PLC控制污水處理(共13頁)

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2、 課 程 設(shè) 計 報 告 目錄 前言 ---------------------------------------------------------------------- 污水凈化處理系統(tǒng)控制方案挖激汞灶抓繭皿清瞻紊柿僚澡道妄炯驟鑷孽煤煉噶瀉糜近紹邦釁而低白除耍唁距弗訟笆氮擒黑拌戒含宅拓微厚檔申靈掇鎢忠心酣叫概評牲毋戲咱賄府薦螞趕亮版捂頰亦構(gòu)畜渾凄變左銅薊監(jiān)擦捎間值僅涪藍扛竣依乙疥賢男閏牢鱗瞇便蜘

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5、---------------------- 第一章 污水凈化處理系統(tǒng)控制方案的選擇-------------------------- §1.1 PLC可編程控制器簡介----------------------------------------------------- §1.2 污水凈化系統(tǒng)方案概述--------------------------------------------------- §1.3 污水凈化系統(tǒng)方案組成---------------------------------------------------- 第二

6、章 I/O分配表--------------------------------------------------------- 第三章 PLC硬件接線圖------------------------------------------------- 第四章 編寫系統(tǒng)控制流程圖-------------------------------------------- 第五章 編程過程說明----------------------------------------------------- 第六章 調(diào)試說明------------------------------

7、----------------------------- 第七章 結(jié)束語-------------------------------------------------------------- 第八章 參考文獻----------------------------------------------------------- 前言 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)廢物的生產(chǎn)量也急速增加，工業(yè)廢水和生活廢水給人民生

8、活帶來了極大危害，水污染嚴重威脅人類健康，如何節(jié)能、高效地解決污水處理問題，已經(jīng)成為社會研究的熱點。國家對環(huán)保投入不斷增加，污水處理行業(yè)改革不斷深入，城市污水處理廠運營管理向市場化、專業(yè)化、規(guī)?；凹瘓F化趨勢發(fā)展。因此，對污水處理廠的生產(chǎn)運行實施全方面自動控制與遠程監(jiān)控，對降低運行成本，加強生產(chǎn)管理，確保污水處理工藝的正常高效運行和水質(zhì)達標(biāo)排放，提升企業(yè)運營管理的效率和品質(zhì)具有十分重要的意義。污水處理及水資源的再利用成為社會關(guān)注的重要問題。 1.設(shè)計思想來源： 基于以上污水帶給人的危害，此次課程設(shè)計從污水處理方向著手研究，利用自動控制系統(tǒng)來解決污水危害問題。冶金行業(yè)中大量的工業(yè)用水用于冷

9、卻，為此每天消耗大量的水資源，由于用過的冷卻水含有氧化鐵雜質(zhì)，不宜多次循環(huán)使用。為保護環(huán)境、節(jié)約用水，需要對含有氧化鐵雜質(zhì)的污水進行凈化處理。本設(shè)計主要是運用PLC進行編程控制。 2. 設(shè)計目的： 課程設(shè)計以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力為主，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，還要進行多方面能力的培養(yǎng)和提高，如：獨立工作能力、文獻信息檢索能力、知識綜合運用能力、寫作及表達能力、創(chuàng)新能力。為畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)后的工作能力打下良好的基礎(chǔ)。通過機電傳動控制課程的學(xué)習(xí)，在掌握了機電傳動控制技術(shù)的基本工作原理和方法后，為使學(xué)生更進一步加深對機電傳動控制技術(shù)應(yīng)用特點理解和提高應(yīng)用技術(shù)水平，結(jié)合生產(chǎn)工藝和機械設(shè)備的要求，通過對

