《基于PLC的游泳池水處理控制系統(tǒng)設(shè)計》15000字（論文）

緒論前言隨著當(dāng)前我國國民經(jīng)濟社會的不斷穩(wěn)步發(fā)展，人民群眾生活物質(zhì)水平也在不斷得到改善和逐步提高，人民對于人們物質(zhì)、精神和文化生活的不斷提高重視。健身、游泳、等各類體育娛樂活動不斷豐富和日益增加,游泳逐漸逐步發(fā)展到已成為一項特別具有較高群眾性的各類綜合運動休閑、體育健身娛樂活動。近幾年以來,集體育娛樂、休閑與健身體育以及健身于輔為一體的大型綜合性室外游泳運動場，國家級大型室外游泳館、各類公共室外游泳館廣泛已覆蓋全國各個大中小城鎮(zhèn)。游泳池、水上運動樂園，其中許多室外游泳池都紛紛開始學(xué)習(xí)國外的相關(guān)技術(shù)與經(jīng)驗已經(jīng)完全擺脫了以往舊的室內(nèi)游泳池建設(shè)模式,同時兼顧了身體鍛煉與日常娛樂，更加的具有其在市場上的吸引力及更強的市場生命力。國內(nèi)外游泳池水處理方式為了有效率地節(jié)約人類用水,保護自然資源并同時保證衛(wèi)生安全這個指標(biāo),絕大多數(shù)的大型游泳池都有的是直接采用水循環(huán)再綜合利用方式給水的處理方式。但由于目前看來我國各類大型游泳池和場館的整體建設(shè)工程技術(shù)研究發(fā)展相對較遲,所以在各類游泳池的整體運行設(shè)計管理工作各個方面以及各類給排水工程設(shè)計管理工作上積累和研究總結(jié)發(fā)展出來的實踐經(jīng)驗比較少,缺乏一個具有系統(tǒng)性的理論分析和實際交流。就目前的水處理體系來說,目前的規(guī)范基本都是按照我國市政供水處理廠的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)來進行制定的,在其設(shè)計中均以按照規(guī)范中的各種專業(yè)競技比賽使用連續(xù)水處理方式運行的方法來進行設(shè)計,而在其實際應(yīng)用的過程中,無論是對水質(zhì)或者是投醫(yī)藥的管理等,均不同于其設(shè)計與規(guī)范,造成了對水處理工作場地和設(shè)備的巨大浪費,無形中也增大了工程的建設(shè)量和人力資金。由此綜合總結(jié)自身的實踐經(jīng)驗,進行了理論和實踐分析,從而為我們提出了游泳池污水處理方法的優(yōu)化和設(shè)計。本課題研究主要內(nèi)容2游泳池水處理系統(tǒng)方案設(shè)計此次研究項目主要的研究內(nèi)容是一種基于PLC的游泳池水處理系統(tǒng)的設(shè)計。其中主要是根據(jù)國家水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9667-1996）(見表1.1)將泳池池水進行循環(huán)與過濾，對其水質(zhì)進行監(jiān)控與加藥調(diào)節(jié)，對池水進行恒溫預(yù)加熱處理等。表1.1人工游泳池池水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9667-1996）課題研究的意義此次設(shè)計實在選用相比與傳統(tǒng)更為先進的設(shè)備下詳細介紹了系統(tǒng)各個控制環(huán)節(jié)與其操作步驟與原理。此次選用的PLC設(shè)備具有控制功能強、可靠高、配置靈活、使用方便以及整機體積小、重量輕等特殊技術(shù)優(yōu)點，在國外已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域自動化管理控制的實現(xiàn)。如：工業(yè)冶金、化工、電力、交通等。而反觀我國國內(nèi)，對于循環(huán)水處理自動化系統(tǒng)的技術(shù)研究起步晚、相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗相對較少。故對此類系統(tǒng)深入研究有著重要的意義。游泳池水處理系統(tǒng)方案設(shè)計游泳池水處理工藝簡介現(xiàn)代淡水游泳池的各種水處理工藝系統(tǒng)與目前我國各地較大自來水處理廠的各種水處理工藝系統(tǒng)相類似。主要是首先利用一種循環(huán)式排水泵把游泳池池水從池中抽出,然后再按照國家游泳池的總體水質(zhì)管理規(guī)范通過各種化學(xué)物理以及各種化學(xué)處理方法的相互作用來調(diào)節(jié)池水水質(zhì),最后返回輸送到泳池中。一般來說進行的各類水質(zhì)質(zhì)量檢查檢驗項目主要包括水渾濁度、過氧化物含量濃度、尿素的含量、菌種群體數(shù)量總數(shù)、余氯值、酸堿值等。以游泳池池水水中濁度的調(diào)整為例，當(dāng)游泳池水中的濁度已經(jīng)達到國家規(guī)定的限值時,通過精確計量泵將需要加投的絮凝劑送入安裝到池水的循環(huán)泵前,加投絮凝劑后水中的毛發(fā)、灰塵等漂浮物就會被吸附形成結(jié)塊。通過自動濾砂缸裝置把池水迅速過濾成新的凈水并返回灌入至游泳池中,這個操作過程屬于物理上的操作。在我們進行室內(nèi)水處理的工作過程中除了我們需要及時做水質(zhì)的合理調(diào)整外,在泳池周圍環(huán)境溫度與其池水水溫比較低時,就需要對池水進行加熱處理。池水的自動加熱工作原理主要是通過采用PID調(diào)節(jié)從而控制伺服蒸汽自動調(diào)節(jié)加熱閥,定量定時地啟動給水器使管道的水氣混合加熱器通以伺服蒸汽,從而達到池水的恒溫控制。整個池水處理流程技術(shù)操作流程總體框圖結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1水處理工藝流程圖游泳池內(nèi)凈水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計理念此次泳池池水處理系統(tǒng)中，池水的循環(huán)部分是由兩臺輪值工作的循環(huán)水泵來完成池水的循環(huán)工作。其中池水水質(zhì)的檢測與調(diào)節(jié)是由各個檢測儀器，如：渾濁度檢測儀、酸堿度檢測儀、余氯檢測儀等。