勢。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。怎樣實現(xiàn)對其便捷穩(wěn)定的控制變得至關(guān)重要 水處理行業(yè)自動控制需求 針對水處理

4、行業(yè)開展的趨勢，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(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。由于現(xiàn)場設(shè)備眾多，大局部需要通訊，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。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(biāo)準(zhǔn)。上位組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動程序。在改造和擴(kuò)建工程中，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。即使在新建工程中，也要考慮之后的工程改造和擴(kuò)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)。水廠運行節(jié)能

5、環(huán)保。節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)代社會開展對各種工廠、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(shè)備結(jié)合，使控制更加準(zhǔn)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。PLC設(shè)備穩(wěn)定運行。PLC設(shè)備能夠穩(wěn)定運行，是對自動系統(tǒng)的根本要求，也是最高的要求。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。提高現(xiàn)場調(diào)試效率。由于污水及中水處理工程大局部是BOT工程，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。效率主要表達(dá)在兩

6、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。 水處理行業(yè)自控系統(tǒng)開展趨勢為適應(yīng)水處理行業(yè)的開展趨勢，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)在未來開展主要方向包含以下幾個方面。.1 冗余的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由于水處理工程自動化控制對平安性的要求比擬高，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，本錢相對單機系統(tǒng)會提高一倍，而低本錢、高可靠性的單機架冗余方案將是PLC在水處理行業(yè)開展的趨勢。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(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)。.2

7、PLC合理的通訊端口設(shè)置 在水處理廠智能儀表與現(xiàn)場設(shè)備集成的PLC分布比擬分散，通訊擴(kuò)展接口應(yīng)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(yuǎn)程背板的限制。.3 組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動程序 組態(tài)軟件應(yīng)開發(fā)各種廠家的PLC、儀表、移動通訊設(shè)備以及其他具有通訊功能的自控設(shè)備的驅(qū)動程序，以便在工程改造、擴(kuò)建過程中上位組態(tài)軟件與下位自控設(shè)備兼容，使水處理工程可以通過一個組態(tài)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場所有工藝進(jìn)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，同時降低工程本錢.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(yīng)該開發(fā)專業(yè)的程序模板

8、。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效勞將成為成敗的主導(dǎo)競爭方式。.5 數(shù)據(jù)分析、技術(shù)支持 在水廠的管理上，除了要能夠支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，還要將現(xiàn)場IO效勞器采集的現(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(jìn)行分析，從而得出最正確的運行參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)修改現(xiàn)場控制站的程序。.6 遠(yuǎn)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。將來PLC編程軟件實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄也是一個開展趨勢，編程人員可以在任何能夠登錄Internet的地方修改PLC程序，進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試。PLC概述 可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱PLC(Programmabl

9、e logic Controller)，是指以計算機技術(shù)為根底的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(International Electrical Committee)公布的PLC標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用而設(shè)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(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及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原那么而設(shè)計。1. PLC的開展和應(yīng)用世界上公認(rèn)的第一臺PLC

10、是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制的。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機開展水平，早期的PLC主要由分立組件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。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。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實用化開展階段，計算

11、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。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器開展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。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。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的開展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期開展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移

12、等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。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。 西門子S7-200PLC簡介西門子公司具有品種非常豐富的PLC產(chǎn)品。S7系列是傳統(tǒng)意義的PLC，S7-200屬于小型PLC，在1998年升級為第二代產(chǎn)品，2004年升級為第三代產(chǎn)品，其特點如下：功能強大。S7-200有5種CPU模塊，最多可擴(kuò)展7個擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到248點數(shù)字量I/O或38路模擬量I/O，最多有30多KB的程序存儲

13、空間和數(shù)據(jù)存儲空間；先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)，功能強大、使用方便的編程軟件； 靈活方便的尋址方法。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(jìn)行實時監(jiān)控和管理，保證整個系統(tǒng)運行可靠，平安，獲得最正確的運行狀態(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、上下壓力開關(guān)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(shè)計中有3個貯水池，3臺水泵，采用局部流量調(diào)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