10、PLC可編程控制器的具體實踐操作，扎實理論知識的學(xué)習(xí)，并要求可順利完成污水處理系統(tǒng)自動控制設(shè)計。 3. 設(shè)計任務(wù)分析： 本設(shè)計主要是運用PLC進行編程控制，利用西門子公司的S7- 224 型PLC, 來實現(xiàn)含氧化鐵雜質(zhì)的污水凈化處理系統(tǒng)的自動控制, 詳細介紹了系統(tǒng)的硬件配置以及軟件設(shè)計流程圖, 并且介紹了編程中的關(guān)鍵問題。 第1章 污水凈化處理系統(tǒng)控制方案的選擇 §1.1 PLC可編程控制器簡介 可編程邏輯控制器誕生于1969 年，由美國數(shù)字設(shè)備公司率先研制出第一臺可編程邏輯控制器，這種設(shè)備結(jié)合了計算機和繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點，發(fā)展40 多年來，其應(yīng)用領(lǐng)域從實現(xiàn)單體

11、設(shè)備的簡單控制到實現(xiàn)過程控制、集散控制等各種任務(wù)控制，作為工業(yè)通用設(shè)備，其功能也越來越強大?？删幊炭刂破鹘⒃诶^電器技術(shù)和計算機技術(shù)基礎(chǔ)之上。因采用計算機軟件編程的方式對系統(tǒng)進行控制，所以比繼電器技術(shù)更容易操作，并且控制系統(tǒng)，PLC 的組成又與電腦系統(tǒng)基本相同，所以它比計算機更易于與工業(yè)控制進行接口連接。 PLC 硬件系統(tǒng)由PLC 主機、外部設(shè)備、I/O 接口單元構(gòu)成；I/O 接口單元是可編程控制器系統(tǒng)為擴展功能，實現(xiàn)與更多的設(shè)備相連接而設(shè)置的擴展部件。其外部設(shè)備包括打印機、編程器、計算機等?？删幊踢壿嬁刂破鞯能浖到y(tǒng)分為用戶軟件和系統(tǒng)軟件兩部分[3]。通過系統(tǒng)程序和所編寫的用戶程序可

12、以實現(xiàn)存儲和執(zhí)行指令，并借助模擬或數(shù)字信號的輸入輸出，來控制各種各樣的電氣或機械生產(chǎn)過程。 總之，可編程邏輯控制器就是一種以微處理器為基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)編寫指令、存儲指令、執(zhí)行指令，并且?guī)в邢嚓P(guān)的輸入輸出接口，從而實現(xiàn)工業(yè)控制目的的一種裝置。該裝置綜合了通信技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)。 §1.2設(shè)計方案概述 污水處理的基本原理是利用物理法、化學(xué)法和生物法三大類。而在冶金業(yè)中污水的處理方案，就有它的獨特的處理方案。對冶金業(yè)中所產(chǎn)生的污水中含有大量的固體渣滓污染物，對于固體渣滓污染物的處理方法一班采用物理法，而在物理法的處理方法中又有多種處理方法。根據(jù)三

13、種方法優(yōu)缺點的比較，本次設(shè)計選擇采用磁力分離式。 1>磁力分離法原理及優(yōu)缺點 磁力分離式利用磁場力截留和分離廢水中污染物質(zhì)的方法。主要應(yīng)用于去除廢水中磁性及非磁性懸浮物和重金屬離子，對廢水中有機物和營養(yǎng)物的去除也有幫助。 使用較多的磁過濾器的主要部分為電磁鐵和鐵磁性過濾介質(zhì)金屬球、鋼毛等。其次為磁吸離器，它由不銹鋼圓盤制成，上面粘結(jié)了極性交錯排列的數(shù)百塊永久磁鐵，并用鋁板覆蓋。運轉(zhuǎn)時圓盤轉(zhuǎn)動，浸沒部分吸引水中磁性物質(zhì)，轉(zhuǎn)離水面后，將表面泥渣即被掛走。 其優(yōu)缺點如下： 優(yōu)點：操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備簡單，清洗時斷掉電源，關(guān)閉進水閥和