所檢測到的的模擬信號量傳入到PLC模擬量模塊中按照國家水質(zhì)質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的值進行對比，之后根據(jù)對比結(jié)果由PLC輸出型號控制精確計量泵進行對絮凝劑、殺毒劑、酸堿調(diào)節(jié)劑的加投，從而實現(xiàn)對水質(zhì)各項指標(biāo)的檢測與調(diào)節(jié)。其中水溫的調(diào)節(jié)則是由PLC通過模擬量模塊輸出控制調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)溫度控制。另外由于過濾水缸需要定期進行反沖洗操作，所以還需要對循環(huán)水泵設(shè)置手動過程?；诖?，控制系統(tǒng)的基本設(shè)計思想如下圖2.2所示：圖2.2控制系統(tǒng)框圖要實現(xiàn)上述水循環(huán)處理系統(tǒng)，除PLC外還需引入模擬量拓展模塊。根據(jù)統(tǒng)計，模擬量輸入需要5個點、模擬量輸出1個點。數(shù)字量輸入需要13個點，數(shù)字量輸出需要16個點。如果PLC主機自帶的數(shù)字量輸入/輸出點數(shù)不夠，還需引入數(shù)字量拓展模塊。另外還需要循環(huán)水泵、變頻器、各類檢測儀、精確計量泵等。3游泳池水處理系統(tǒng)硬件設(shè)計游泳池水處理系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC的特點PLC之所以變得越來越多地被控制領(lǐng)域?qū)I(yè)人士所重視,就是與其具有的優(yōu)勢和特性分不開的:(1)它的功能齊全,它的應(yīng)用范圍極強;(2)應(yīng)用軟件的設(shè)計應(yīng)用靈活,其軟件采取了國際標(biāo)準(zhǔn)的模塊應(yīng)用硬件設(shè)計架構(gòu),以及一系列基于模塊化的應(yīng)用軟件設(shè)計,使得它不但完全可以有效滿足各種大小不同、功能繁復(fù)的工藝控制系統(tǒng)需要,而且還完全可以有效滿足各種類型生產(chǎn)工藝控制過程中需要變更的數(shù)量比較大的工作場所;(3)安裝操作簡單,維護容易,穩(wěn)定可靠。雖然PLC具有各類型號,但都是可以滿足和適應(yīng)不同的工業(yè)和應(yīng)用條件,耐熱、防潮、抗震等特點,其性能也非常優(yōu)良,一般情況下平均的壽命可達數(shù)萬個小時。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則以最大程度地滿足所有被控物體的控制。在完全滿足控制功能要求的基礎(chǔ)上,力求實現(xiàn)控制系統(tǒng)的簡單、經(jīng)濟、使用及維護。保證控制系統(tǒng)安全可靠。鑒于隨著機械生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及對工藝設(shè)計的改善,在選擇PLC容量宜適當(dāng)?shù)乇Ａ粢欢ǖ氖Ｓ唷？删幊绦蚩刂破鱌LC的選擇工藝要求根據(jù)圖2.1中的工藝流程所示結(jié)合泳池實際實施工藝的統(tǒng)計分析表明，游泳池池水處理的工藝全過程主要是由三大部分組成。分別是泳池池水的循環(huán)與過濾、池水水質(zhì)的檢測與水質(zhì)的調(diào)節(jié)、池水水溫的恒溫處理。其中主要是對循環(huán)泵的啟動、停止及其聯(lián)鎖、酸堿度、濁度、溫度、余氯以及水壓等參數(shù)的控制。根據(jù)市面上各品類品牌的PLC比較，最終本次選定使用德國西門子所研發(fā)的S7-200型PLC。西門子PLCS7-200優(yōu)點S7-200PLC是一種小型PLC。其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在多個領(lǐng)域中用來參與自動監(jiān)測與控制。如：運動系統(tǒng)、電梯等等。它的主要技術(shù)優(yōu)勢大致體現(xiàn)在以下幾個重要的功能方面:極高的系統(tǒng)工作可靠性、極豐富的應(yīng)用指令集、容易掌握、能便捷快速地完成操作、超高實時性、強勁的數(shù)據(jù)通信能力、豐富的延伸拓展功能模塊。CPU及擴展模塊的選擇根據(jù)要求,統(tǒng)計可以得到開關(guān)和測量控制輸出輸入信號為16個開關(guān)點，模擬開關(guān)量控制輸入輸出信號為13個開關(guān)點,模擬量開關(guān)輸入輸出信號為5個模擬點,模擬量開關(guān)輸出輸入信號為1個。(1)CPU選用CPU226較合適。其中226出共40個數(shù)字量I/O點。并且能夠連接7個擴展模塊，最多可擴展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。4096B程序空間和2560B數(shù)據(jù)空間。擁有6個獨立的高速計數(shù)器，其中6個30kHz單項頻率、4個20kHz兩項頻率，帶有PID控制器其I/O端子排的拆卸操作十分簡單便捷。其中各個輸入點的狀態(tài)由用戶提供的24VDC進行，輸出方式選擇能夠搭載直流與交流的繼電器式[4]。（2）模擬量輸入模塊選用EM231。此模塊的電壓輸入范圍為：單相極性為0~10V或者為0~5V；雙相極性為±5V或者為±2.5V。電流輸入范圍為：0～20mA；該模塊模擬量的輸入值為只讀數(shù)據(jù)；其模擬量數(shù)字量的轉(zhuǎn)換時間為小于0.25ms。(3)模擬量輸入/輸出模塊選用EM235。此模塊具有四個模擬量輸入通道、一個模擬量輸出通道。此模塊的模擬量輸入功能與EM231模擬量輸入模塊所相同，二者的技術(shù)參數(shù)也是大致相同的。但是EM235的電壓輸入范圍與前者有所不同，其中單相極性為0~10V、0~5V、0~1V、0~500mv、0~100mv、0~50mv。雙相極性為±10V、±5V、±2.5V、±1V、±500mV、±250mv、±100mv、±50mv、±25mv。此模塊需要采用的電源是24VDC電源為其供電，其可以由使用用戶提供所的外部電源也可以由CPU的24VDC電源為其供電[5]。(4)I/O模塊其是內(nèi)部系統(tǒng)用來聯(lián)系CPU模塊與外部現(xiàn)場之間的重要媒介。輸入模塊主要用于對輸出信號進行接收、采集。