14、根據(jù)壓力檢測值和給定值之間偏差進(jìn)行PID運算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調(diào)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、先停先起原那么。根據(jù)以上控制要求，進(jìn)行系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計。硬件設(shè)備選型、PLC選型，估算所需I/O點數(shù)，進(jìn)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(guān)軟件，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進(jìn)行調(diào)試和修改并設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求 系統(tǒng)控制采用PLC控制方式實現(xiàn)自動控制，設(shè)有手動自動轉(zhuǎn)換功能?？梢噪S時根據(jù)系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀況對系統(tǒng)的控制方式及工藝參數(shù)進(jìn)行

15、調(diào)整。在手動方式下，對各單元如自動閥，水泵進(jìn)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(dǎo)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(shè)備的運行參數(shù)。 報警及保護(hù)高液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位高過高設(shè)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(shè)定值，發(fā)出中液位信號，受控單元啟開工作。低液位報警：原水箱、中間水箱、純水箱水位，水位低過低設(shè)定值，發(fā)出低液位信號并停止出水泵。高壓泵低壓保護(hù)：進(jìn)水壓力低于低壓開關(guān)設(shè)定值，發(fā)出水壓低信號并停止高壓泵及RO系統(tǒng)。高壓泵高壓保護(hù)：進(jìn)水壓力高于高壓開關(guān)設(shè)定值，發(fā)

16、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 手動自動轉(zhuǎn)換功能手動操作方式主要用于應(yīng)急或檢修，以保證生產(chǎn)供水需求自動操作方式：平時正常工作普遍采用的方式，其整個工作過程不需要人員干預(yù)，全自動運行。 系統(tǒng)單元控制預(yù)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(shè)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(guān)工藝參數(shù)，以及能在就地操作盤上啟停RO進(jìn)水高壓泵及相關(guān)的自動閥門。對RO系統(tǒng)的重要參數(shù)如電導(dǎo)率等均設(shè)有檢測儀表當(dāng)高壓泵管路前各

17、進(jìn)水閥門翻開時，進(jìn)水壓力到達(dá)要求后，可啟停高壓泵，檢測高壓泵沒有故障，同時翻開產(chǎn)水不合格排放閥，進(jìn)水壓力到達(dá)反滲透工作壓力，然后自動調(diào)整濃水排放閥來調(diào)節(jié)產(chǎn)水流量調(diào)整后，以后根本不用調(diào)整，當(dāng)產(chǎn)水電導(dǎo)到達(dá)預(yù)定值時，關(guān)閉產(chǎn)水不合格排放閥。反滲透正常運行過程保護(hù)說明：檢測進(jìn)水壓力是否到達(dá)要求的設(shè)備為進(jìn)水低壓壓力開關(guān)；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(guān)的誤動作，從而造成系統(tǒng)報警、停止，故在檢測進(jìn)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(shè)備為高壓泵保護(hù)器。濃水管道設(shè)置高壓保護(hù)開關(guān)，檢測到濃水側(cè)壓力過高時，系統(tǒng)

18、報警并翻開濃水排放電動閥門，進(jìn)行瀉流。RO啟停保護(hù)在RO停止使用時，首先停止高壓泵，同時翻開濃水端排放閥和產(chǎn)水閥，預(yù)處理延遲運行一段時間，用經(jīng)預(yù)處理的原水對RO膜組件自動低壓沖洗5min，以防止?jié)馑械母邼舛塞}類在RO膜外表沉積結(jié)垢而影響膜的性能，然后自動關(guān)閉濃水電動閥，并停止沖洗。長時間停運，在沖洗后應(yīng)注入保護(hù)液。 清洗系統(tǒng)由于清洗裝置是反滲透系統(tǒng)的維護(hù)設(shè)備，運行時間和頻率比擬低，一般幾個月運行一次，建議采用手動控制方式進(jìn)行；清洗進(jìn)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(jìn)出口各閥門都處于開啟狀態(tài)，檢查清洗設(shè)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(jìn)入開啟狀