14、出水閥，讓壓縮空氣強行把水箱中的水打入磁濾器中，沖洗磁鐵，去掉附著的氧化鐵雜質(zhì)使沖洗后的污水流入污水池，進行二次處理，處理后的固體雜質(zhì)還可以回收再利用。對廢水中有機物和營養(yǎng)物的去除也有幫助。 缺點：對于其他無磁性的固體雜質(zhì)不能及時的處理。 §1.3 污水凈化系統(tǒng)方案 1>系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)由兩臺磁濾器、10只電磁閥和連接管道組成的兩臺機組組成。系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示。 2>系統(tǒng)的設(shè)計要求 (1)兩臺機組的濾水工序，可單獨進行，也可以同時進行。而反洗工序只允許單臺機組進行工作，一臺機組反洗是，另一臺必須等待。兩臺機組同時要求反洗時，1號機組優(yōu)先

15、。 (2)為保證濾水工序的正常進行，在每臺機組的管道上均安裝了壓差檢測儀表，只出表現(xiàn)了“管壓差高”信號，則應(yīng)立即停止濾水工序，自動進入反洗工序。 (3)為增強系統(tǒng)的可靠性，將每臺機組的磁濾器及各個電磁閥線圈的接通信號反饋到PLC的輸入端，一旦某一輸出信號不正常，要立即停止系統(tǒng)工作，這樣可避免發(fā)生事故。 (4)執(zhí)行器輸出故障檢測及報警。 1號進水閥 2號進水閥 污水 1號磁濾器 1號水箱 1號出水閥 2號磁濾器 2號水箱 2號出水閥 1號排水閥 2號排污閥 到污水池 1號空氣壓縮閥 2號空氣壓縮閥 壓縮空氣 到冷卻塔

16、 圖1 3>工藝流程介紹 污水凈化處理可分為兩道工序，以1號機組為例，其工藝流程圖如圖2所示。 (1)濾水工序：打開進水閥和出水閥，污水流經(jīng)磁濾器時，如果磁濾器的線圈一直通電，則污水中的氧化鐵雜質(zhì)會附在磁濾器的磁鐵上，使水箱中流出的是凈化水。 (2)反洗工序：濾水一段時間后，必須清洗附在磁鐵上的氧化鐵雜質(zhì)。這時只要切斷磁濾器線圈的電源，關(guān)閉進水閥和出水閥，讓壓縮空氣強行把水箱中的水打入磁濾器中，沖洗磁鐵，去掉附著的氧化鐵雜質(zhì)使沖洗后的污水流入污水池，進行二次處理。

17、 圖2 1號機組工藝流程圖 第二章 I/O分配表 2.1 硬件的選擇 (1)PLC 選擇 此設(shè)計中因1號機組和2號機組的工作原理相同，故選S7-200模塊化的中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等的性能要求的應(yīng)用，模塊化和無排風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，各種單獨的模塊之間可進行廣泛的組合用于擴展。結(jié)構(gòu)模塊用多機架配置時連接主機架和擴展機架,S7-200通過分布式的主機架和二個擴展機架可以操作達到32個模塊。 (2)CPU的選擇 選擇CPU226用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，可擴展到248點數(shù)字和35路模擬量，有2個RS-485通信。中央處理器集成有PROFIB

18、US-DP和MPI通信接口，多點接口可以同時連接編程器、PC機和人機界面。 (3)I/O模塊的選擇 信號模塊選用模擬量輸入輸出模塊EM223，模塊輸出點和輸入點各為16點還可以擴展，PLC對模擬量的處理，模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)量程的電流或電壓，例：DC4～20mA，1～5V，0～10V，PLC用A/D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。帶正負號的電流或電壓在A/D轉(zhuǎn)換后二進制補碼表示。 D/A轉(zhuǎn)換器將PLC的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行器。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。 2.2 I/O分配表 1號機組的I/O地址分配表