輸入信號主要分為兩類:一類指的是通過開關(guān)測量輸出的信號;其他一種為模擬數(shù)據(jù)量的輸入信號。CPU控制模塊的單個工作電壓通常是5V,而PLC信號電壓往往是較高的。所以直接引用外部的尖峰電壓和干擾源噪聲很可能會損壞CPU模塊的各種元件，甚至?xí)?dǎo)致PLC不能正常工作。所以CPU模塊不可以直接與外部輸入/輸出裝置相連接[6]。(5)編程器除了是一個可以直接用來對輸入或者編輯程序外,還是一個可以直接用來監(jiān)測可編程控制器在其運行過程中梯形圖中所有編程單元的正常工作情況。并且將其移除不會影響可編程控制器的運行。其它設(shè)備的配置為了達到系統(tǒng)所要求的控制功能，除了需要可編程控制器的主機與其擴展模塊外還需配置各類開關(guān)、接觸器以及變頻器和檢測儀器等。按鈕在本控制系統(tǒng)里，采用3中的一種機械自動按鈕控制方法對水處理系統(tǒng)進行調(diào)試及其中對運行處理過程情況進行控制。在手動的狀態(tài)下,對于每個裝置和設(shè)備均相應(yīng)地要設(shè)置一個按鈕,采用觸點式的啟動按鈕,即將其按下電源接通,松開電源復(fù)位。接觸器接觸器主要是用于在直流或交流電路中高頻次的連通或斷開的一類自動化電器。具有自動控制電路容量大,可用于進行遠距離的自動操作的特點。配合繼電器則用戶可以輕松實現(xiàn)定時自動操作,自鎖自動控制,各種電流定量自動控制和電路的失壓及短路欠電流的保護,廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備工程自動控制電力系統(tǒng),其中多被運用在電機的控制上,也可以直接適用于其他的各種電力負載,如通風(fēng)、照明、空調(diào)、電機及校正功率因數(shù)等。變頻器變頻調(diào)速器被廣泛的應(yīng)用于大多數(shù)的電動機拖曳式運送場合,由于其特點是能夠為電動機提供準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩和速度控制,因此能夠方便的實現(xiàn)對機械傳動的上升、下降及變速器的運行。變頻器的應(yīng)用能夠大大地改善了工藝的效率和高效(其中變速不需要依賴機械組件),同時還可以使得電動機相對于原先的定速運轉(zhuǎn)電機電力損耗更小。變頻調(diào)速器的工作原理：交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式：(3.1)式中n代表異步電動機的轉(zhuǎn)速；s代表電動機的轉(zhuǎn)差率；p代表電動機的磁極對數(shù)。由式(3.1)所述公式可知,若想改變轉(zhuǎn)速n的大小只要改變頻率f的大小即可，因為二者成正比關(guān)系。這就是變頻器實現(xiàn)調(diào)速的原理。在本次系統(tǒng)設(shè)計中，變頻器選用MM440型號。這個型號的變頻器所使用的CPU是為電機控制專用的32位高精度CPU，并且嵌入了無速度傳感器矢量控制（SVC）、V/f控制于一身，功能更完善，應(yīng)用更加靈活，性能更穩(wěn)定；已被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)機、泵類等負載。濁度儀濁度儀是由散射測量法對溶液濁度進行測量的。其原理是發(fā)射一束光線至被測溶液中，然后檢測在于發(fā)射光纖成直角方向上的溶液中光線被顆粒雜質(zhì)所散射的程度。濁度儀測量水質(zhì)的實質(zhì)是測量被測溶液的透光性能。因此被測溶液中的毛發(fā)、塵土、砂石、浮游生物等等漂浮物或是膠體物質(zhì)等都會對溶液的檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。此次選用的的濁度儀使用的是900散射檢測原理，即是檢測與發(fā)射的光線成900方向上的溶液的散射光強度。此段光束符合雷萊公式：其中：KNVλ右上式不難得出：在入射光恒定的條件下且在一定濁度范圍內(nèi)，散射光強度與溶液的混濁度成正比。上式可表示為：Is/I0=K′N（K′為常數(shù)）根據(jù)此計算公式,我們就能夠通過計算測量出水樣中各個微粒散射光的強度,從而得出相應(yīng)的水樣渾濁程度。技術(shù)指標(biāo)：余氯儀余氯儀傳感器的電極分為兩種，其二者都是選用離子作為電極。（1）敞開式電極：其陰極用鉑合金材料制成，陽極（反電極）用銅材料所制成。其中反應(yīng)式為：陽極：Cu一2e→Cu2+陰極：H++2OCl_+2e→O2-+OH-+Cl2此種電極最大的缺點就是需要不斷地對其進行打磨。因為在其工作過程中電極上的銅材料極易被氧化。（2）膜覆式電極：其陰極用金材料制成，陽極（反電極）用銀／氯化銀材料所制成。電極內(nèi)覆蓋著電解液并且其酸堿度保持在理想條件下且具有很好的導(dǎo)電能力。電極與外部被測溶液之間隔著一層選擇性滲透膜，工作時只需給電極兩端施加穩(wěn)定的電壓，次氯酸滲透進電極內(nèi)部就會在電極之間形成極化電流。其化學(xué)反應(yīng)式為：陽極：2Ag-2e→2Ag+陰極：H++2e+OCL-→OH-+Cl-余氯和HOCl、ClO-在特定的溫度和酸堿度下存在換算關(guān)系，所以可以由此測得余氯。PH儀使用酸度計對其電位進行測定,這是目前檢出PH最為準(zhǔn)確的測定方法。ph設(shè)計由三個主要零部件組合而成:(1)一個參比電極；(2)一個玻璃電極，其電位取決于周圍溶液的PH；(3)一個電流計，該器件可以在電阻值極大的電路中測量出微小的電位差。此儀器的根本其實就是將電極與溶液之間形成的原電池其所產(chǎn)生的電位差由電流計檢測出來。但是這種原電池所產(chǎn)生的電勢差特別小，并且其中內(nèi)部又具有很大的阻抗值。所以就需要將其由電流計進行信號放大，放大后再根據(jù)相對應(yīng)的比例量程在其表內(nèi)標(biāo)記與其所對應(yīng)的酸堿度值。本次使用的YLG-2058中文在線余氯分析儀，是目前最新款的余氯儀。本儀器同時兼?zhèn)淞怂|(zhì)酸堿度、溫度、余氯值三個功能于一體。其技術(shù)指標(biāo)如下：測量范圍余氯:0～20.00mg/L，分辨率0.01mg/L；HOCL:0～10.00mg/L，分辨率0.01mg/L；pH值:0～14.00pH，分辨率0.01pH；溫