19、態(tài)。2.2 水處理系統(tǒng)工藝流程概述 雙級RO系統(tǒng)原水到達(dá)原水電磁閥，電磁閥開，原水流入原水箱內(nèi)。原水箱內(nèi)的水通過原水泵流經(jīng)兩個石英砂過濾器罐體，將水質(zhì)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(yù)處理后的水通過預(yù)處理閥的開啟流入到一級保安過濾器內(nèi)，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(dāng)于半透膜，將濃度高的水排除。為了防止反滲透內(nèi)結(jié)垢，在預(yù)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(yù)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(nèi)，中間水箱內(nèi)水經(jīng)過中間水泵的揚程到達(dá)二級保安過濾

20、器。在中間水泵后插接PH調(diào)節(jié)裝置，PH劑通過計量泵與中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(nèi)的水經(jīng)過純水泵的揚程使其經(jīng)過紫外燈殺菌到達(dá)用水點。 清洗系統(tǒng) 當(dāng)雙級RO系統(tǒng)長時間不運行的情況下，反滲透裝置內(nèi)會由于細(xì)菌的滋生不緊影響水質(zhì)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(jìn)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(nèi)。清洗水箱內(nèi)的水經(jīng)過清洗水泵的揚程到達(dá)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(dá)一級反滲透的

21、進(jìn)水口和二級反滲透進(jìn)水口。將沖洗后的水排除，完成清洗過程。 循環(huán)水系統(tǒng) 用水池內(nèi)的如果水體長時間靜止，水外表塵埃會逐漸積累，同時水體內(nèi)細(xì)菌也會迅速滋生繁衍。那么就應(yīng)該考慮過濾外表的灰塵同時殺除水體內(nèi)細(xì)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(jìn)入多介質(zhì)罐體。多介質(zhì)罐體內(nèi)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(zhì)罐體內(nèi)會積淀大量塵埃。為了方便除去罐體內(nèi)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到達(dá)清洗罐體的目的。電氣系統(tǒng)原理圖3.1 電氣系統(tǒng)主回路原理圖 雙級RO系統(tǒng)主回路原

22、理圖 在雙級RO主回路中總負(fù)載約為34KW，選用100A總空開作為整個系統(tǒng)的總開關(guān)。在主電源C相與N相間參加電源指示燈用以起到提醒作用，確保人身平安。主回路各個泵的保護(hù)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?jǐn)嗪统休d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(jìn)行可靠的保護(hù)。 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

23、和變壓器，作為兩者的電源。變壓器將220V電壓降到24V電壓，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(dāng)電動機容量超過10KW時，因啟動電流較大，線路壓降大，負(fù)載端電壓降低，影響起動電機附近電氣設(shè)備的正常運行。一般采用減壓起

24、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，待電動機啟動后再將電壓恢復(fù)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(yán)重影響設(shè)備的正常運行。為了能起到保護(hù)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(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，將定子繞組換接成三角形，電機便進(jìn)入全壓下的正常運轉(zhuǎn)。3.2 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(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)手動、自動的轉(zhuǎn)化。標(biāo)號100的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇選擇開關(guān)標(biāo)號成200的線路，

25、用于手動操作的電源。24V+的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇開關(guān)出來后的線路接到PLC信號輸入端口。 當(dāng)滿足Q0.0開啟的條件后，原水進(jìn)水閥開，同時也可手動控制原水進(jìn)水閥的通斷。當(dāng)KA1繼電器通電，KA1常開點閉合，原水進(jìn)水開，原水進(jìn)水閥指示燈亮。當(dāng)KA2繼電器通電。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(dāng)繼電器KA3通電，KA3常開點閉合，預(yù)處理閥開，預(yù)處理指示燈亮。阻垢劑泵的三位開關(guān)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，阻垢劑泵運行指示燈亮。當(dāng)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

26、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(dāng)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I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泵運行指示燈亮。當(dāng)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

27、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(dāng)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(dāng)清洗水泵運行，接觸器KM6通電，KM6常開點閉合，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，