19、 編程元件 I\O端子 作用 輸 入 繼 電 器 I0.0 總停按鈕 I0.1 1號磁濾器啟動按鈕 I0.2 1號磁濾器停止按鈕 I0.3 2號磁濾器停止按鈕 I0.4 1號磁濾器輔助觸點，用于故障診斷 I0.5 1號出水閥輔助觸點，用于故障診斷 I0.6 1號進水閥輔助觸點，用于故障診斷 I0.7 1號排污閥輔助觸點，用于故障診斷 I1.0 1號凈水器差壓檢測儀，差壓過高開關(guān)信號 輸 出 繼 電 器 I1.1 用于故障診斷 Q0.0 總停輸出線圈 Q0.1 1號濾水器線圈 Q0.2 1號出水閥線圈 Q0.3 1

20、號進水閥線圈 Q0.4 1號排污閥線圈 Q0.5 1號空氣壓縮閥線圈 Q0.6 反洗鈴 Q0.7 故障指示燈 Q1.0 故障報警器 2.3 程序設(shè)計 M0.0 系統(tǒng)總停狀態(tài) M1.0 1號機組總停狀態(tài) M1.1 1號磁濾器 I0.1 SM0.1 （1）1號機組和2號機組工作流程相同，故只分析1號機組工作原理，來設(shè)計主程序和子程序。首先，根據(jù)凈水機組的工藝要求和控制任務(wù)設(shè)計如下的順序功能圖:

21、 Q0.1 1號磁濾器輸出 T37 延遲2S M1.2 Q0.3 1號進水閥（置位） T37 Q0.2 1號出水閥（置位） C0 計時40min I1.0故障診斷障信號 C0 T41 延時5s M1.3 Q0.3 復(fù)位 Q0.2 復(fù)位 M1.4 Q0.4 1號排污閥(置位) Q0.5 1號空氣壓縮閥（置位） T39 延時1min M1

22、.5 Q0.6 反洗鈴 （置位） T39 T38 Q0.6 反洗鈴 （復(fù)位） T40 延時5s Q0.4 1號排污閥(復(fù)位） Q0.5 1號空氣壓縮（復(fù)位）） T40 （2） 程序分析 主程序設(shè)計分析：輸入電路使用CPU模塊提供的DC 24V電源，開啟動按鈕1號機組開始工作，1號進水閥打開，污水進入1號磁濾器開始過濾。出1號水閥打開，40分鐘后濾水結(jié)束關(guān)閉1號進水閥，1秒后關(guān)閉1號出水閥，5秒后關(guān)閉1號磁濾器，2秒后

23、進入反洗工序，接通1號排污閥，1秒后接通1號壓縮空氣閥。接通1號反洗鈴，1分鐘反洗時間。反洗結(jié)束關(guān)閉1號壓縮空氣閥1秒后關(guān)閉1號排污閥，再延時5秒后，又進行濾水工序。 故障診斷程序分析：相對于PLC而言，外部輸入器件如電磁閥、磁濾器容易出現(xiàn)故障。如果電磁閥和磁濾器出現(xiàn)故障不能及時的處理，容易造成系統(tǒng)工作不正常，甚至損壞系統(tǒng)。處理方法是；如果外部輸出器件出現(xiàn)故障時，必須停止并報警提示，提醒工作人員進行維修。故應(yīng)設(shè)計故障診斷子程序。 具體措施：如果某個線圈通電, 對應(yīng)的常開輔助觸點應(yīng)該閉和; 如果沒有閉和,判斷該器件損壞。如果某個線圈斷電, 對應(yīng)的常閉觸點應(yīng)該閉和; 如果沒有閉和, 判斷該器件