度:

0～99.9℃，分辨率0.1℃；精度：余氯：±2%或±0.035mg/L取較大者；HOCL：±2%或±0.035mg/L

取較大者；

pH值:

±0.05pH

；溫度：±0.5℃（0～60.0℃）；

4、樣品溫度：0～60.0℃，0.6MPa；

5、樣品流速：200to250

mL/1min

自動可調(diào)

6、最低檢測限：0.01mg/L

7、電子單元重復(fù)性誤差：余氯：±0.02mg/L,

pH值：±0.02pH；

8、穩(wěn)定性：余氯：±0.02（mg/L）/24h,

pH值：±0.02pH/24h；

9、pH輸入阻抗：≥1012Ω

；10、時鐘精度：±1分/月；11、電流隔離輸出：0～10mA（負載<1.5kΩ）,

4～20mA（負載<750Ω）；

12、輸出電流誤差：≤±1%FS

；

13、數(shù)據(jù)存儲數(shù)量：1個月（1點/5分鐘）；

14、高低報警繼電器：AC220V，7A；遲滯量0～5.00mg/L任意調(diào)節(jié)。

15、RS485通訊接口(選配)；

16、電源：AC220V±22V，50Hz±1Hz；可選配DC24V供電。訂貨不指明按 AC220V配。

17、防護等級：IP65；

18、外形尺寸：146（長）×146（寬）×108（深）mm，開孔尺寸：138×138

mm；

注：也可壁掛安裝，請訂貨時指明。

19、功率：≤10W；

20、重量：

二次表：0.8kg，流通池帶余氯、pH電極重2.5kg；

21、工作條件：環(huán)境溫度

0～60℃

相對濕度

<85%；溫度儀熱電阻器是中低溫地區(qū)最為常見的一種溫度控制檢測儀器。一般可以用來檢測-200~500℃。它的主要特點為準(zhǔn)確度和靈敏程度高,性能穩(wěn)定,輸出無線電信號,便于進行信號遠傳和實現(xiàn)多點切換的測量。典型的類型有銅熱電阻,白銀鍍鋅熱電阻。其中鉑熱是阻力的測得準(zhǔn)確率是最大化,尤其是在小到極低溫度。相對熱電阻,熱電偶的測溫范圍要求更廣(特別是在高溫地段),因而其測量的精度明顯落后于熱電阻。為了有效地減小引入線和相互連接線上的熱電阻由于環(huán)境中溫度的變化而引起的可測量誤差,我們應(yīng)當(dāng)采用較大的R0值,從而有效地減小熱電阻的體積以及減小其熱容性和電磁鐵的熱貫性,提高對于溫度的響應(yīng)速率來看,R0值越小就愈好。當(dāng)連接環(huán)境條件中的空氣溫度發(fā)生變化時,連接的熱導(dǎo)線的靈敏電阻也就可能會發(fā)生變化,將與連接導(dǎo)線電路中的熱靈敏電阻對比產(chǎn)生相應(yīng)變化。而給人的儀表外接造成了很多附加的工作誤差,工業(yè)上常常需要采用三線程控制,使得外接導(dǎo)線的兩個電阻分別額外增加了大到可以連接于一個電橋的電阻兩個上,當(dāng)這種外接方式導(dǎo)線的兩個電阻發(fā)生變化時,可以直接用來抵消其中的一部分,減少了外接儀表的附加誤差,但不能徹底消除,故圖中規(guī)定的這種外接方式導(dǎo)線每個電阻的誤差平均值一般至少應(yīng)該為5歐。MWB-90X-P新型數(shù)顯溫度一體化系列溫度傳感變送器不但可以能夠輸出4-20mA信號，同時還可以具有現(xiàn)場的溫度指示或者溫度顯示等其他功能。除了能將輸出和放大溫度信號轉(zhuǎn)換變成為一個線性的4-20mA溫度信號之外,同時還可以具有現(xiàn)場的溫度指示或者溫度顯示等其他功能。技術(shù)指標(biāo)如下：1、熱電阻測溫范圍