28、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(nèi)用液位浮球?qū)崟r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(dāng)水箱內(nèi)的水有低位或高位的情況，相應(yīng)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(zhuǎn)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(jìn)水口和出水口設(shè)置壓力開關(guān)。入水低壓、出水高壓信號傳送到PLC信號輸入端口，當(dāng)遇到故障時指示燈亮，高壓泵停止運行。為了檢測處理后的水是否得到所需要求，用電導(dǎo)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(zhì)。 循環(huán)水系

29、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(dāng)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(dāng)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。

30、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(jìn)水閥開。1#進(jìn)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(jìn)水閥開。2#進(jìn)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#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

31、。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。 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4 系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計 PLC編程軟件的選用PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0 STEP 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

32、)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(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)立用戶程序，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(yīng)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(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設(shè)計和運行維護(hù)人員所接受，是初學(xué)者理想的編程工具。功能塊圖(FWD)的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)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(guān)系使用與、或、非、異或邏輯運算，模

33、塊之間的連接方式與電路的連接方式根本相同。PLC控制程序由一個主程序、假設(shè)干子程序構(gòu)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(wù)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) PLC控制系統(tǒng)主回路設(shè)計為了方便了解水箱內(nèi)水的多少，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(dāng)液面到達(dá)指定位置時浮球閉合，將信號傳入控制模塊內(nèi)。 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，中間水箱不滿的情況下，原水泵開，預(yù)處理閥開，阻垢劑泵開。預(yù)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

34、壓、出水高壓的情況下一級高壓泵關(guān)閉。在中間水箱不低，純水箱不滿的情況下，中間水泵開PH調(diào)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(dāng)二級高壓泵入水低壓、出水高壓的情況下二級高壓泵關(guān)。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(guān)。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(guān)。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(guān)。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

35、停止運行，紫外燈關(guān)。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(jié)束語本文針對工業(yè)對水質(zhì)要求的特點，設(shè)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，保證了高壓泵的平安運行。利用電導(dǎo)率表、電阻率表實時監(jiān)控產(chǎn)水質(zhì)量，該系統(tǒng)不僅有效地保證了水處理系統(tǒng)產(chǎn)水質(zhì)量，而且具有工作可靠、施工簡單、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 Mic

36、ro WIN SP6編程軟件設(shè)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(nèi)。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(dāng)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(yīng)的綠色指示燈亮說明水泵正常運行，當(dāng)水泵過載時對應(yīng)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(guān)切換手動/自動。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅使我穩(wěn)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(rèn)識到自己的一些缺乏

37、之處。比方：在硬件設(shè)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(xué)，以及向老師、同學(xué)們請教，我對這些知識有了更深入的理解。通過這半年的實踐和學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多課本中無法涉及到的知識，體會到了工程設(shè)計的復(fù)雜與困難，也感受到了親自做出成績的成功與喜悅，這些都為即將開始的工作打下了堅實的根底。在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我會不斷的提高、充實自己，爭取獲得更大的成績。附錄附錄A 雙級RO系統(tǒng)工藝流程圖附錄B 清洗系統(tǒng)工藝流程圖附錄C循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程圖附錄：外文翻譯In Wang Zuoliangs translation practices, he transla

38、ted many poems, especially the poems written by Robert Burns. His translation of Burns “A Red, Red Rose brought him fame as a verse translator. At the same time, he published about ten papers on the translation of poems. Some argue that poems cannot be translated. Frost stresses that poetry might ge

39、t lost in translation. According to Wang, verse translation is possible and necessary, for “The poet-translator brings over some exciting work from another culture and in doing so is also writing his own best work, thereby adding something to his culture. In this transmission and exchange, a richer,

40、 more colorful world emerges. (Wang, 1991:112). Then how can we translate poems? According to Wangs understanding, the translation of poems is related to three aspects: A poems meaning, poetic art and language. 1A poems meaning “Socio-cultural differences are formidable enough, but the matter is mad

41、e much more complex when one realizes that meaning does not consist in the meaning of words only, but also in syntactical structures, speech rhythms, levels of style. (Wang, 1991:93).2Poetic art According to Wang, “Blys point about the marvelous translation being made possible in the United States only after Whitman, Pound and Williams Carlos Williams composed po