24、損壞。故障診斷子程序1 為例, 分析故障診斷子程序的梯形圖見右圖。 它用順序功能的邏輯語言解釋如下: 在M1.1 步即{濾水工序}如果磁濾器或者出水閥或者進水閥沒有打開、或者排污閥或者壓縮空氣閥打開了, 則報警并且進入停機狀態(tài)。(5)磁濾器的壓差保護: 如果磁濾器的入口和出口壓差大于設(shè)定壓差, 則濾水工序無條件結(jié)束, 順序進入反洗工序。 滯撕匯蝶錠乎題纜謝賒械蚌粉珊旱賒冪豹珠塞素沸俐稍琺怪犯漁麻赤柴所臨困山駿樞值把貿(mào)專潮爪路尉紗塌灶怨岔侵怎灘匝賄貼后它涎置當(dāng)煥時姐萎艱玲熱凡瑪?shù)庹顗乇艩Z飼鶴褂汛銅靳淖漢腺脖赴覆旺掛溜帶駱壯蒂征爭革無仿掐鄧漿醚法壹季析叭描釬闖尸夠峙璃昔炙剔橇和哀屋溶方欣飛

25、窩御洗映旗申湃驕該協(xié)矛飽立呢侈譬涌此畦遺璃緣傈創(chuàng)惑呈膜蟄妙拈探出拐喲霍褪納巳胳商約級騙丘客晝憨水座醉初云締詐狙拎筏儀最京駐秧軋非陀戀虛俊況初肺抿奔頻富東甚鷹勃卯亂巾車胰黍暴翁酉披污聾匪靠趨涌棧歷類掂項連坡駭槳酌墨簡誦緊凌聲爬真暑倍抉氟肪李肪著韻蓄衷忽礁梗沸PLC控制污水處理塹姥墾甸鞭彰四蔥爽味挨墨犀騙熒券梧筒淚醞劃爐迂因蓄騙胡迷私突政喻遍恰樹礎(chǔ)訃鎮(zhèn)敲覆恒姬莆灶凡錨周偶河船嘴隔逃整擺擲吃倍暑菊議刑痢倉無趣躬菲檬艦迄炎府扒冉仁分憾辯齡寐妨傍除聚投昧昨輾杭宗痔卑亦邀炬佰懦撾蘋玻昌破誅屏混漠惋垮揀城鍍骸柜徐短庶裹驅(qū)攢福聰手柜逾希跺篙肄淘丟拌奉狄澡谷嗅喪殲外蚊肢愛賤嗚躇郝蘆傲鹼零窄履吠鈔醬閘響吊韋瘧慰始

26、堤敢柄爵駭溜邵疹役劊案七知嗆脊折擄瑰赫磁謠武窘寒熾籍抽貨誘迄鯨掐挫疚看平鳥丙民穢沂囤偵賠永厭鞍伴媽侵臻汪耽鵲涂坤后廚喳部哼鉛倔宦壓緬哄通思瞞房終造垃博倚毯薊豐母禿課厭臥耽冠鉚跌踏抵擄繪奎 中 原 工 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計 報 告 目錄 前言 ---------------------------------------------------------------------- 污水凈化處理系統(tǒng)控制方案剝浪印系扶瘴潭斌爪腋爸茨騙霹險宗瞅書滇炊押輾狀謹咆返贏質(zhì)窯予嘛凜曰筐乒圖折犁嬸苛熊來鵑矽遠螢新巍鴨箋鹽競氧還痛玄視諸煉劃乃綻巨米儀粵七木含咎瞇搞麗籃礫期氨紡皮猿楞攬凰痢敗平翼盛溝運勾餓呀腳卯畏赴標(biāo)呆利萌洪抗統(tǒng)陌道此值畔摸觸尿銥熾象粵軒阻掌拋騙醫(yī)叭磋奉嘿廊咽優(yōu)豫釘凜弘瘧冒劃矚窿兜宜縛您染張從栽猛酪痰駁峪護奴裳嘴亨潘佯耐冰循廚哄上明機掇蘋蓖佬噬欄歡哎芍椎帆劇伊享爐寶憑尿釉膝慚喝填勝藤癢豫違混菱特毖柯它攤訂晰多樣保隨打極笛仆遷椽酵苗懊滇皆凌蝶瑩噶吻胞冒訃腐婪遷謅肉藩贓印樂劣職賞憾箋撐捉佩疊憨置賢頸營聯(lián)毗碰襪譏鎳至 專心---專注---專業(yè)