<Pt100>-200～450℃；

<Cu50>-50～150℃

2、熱電偶測溫范圍

<K>

0℃-1200℃；

<E>

0℃-800℃；

測量精度<熱電阻>

±0.25%；

±0.5%；

<熱電偶>±0.75%

4、輸出信號

4-20mA

5、時

漂

每年小于±

0.5%

6、環(huán)境溫度

-10～85℃

7、供電電壓

24VDC

±10%

8、負載能力

0-500Ω

9、顯示范圍

-1999～1999

10、防護等級

IP65

過濾砂缸自清洗式過濾技術(shù)是由美國發(fā)展的新型技術(shù)，它主要特點是能夠利用自身內(nèi)部的水壓進行自動清洗，并且在此過程中還會進行過濾操作自動化程度高。免去了人工清理的麻煩。。奧瑞沃全自動自凈空氣清洗過濾器的基本工作原理如圖3.1所示。圖3.1清洗過濾器工作原理圖水流有入口流入后，大顆粒會先被前面的粗網(wǎng)過濾，之后細小的雜質(zhì)會被粗網(wǎng)之后的細網(wǎng)所過濾，最后水流從出水口排出。一定時間積累后，細過濾網(wǎng)上的水流壓力會與粗網(wǎng)上的產(chǎn)生水流壓差。當(dāng)壓力達到一定值時排污閥門就會打開，水力缸降水排出壓力減小，此時由于吸污管內(nèi)壓力急劇下降而產(chǎn)生的負壓通過吸污管將細過濾網(wǎng)上的污垢吸走并有排污閥排出。之后水流會帶動吸污管旋轉(zhuǎn)，從而能夠使濾網(wǎng)整體清潔干凈。反沖洗能自動進行的原理：所有的反應(yīng)式?jīng)_洗都必須是通過依賴于一個液壓閥的完全打開及對整個液壓缸中所有活塞液體進行反應(yīng)式?jīng)_洗的一些動作才完全可以成功實現(xiàn),而這些也是由自動反應(yīng)式?jīng)_洗自動控制儀器用來對其進行自動控制。反饋式?jīng)_洗液壓控制器系統(tǒng)可以根據(jù)從液壓過濾器的進、出口方向傳來的傳動壓差和數(shù)值,能夠精確地自動控制整個活動液壓閥和一個活動液壓缸,而該液壓控制器的液壓驅(qū)動力則主要由于來自液壓管線本身的傳動壓力。奧瑞沃自清洗過濾器特性：當(dāng)污水進行逆方向沖洗時不間斷地自動給水,整個逆方向沖洗都主要是以自動吸嘴凈水過濾網(wǎng)每點這樣一點的自動工作處理方式自動來進行完成的。當(dāng)進行反壓力沖洗時僅僅只是由于液壓吸嘴和細微過濾網(wǎng)之間的一個非常小小的局域而使壓力發(fā)生變化,而且壓力收集器和整個液壓缸的機械運轉(zhuǎn)控制動作并沒有直接受到影響正常的泵供水。同時,在對沖洗物料內(nèi)部進行反一次沖洗時所用的需要一次消耗的所用水量很少,以其中反一次沖洗所用流量大約為300m3/h的沖洗物料采用過濾器沖洗為主舉例:其中反一次沖洗所用流量大約為35~40m3/h,反一次沖洗過程持續(xù)時間大約為7~15S,反一次沖洗的所用水量大約為80~160L。本系統(tǒng)采用奧瑞沃ORG系列自清洗過濾器。加熱器換熱器型式選擇:（1）板式換熱水器:這種可替換板式熱水器應(yīng)該是目前在室內(nèi)泳池中最常見的一種換熱器,因其結(jié)構(gòu)設(shè)計和安裝結(jié)構(gòu)簡單,價格十分廉宜而被廣泛家庭采用,缺點之一就是板式泳池換熱發(fā)電器容易吸水產(chǎn)生很多結(jié)垢,在泳池產(chǎn)生很多污漬后它還可以大大降低泳池換熱功率系數(shù),除垢很麻煩。（2）半即熱式浮動盤管換熱器:這種換熱器是我國在近幾年以來得到了大力推廣應(yīng)用的一種換熱器,因其具有自動清洗除塵功能,始終維護著較高的換熱溫度和系數(shù)。半即熱式浮動盤管換熱器殼程為被熱水管程為熱媒(蒸汽、高溫?zé)崴?，熱媒在干管的引導(dǎo)入，均衡流入每個換熱盤管，由于管程流通面積小，熱媒以較高的速度流動，推動盤管低幅度高頻振動，擾亂換熱管與液體間的層流傳熱層，強化對流換熱。同時，被加熱水依次經(jīng)過換熱管加熱，并且在擋流和混流組件的引導(dǎo)下均勻流出。由于換熱盤管高頻振動,水垢不易趨附在管壁上,即便存在一定數(shù)量的積垢,也很輕松地脫落。此次系統(tǒng)設(shè)計選用型號為YFDB-10型的半即熱式浮動盤管換熱器，其主要的性能特點是具有良好的熱傳動性能,傳熱系數(shù)高,節(jié)能,水頭的散熱損失較小等幾大優(yōu)勢。泵類此次選擇內(nèi)置有毛發(fā)過濾裝置的超靜音循環(huán)水泵，選擇澳洲運水高WATERCO產(chǎn)品，型號為HYDROSTORM250。其主要功能優(yōu)點是它由毛發(fā)式污水過濾器和水泵部件組成，功能一體化、安裝方便、操作便捷、為靜音泵、壽命長、抗水耐銹、防腐蝕、節(jié)水能力高。對于池水消毒的加藥則用精確計量泵，此次選用美國“blue-white”型號：c660p。其特點是投放計量準(zhǔn)確、占用體積小、加藥便捷。藥物配置絮凝劑選擇(1)明礬——明礬屬于硫酸鉀鋁，屬于早期的凈水藥劑。其性狀為淡白色的固體狀，性味酸澀。雖然明礬可以在水中電離出鉀、鋁離子生成氫氧化鋁膠體從而吸附水中雜質(zhì)。但是實際應(yīng)用中效果差，所以已被其他藥劑所取代。(2)聚合氯化鋁——它主要用途是無機鋁的高分子物,是一種主要反應(yīng)出于無機氯化鋁與有機氫氧化鋁之間的有機生物化學(xué)聚合,它主要用途是通過連接羥基聚合。其化學(xué)溶液主要為一種液狀無色或者黃色至棕色的透明狀液體,固態(tài)的在產(chǎn)品中因其所含的氯化鋁含量大約是30%~40%。水解后的化學(xué)反應(yīng)處理過程中會同時伴有各種類的電化學(xué)、凝集、吸附和化學(xué)沉淀等物理化學(xué)上的反應(yīng)，可除去水中的金屬懸浮物、鐵、鎘、銅、氟、鉛等放射性金屬污染物等。另外由于聚合氯化鋁的有效成分含量相對較高,并且反應(yīng)速度迅速，對雜質(zhì)的絮凝效果好。本此系統(tǒng)中的絮凝劑選用聚合氯化鋁。PH劑選擇游泳池水的PH值對游泳池水質(zhì)和循環(huán)處理等多方面有著重要的影響，相對精確的控制泳池的PH值意義重大。PH值對于微生物生長的影響:在一些屬于酸性水體中,微生物的長比較快,因此把PH值調(diào)高,有利于控制微生物的成長。PH值對除藻劑的影響：通常,硫酸銅被廣泛地被使用于用來應(yīng)對某些藻類在其他水體中可能出現(xiàn)突發(fā)性植物生長。當(dāng)水生硫酸氧化銅在水中PH穩(wěn)定在7.0時,對于長期潛水生活在池壁上的水生黃藻有更好的殺害滅菌和及時清除病害效果。在水質(zhì)偏堿和存在碳酸根的情況下，很快形成不溶解的銅化合物沉淀，從而失去對水體的殺藻作用。PH對殺菌劑效果的影響：以目前游泳池最常見的消毒劑之一次氯酸鈉為例,HOCL-比OCL-更強,它是更強的消毒劑,當(dāng)游泳池水體PH值為7.2時,HOCL-占70%,當(dāng)PH值偏高到7.8時,HOCL-占比為50%,隨著ph值的升高,HOCL-逐漸減少，OCL-增多，所以PH的低值對于殺菌更加有利。