自動化畢業(yè)設(shè)計(電氣控制水處理系統(tǒng))

1、精品文檔1緒論1.1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(dá)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(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、自動可靠的方向發(fā)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

2、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。1.2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(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。1.2.1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。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

3、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(shù)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)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(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1.2.2水處理行業(yè)

4、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(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。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。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。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

5、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(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)的基本要求，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。- 1 -歡迎下載精品文檔提高現(xiàn)場調(diào)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(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

6、環(huán)節(jié)，這就需要現(xiàn)場調(diào)試的效率高。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。1.2.3水處理行業(yè)自控系統(tǒng)發(fā)展趨勢為適應(yīng)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。1.2.3.1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。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

7、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)。1.2.3.2PLC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分布比較分散，通訊擴展接口應(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。1.2.3.3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，以便在項目改造、擴建過程中上位組態(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1.2.3.4專

8、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。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。1.2.3.5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 服務(wù)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。1.2.3.6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)程登錄也是一個發(fā)展趨勢，編程人員可以在任何能夠登錄Internet的地方修改P

9、LC程序，進行遠(yuǎn)程調(diào)試。1.3PLC概述1.3.1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(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987 年國際電工委員會(InternationalElectricalCommittee) 頒布的 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

10、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，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！?.3.2PLC的發(fā)展和應(yīng)用世界上公認(rèn)的第一臺PLC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發(fā)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。- 2 -歡迎下載精品文檔等功能，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

11、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。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工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)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

12、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。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)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。1.3.3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 199

13、8 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，最多可擴展7 個擴展模塊，擴展到248 點數(shù)字量I/O 或 38 路模擬量 I/O ，最多有30 多 KB的程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間；先進的程序結(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。1.4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)。PLC 控制的水處理系統(tǒng)主要有可編程控制器、液位計

14、、電磁閥、高低壓力開關(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，采用部分流量調(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(diào)節(jié)流量，使供水管網(wǎng)。- 3 -歡迎下載精品文檔壓力恒定。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(shè)計。硬件設(shè)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

15、 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，對程序進行調(diào)試和修改并設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)。2系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定2.1水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求2.1.1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)進行調(diào)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(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)。2.1.2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(shè)定值，發(fā)出高液位信號，受控單元停

16、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(shè)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(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：進水壓力高于高壓開關(guān)設(shè)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2.1.3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。2.1.4系統(tǒng)單元控制預(yù)處理

17、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)高壓泵管路前各進水閥門。- 4 -歡迎下載精品文檔打開時，進水壓力達(dá)到要求后，可啟停高壓泵，檢測高壓泵沒有故障，同時打開產(chǎn)水不合格排放閥，進水壓力達(dá)到反滲透工作壓力，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，以后基本不用調(diào)整），當(dāng)產(chǎn)水電導(dǎo)達(dá)到預(yù)定值時，關(guān)閉產(chǎn)水不合格排放閥

18、。反滲透正常運行過程保護說明：檢測進水壓力是否達(dá)到要求的設(shè)備為進水低壓壓力開關(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)備為高壓泵保護器。濃水管道設(shè)置高壓保護開關(guān)，檢測到濃水側(cè)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 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(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，以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積

19、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)注入保護液。清洗系統(tǒng)由于清洗裝置是反滲透系統(tǒng)的維護設(shè)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(shè)備和反滲透裝置之間的管道連接，開啟清洗水泵，清洗裝置進入開啟狀態(tài)。2.2水處理系統(tǒng)工藝流程概述2.2.1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)

20、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

21、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。2.2.2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)一級反滲透的進水口和二級反滲透進水口。將沖洗后的水排除，完成清洗過程。2.2.3循環(huán)水系統(tǒng)。- 5 -歡迎下載精品文檔用水池內(nèi)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(nèi)細(xì)菌也會迅速滋生繁衍。那么就應(yīng)

22、該考慮過濾表面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達(dá)到清洗罐體的目的。3 電氣系統(tǒng)原理圖3.1電氣系統(tǒng)主回路原理圖3.1.1雙級 RO系統(tǒng)主回路原理圖。- 6 -歡迎下載精品文檔在雙級 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 相間加入電源指

23、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?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。3.1.2清洗系統(tǒng)主回路原理圖。- 7 -歡迎下載精品文檔主電源的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 電壓， 24

24、V 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。3.1.2循環(huán)水系統(tǒng)主回路原理圖。- 8 -歡迎下載精品文檔。- 9 -歡迎下載精品文檔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

25、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，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，電機便進入全壓下的正常運轉(zhuǎn)。- 10 -歡迎下載精品文檔3.2電氣系統(tǒng)控制回路原理圖3.2.1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

26、 的線路經(jīng)過系統(tǒng)選擇選擇開關(guān)標(biāo)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(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，原水進水閥開，同時也可手動控制原水進水閥的通斷。當(dāng)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(dāng) 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。- 11 -歡迎下載精品文檔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

27、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。- 12 -歡迎下載精品文檔當(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

28、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。- 13 -歡迎下載精品文檔繼電器 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。- 14 -歡迎下載精品文檔當(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

29、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。- 15 -歡迎下載精品文檔繼電器 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，清洗水泵過載指示燈亮。- 16 -歡迎下載精品文檔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

30、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。- 17 -歡迎下載精品文檔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)。- 18 -歡迎下載精品文檔3.2.2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

31、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。- 19 -歡迎下載精品文檔當(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， FR2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， FR3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。- 20

32、 -歡迎下載精品文檔接觸器 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。- 21 -歡迎下載精品文檔接觸器 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。- 22 -歡迎下載精品文檔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

33、#潛污泵運行指示燈亮。 1#潛污泵過載，熱繼 FR4 斷開， FR4 常閉點開， 1#潛污泵停止運行，過載指示燈亮。- 23 -歡迎下載精品文檔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， FR5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， FR6常閉點開， 3#潛污泵停止運行，過載指示燈亮。- 24 -歡迎下載精品文檔3.3 PLC的 I/O 端口分配及外圍接線圖3.3.1PLC的 I/O 分配3.3.1PLC的外圍接線圖。

34、- 25 -歡迎下載精品文檔。- 26 -歡迎下載精品文檔4 系統(tǒng)的 PLC程序設(shè)計4.1 PLC編程軟件的選用PLC 控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0 STEP 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(lǐng)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(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(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)4.2 PLC控制系統(tǒng)主回路設(shè)計為了方便了解水箱內(nèi)水