當(dāng)以次氯酸鈉為消毒劑時，PH值也會很快的升高，需以強酸來調(diào)節(jié)穩(wěn)定PH值。PH值調(diào)節(jié)所使用的藥劑：一般調(diào)節(jié)PH值過堿時使用稀鹽酸，過酸時使用碳酸鈉。有些情況下水質(zhì)PH調(diào)節(jié)時過酸了使用氫氧化鈉。氫氧化鈉又稱為燒堿,有多種溶液和固體。薄片狀的燒堿吸收和化學(xué)濕度很強,易溶于水,在溶解過程中放熱,水溶液顯示為酸堿性,具有潤滑感。其中堿性比較強,在用于調(diào)節(jié)PH值時,用量小,調(diào)整速度快,但其對身體的刺激性比較高,對身體和心理的危害比較大,特別要注意的是對皮膚的刺激,會直接誘發(fā)引起人體表皮出現(xiàn)發(fā)紅、瘙癢等表現(xiàn),現(xiàn)代游泳池基本上已經(jīng)淘汰了這類調(diào)節(jié)劑。碳酸鈉通常會被俗稱蘇打,純堿,石堿或者是塊狀狀的碳酸鈉。白色的晶狀粉末或小小如顆粒的塊狀結(jié)晶(不同于含有溶解水的純品),含量一般不會超過99%,味澀,易燃可溶于醇和水,是一種強烈的弱微堿性弱酸性鈉鹽,其鹽在溶液中被加入水解水之后會顏色顯示表現(xiàn)出微弱堿性。碳酸鈉分食品級和工業(yè)級，游泳池最好選用食品級的產(chǎn)品。儲存使用過程中特別注意嚴格低溫密封,長期陽光曝曬后易被其他人體吸收暴露于高溫空氣中容易迅速吸入溶于空氣土壤中的酸性水分及大量量的二氧化碳而迅速形成溶于低溫的堿性碳酸氫鈉并容易形成塊狀結(jié)塊。投加時，最好按每1000立方米水體投加15-20公斤，視檢測的PH值變化情況再加量投加。鹽酸，腐蝕性強但對于其制備十分簡潔方便，并且其對溶液的PH調(diào)節(jié)響應(yīng)迅速。此次主要使用了碳酸鈉及鹽酸。消毒劑當(dāng)前我國使用對于水的主要消毒藥品有：液氯、漂白粉、次氯酸鈉、三氯異氰尿酸等幾種。(1)液氯——是一種危險性很大的劇毒氣體，貯存、運輸、使用安全保護裝置等都需要配備專用的消毒設(shè)備及其專門的技術(shù)人員,許多曾經(jīng)使用液氯進行消毒的游泳池均曾因為水中含有大量的氯氣而發(fā)生泄漏引起事故。另外,此種消毒劑在使用后溶液表面會有氯氣溢出,而且會產(chǎn)生臭味,污染了環(huán)境,現(xiàn)在已經(jīng)極少有游泳池了。(2)漂白粉——其中主要成分為次氯酸鈣，性狀為白色至灰白色的粉末或顆粒。與水發(fā)生反應(yīng)后會形成次氯酸，其具有極強的氧化性能起到漂白與消毒的作用。但是其于水中細菌等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后的生成物對人體健康有害，所以不被應(yīng)用在泳池消毒中。(3)次氯酸鈉——它是由少量燒堿酸鈉溶液經(jīng)過高溫加入少量二氧化碳水和氯氣后制得。其中含有效氯的化學(xué)含量必須≥10%(必須符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn))。次氯酸鈉在水中每當(dāng)PH>5時就已經(jīng)能夠開始大量地將其離子電離并將它分解轉(zhuǎn)化為生物形成鈉離子和生成次氯酸鈉的根,在弱酸堿性條件下酸鈉對根的生物處理對其殺菌生物效果非常差。然如果經(jīng)過處理后的根能夠完全使其穩(wěn)定形成次氯酸,使其不斷地將根離子分解為形成次氯酸根,則也就會大大提高利用次氯酸鈉對根的生物殺菌效果。次氯酸鈉的這些缺點主要是使用的時間成本高,刺激性大,腐蝕性也多,現(xiàn)在已經(jīng)逐漸變得人們越來越少在在游泳池上的水中使用。(4)三氯異氰尿酸——性狀為黃白色的酸性結(jié)晶塊狀粉末并帶有強烈的刺激性味,遇酸或是與弱堿接觸即可迅速分解。該系列產(chǎn)品的化學(xué)殺菌消毒能力強,其溶液中的有效氯離子更加穩(wěn)定,使用安全方便,無任何化學(xué)殘毒。對于水和人體健康安全無害,是我們?nèi)粘Ｊ褂弥袑鹘y(tǒng)化學(xué)消毒劑更新?lián)Q代的最佳產(chǎn)品。此藥品的水溶液中次氯酸的占比極高,因其為中性分子,可以進入細胞內(nèi)部與其發(fā)生氧化反應(yīng)破壞細菌的各種活性。據(jù)實驗測定,在同樣的溶劑濃度下其它的抗菌力可能要比其他漂白粉強80-100倍。此種新型抗蟲殺菌藥物不僅可直接將其置于水中又同時可以有效地徹底殺滅生于海洋中的藻類,是其他生物消毒劑所無法比擬的。這次采取用三氯異氰尿酸。除藻劑(1)硫酸銅——俗稱膽礬。其為一種無機化合物，化學(xué)式是CuSO?，其中無水硫酸銅為白色或灰白色粉末。其在水中溶解性好，溶解后溶液呈海藍色。并且其溶液具有殺菌、抑制微生物生長的功效。其雖然除菌能力強但是缺陷也很明顯。如：其溶液中的銅離子對溶液的PH十分敏感，在溶液PH值較高并且有碳酸根的情況下，會發(fā)生反應(yīng)行程不可溶的物質(zhì)沉淀在泳池底部，長期會使泳池池底染色。(2)復(fù)合季銨鹽——其位雙鏈季銨鹽經(jīng)復(fù)配增效而成的復(fù)方制劑。本次選用科瑞德殺藻劑，聚季銨鹽是其主要有效成分，其為高分子聚合物，溶解性強。其除藻能力更強。對于池水中菌藻繁殖和粘泥的生長具有很強的抑制作用，除此之外還對于去油、除臭有一定功效。并且本品對人體無害。用法用量：定期消毒，常態(tài)下按照0.8~1mL/m3硬件配置控制系統(tǒng)具體硬件配置為：搭載CPU226的S7-200PLC一臺；拓展模塊為EM231和EM235各一臺；一臺YLG-2058中文在線余氯分析儀；兩支MWB-90X-P數(shù)顯一體化溫度變送器；2臺HYDROSTORM250型循環(huán)水泵；兩臺KE300水泵專用變頻器；兩臺ORG系列自清洗過濾器；一臺IFT5型電動伺服控制器；；4臺c660p4型精確計量泵。PLC的I/O端口I0.0手動切換SA0Q0.01號泵接觸器KM1I0.11號泵及啟動SB1Q0.12號泵接觸器KM2I0.21號泵停止SB2Q0.2絮凝劑攪拌接觸器KM3I0.31號泵熱繼KA1Q0.3絮凝劑加投接觸器KM4I0.42號泵啟動SB3Q0.4稀鹽酸加投接觸器KM5I0.52號泵停止SB4Q0.5碳酸鈉加投接觸器KM6I0.62號泵熱繼KA2Q0.6消毒液加投接觸器KM7I0.7伺服閥電啟SB5Q0.7蒸汽閥驅(qū)動接觸器KM8I1.0伺服閥電停SB6Q1.0除藻劑加投接觸器KM9I1.1絮凝劑脫液SA1Q1.1低氯指示、變頻速度1KM10I1.2消毒劑脫液SA2Q1.2高氯指示、變頻速度1KM11I1.3PH調(diào)節(jié)劑脫液SA3Q1.3PH低指示、變頻速度2KM12I1.4除藻劑脫液SA4Q1.4PH高指示、變頻速度2KM13AIW0除藻劑脫液SA4Q1.5過濁度指示、變頻速度3KM14AIW2PH儀Q1.6高溫指示、變頻速度3KM15AIW4溫度傳感器1AQW0控制伺服閥閥門開度AIW6濁度儀AIW8余氯儀表3.1控制系統(tǒng)I/O分配表PLC的I/O連接圖接外部24V電源圖3.1擴展模塊1號泵KM12號泵KM2絮凝劑攪拌KM31號泵KM12號泵KM2絮凝劑攪拌KM3絮凝劑加投KM4稀鹽酸加投KM5碳酸鈉加投KM6消毒液加投KM7蒸汽閥驅(qū)動KM8除藻劑加投KM9低氯指示、變頻速度1KM10高氯指示、變頻速度1KM11PH低指示、變頻速度2KM12PH高指示、變頻速度2KM13過濁度指示、變頻速度3KM14高溫指示、變頻速度3KM15手自動切換SA21號泵啟動SB11號泵停止SB21號泵熱繼KA12號泵啟動SB32號泵停止SB42號泵熱繼KA2伺服閥電啟SB5伺服閥電停SB6絮凝劑脫液SA3消毒劑脫液SA4PH劑脫液SA5除藻劑脫液SA6接外部24V電源圖3.2PLC的I/O連接圖其他硬件連接圖圖3.3電機與變頻器的連接電路圖3.4報警指示電路控制面板圖3.5控制面板4游泳池水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計游泳池水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計游泳池水處理控制系統(tǒng)主要包括：水循環(huán)及過濾控制；水質(zhì)檢測及投藥控制；池水恒溫及加熱控制以上這三大系統(tǒng)。水循環(huán)及過濾部分本系統(tǒng)水循環(huán)部分由兩臺水泵構(gòu)成（1、2號泵），在水循環(huán)過程中兩臺水泵相互備用，當(dāng)發(fā)生特殊非正常停泵時自動啟動備用水泵。每經(jīng)過8h二者自動進行切換。在循環(huán)程序啟動時由設(shè)置的一號水泵開始工作，檢測如無故障則開始8h計時并在此周期內(nèi)停泵，下次進入水循環(huán)程序時啟動二號泵。即兩臺水泵輪值工作，從而減小因水泵持續(xù)工作時間過長導(dǎo)致的壽命等損耗。如果兩臺水泵有一臺出現(xiàn)了故障時為了防止出現(xiàn)局部的回流，應(yīng)當(dāng)待其停止完畢后再開啟另一臺水泵。否則很容易對水泵造成損害。故需在水泵出現(xiàn)故障時加入10s的延時啟動。水循環(huán)處理流程圖如圖4.1所示。圖4.1水循環(huán)處理流程圖池水的過濾部分則選用奧瑞沃ORG系列自清洗過濾器。本產(chǎn)品可利用水壓自動操作、自我清洗，而且可以在清洗工程中完成過濾操作。水質(zhì)檢測及加投藥部分水質(zhì)監(jiān)測的實現(xiàn)其實是通過各個項目的檢測設(shè)備所檢測到的模擬量信息發(fā)送到模擬量模塊中進行信息處理，完成后與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)對比，從而控制各個藥劑的精確計量泵進行投藥處理。因為各個模擬量的處理控制辦法大致相似，此處以濁度為例進行控制的方法的說明。濁度控制游泳池水的濁度應(yīng)當(dāng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)控制在小于5NTU。即當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)高于此標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)當(dāng)加入絮凝劑降低濁度。按照要求濁度應(yīng)當(dāng)在2~4NTU范圍內(nèi)，則5NTU為其報警與限幅值。當(dāng)監(jiān)測濁度數(shù)據(jù)大于等于4NTU時開始加投絮凝劑，當(dāng)檢測做讀數(shù)據(jù)小于等于2NTU時停止加投絮凝劑。濁度曲線如圖4.2所示。圖4.2濁度控制曲線主程序只要是由比較器判斷得出濁度控制的上下限，然后將結(jié)果輸出到加藥用的精確計量泵從而達到藥物加投。其中在加藥之前需要將藥品攪拌均再加投。對于子程序其實是對于輸入模擬量處理。此次使用的濁度檢測儀的輸出信號范圍是4~20mA，模擬量輸入模塊的接收信號范圍是0~20mA。所以需要先將其進行轉(zhuǎn)換，之后再轉(zhuǎn)換成內(nèi)部數(shù)字量量程值。轉(zhuǎn)換過程如圖4.3a,b所示。先分別求出2、4、5三個濁度單位所對應(yīng)的電流值，然后再由所計算出的結(jié)果做出做出相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換。即：圖4.3濁度刻度值換算比例圖除此之外，濁度屬于易波動的信號。所以其本身應(yīng)當(dāng)多次采取平均值之后才能使用，對此類取平均值一般采用移位法取平均值[8]。圖4.4濁度控制流程圖子程序0開始子程序0開始預(yù)置采樣計數(shù)器和清零子程序0結(jié)束子程序1開始子程序1結(jié)束檢查SMB8模擬量模塊是否連城擴展模塊0檢查SMB9模塊是否電源有錯？設(shè)置錯誤標(biāo)志NYYN子程序5開始從模擬量輸入AIW6中取個值加到采樣和中，采樣計數(shù)器加一，直到最大采樣數(shù)用移位發(fā)求采樣平均值子程序5結(jié)束圖4.5子程序流程圖水消毒控制單單經(jīng)過過濾處理過后的泳池池水還不符合國家泳池池水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求，為了保證游泳者的身體健康和安全，必須要對池水進行殺毒處理。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定余氯的范圍應(yīng)在0.3mg/L～0.5mg/L。即低于0.3時開始加入消毒劑，高于0.5mg/L停止加入消毒劑。當(dāng)檢測數(shù)據(jù)低于0.2mg/L或高于0.6mg/L開始報警本次所采用的余氯檢測儀的檢測范圍為：0～10mg/L。程序控制刻度值計算:圖4.6池水消毒流程PH調(diào)節(jié)根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，用泳池池水的PH值應(yīng)當(dāng)在6.5至8.5之間。由于人體在泳池中活動時會對游泳池池水的PH值產(chǎn)生影響，加上人體皮膚對于PH值的耐受性本次設(shè)計將其控制在6.8～7.5之間。本次選用的PH檢測儀的測量范圍是0～14。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)低于6.5或高于8.5時進行報警。根據(jù)監(jiān)測儀測量的數(shù)據(jù)比對結(jié)果控制計量泵加入調(diào)節(jié)劑與水池循環(huán)管路中，加藥前需將藥物預(yù)先溶解。程序控制刻度值計算：圖4.7PH調(diào)節(jié)流程圖池水加熱恒溫控制恒溫保持措施根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定游泳池池水的溫度應(yīng)當(dāng)在22～26℃范圍內(nèi)，其溫度輸入信號的處理方式與上述方式基本相同。由于此次設(shè)計為露天游泳池水溫會散失一部分，。所以本次水溫調(diào)節(jié)在24~28℃范圍內(nèi)。本次選用的溫度檢測儀器的量程均為0～100℃。恒溫及加熱控制選用PID控制調(diào)節(jié)，由輸出控制信號控制伺服控制器從而調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度從而達到恒溫的目的。當(dāng)泳池水循環(huán)過濾系統(tǒng)正常運行后即可開啟池水加熱[10]。圖4.8恒溫及加熱系統(tǒng)流程圖PID調(diào)節(jié)在工程實踐中比例、積分、微分控制是應(yīng)用最為廣泛調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，簡稱PID控制。結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強、工作可靠、調(diào)節(jié)便捷等是PID控制器的幾大特點，其早已成為目前現(xiàn)代電子工業(yè)過程控制的主要核心技術(shù)之一。（1）比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)）比例調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器輸出信號u與偏差信號e成比例，即：（4.0）式中稱為比例增益。比例調(diào)整法的顯著特征之一便是具有有差調(diào)整法。采用了比例調(diào)整,則在滿足這種符合干擾下的調(diào)整過程完成后,被調(diào)整的數(shù)量不會盡可能地與其設(shè)定的數(shù)值準(zhǔn)確地相等,它們之間必然會存在偏差。比例調(diào)整時的偏差會因為比例帶寬度的增大而變化。（2）積分調(diào)節(jié)（I調(diào)節(jié)）在積分調(diào)節(jié)中，輸出變換量是輸入偏差的積分，即（4.1）該調(diào)節(jié)器的輸入信號的變化速度與偏差信號的積分率成正比。但是其控制作用是隨著時間積累才逐漸增強的，也就是說其控制動作緩慢且不及時。故積分作用一般不單獨使用。（3）微分調(diào)節(jié)（D調(diào)節(jié)）就是控制器輸出信號的變化與偏差信號的變化速率成正比。故（4.2）要想讓調(diào)節(jié)器正常工作僅僅按照上述規(guī)律運作是不行的。由于實際工作中調(diào)節(jié)器會有失靈區(qū)，有時被控對象的吞吐量很小以至于其無法檢測到此時的調(diào)節(jié)器不會工作。久而久之就會造成嚴重的誤差，不能讓此類型情況發(fā)生。PLC中的PID控制實現(xiàn)方法PLC的PID控制器的設(shè)計是基于理想PID控制算法改進得到的。由理想PID控制算法連續(xù)形式可以得到對應(yīng)離散形式（4.3）。再跟據(jù)離散方程進行控制程序設(shè)計。（4.3）式中:為控制器的輸出量，為輸出的初始值，為給定值與被控變量的誤差信號，為比例系數(shù)；為積分時間常數(shù)；為微分時間常數(shù)。將上式離散化，第n次采樣時控制器的輸出為：（4.4）因為游泳池容積很大所以往往調(diào)節(jié)的滯后情況很嚴重。為了改善這一問題，引入一種以過程模型為基礎(chǔ)的大滯后預(yù)估補償控制方法。其為一種按照對象特性設(shè)計一種模型加入到反饋中，估計處對象在擾動作用下的動態(tài)響應(yīng)并提早進行補償，是控制其提前工作從而降低超調(diào)量，加速調(diào)節(jié)過程。此種補償方法稱為Smith補償。其傳遞函數(shù)為：。游泳池水處理系統(tǒng)工程方案設(shè)計和改進循環(huán)方式的選擇游泳池通常采取循環(huán)式過濾的供水方式用來進行連續(xù)供水。目前國內(nèi)外大型游泳池在水循環(huán)系統(tǒng)使用方式大致有順流式、逆流式及混流式這三大類。順流式的循環(huán)是由設(shè)置在淺水端的出水口進行補水，由設(shè)置在深水區(qū)池底的的出水口回水。其工程造價較低，結(jié)構(gòu)簡單，管道數(shù)量上且易于布置，管理維護方便。逆流式的循環(huán)是由設(shè)置在池底的給水口進水到泳池內(nèi)，再通過泳池外圍設(shè)置的溢出水槽進行回水。其能夠保證每個階層水位的水質(zhì)質(zhì)量。但其工程建設(shè)費用較高，池底管道安裝與維護相對困難。且容易在池底積污。混流式的循環(huán)方式則是上述二者的結(jié)合方式循環(huán)。是將8成的水量從設(shè)置在泳池外圍的溢出水槽回水，其余2成由設(shè)置在池底的回水口回水。兩部分進入循環(huán)處理后再由池底的入水口進行送水。其方式兼?zhèn)淞隧?、逆流兩種方式的優(yōu)點，但是工程造價極高且在實際應(yīng)用中回水的水量分配不好控制。綜上，本次游泳池選取順流式循環(huán)方式。取消自動補水池在一般的水循環(huán)系統(tǒng)中往往還配備有補水箱或補水池用于保證水位的恒定。但是對于游泳池來說沒有不要采用補水池。首先游泳池沒有必要使其液面高度恒定，而且泳池容積很大，其水面不會有明顯降低。如果加入補水環(huán)節(jié)人們出水、入水系統(tǒng)一直在補水直到泳池關(guān)閉，帶來的是極大的浪費。6結(jié)論結(jié)論本文是針對于PLC在游泳池水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用所涉及到的軟、硬件設(shè)計操作方法進行介紹。特別介紹了關(guān)于模擬量輸入時的量程轉(zhuǎn)換與調(diào)整與輸出模擬量的處理。得力于PLC強大的監(jiān)控能力，使得讓游泳池水處理能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動化控制。實現(xiàn)游泳池中各項指標(biāo)的自動化檢測、控制。讓此類控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性都得到了大幅提升。并且不但滿足大眾對于游泳場地的需求，還是其提高了維護、管理效率，大大降低人工成本。其具有十分良好的應(yīng)用前景。本系統(tǒng)設(shè)計基于理論完成，處于本人知識有限且經(jīng)驗不足，難免會存在一些錯誤和不足，懇請各位老師給予批評和指正。參考文獻參考文獻[1]吳中俊,黃永紅.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社 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