游泳池水处理系统的PLC控制 13页

..游泳池水处理系统的PLC控制摘要关键词:..word.zl.\n..`目录2系统概述2.1设计要求1．循环水泵的自动过程由两台泵互为备用，8h自动切换和非正常停泵自动起备用泵。2．温度控制精度1°C。3．采用可编程序控制器设计。4．画出原理图，编制程序。..word.zl.\n..2.2控制系统简介图2.1游泳池水处理工艺流程图现代游泳观的池水处理系统类似与自来水厂的水处理系统，通过循环水泵将池水置换出来检测水质，再通过化学和物理的方法调整水质，然后将到达一定水质标准的“净水〞回灌进游泳池。本设计的游泳池水处理工艺流程如图2.1所示。通过循环水泵将池水置换出来检测水质，再通过化学和物理方法调整水质，然后将到达一定水质标准的“净水〞..word.zl.\n..回灌进游泳池。一般检测项有浊度、过氧化物、尿素含量、菌去群含量、余氯值、臭氧值和pH值等。以pH值调节为例，当pH值过高，超过控制时，那么通过准确计量泵加投稀盐酸以调低pH值，这就是化学的方法。再如当浊度到达一定值时，亦通过准确计量泵将絮凝剂〔需搅拌〕加投到循环泵前，絮凝剂可将水中悬浮物凝结成块，通过过滤沙缸把“浊水〞过滤成“净水〞回灌到泳池[2]。另外，沙缸还有反冲洗过程，就是当系统运行一定时间后，沙缸的沙层外表会积蓄很多的污物，使沙缸对水的阻力增大，流速减缓，过滤效果下降。因此，必须定期进展去除。去除的方法就是使水流反方向流动，如图2.2所示。温度仪I、II进展温度检测。检测的结果经模拟量输入模块送到PLC，由PLC处理后一方面送控制屏进展温度显示，另一方面由PLC的PID指令控制。经PID调节后，输出的信号通过模拟量输出模块控制伺服蒸汽调节阀，定量的给汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒温[3]。图2.2沙缸反冲洗工作示意图2.3控制系统要求该系统按只检测浊度、余氯、pH值和温度等几项来配置，PLC按输入/输出点数、通信接口数等技术要求选定，检测仪、泵、伺服控制器及操作系统根据工艺流程选定或按甲方要求选定。具体硬件配置如下：西门子S7-300CPU313一块，SM321、SM322的数字量模块各一块，SM331S、M332模拟量模块各一块..word.zl.\n..；德国普罗明特温度传感器——变送器两支，浊度仪、pH仪、余氯仪各一台；高温电动伺服阀一台；准确计量泵四台；循环水泵两台；大厅显示屏〔自制〕一台；5.7in台达触摸屏一台；控制柜〔定制〕一台。2.3.1水循环及过滤局部图2.3水处理主程序流程图水循环及过滤局部主程序流程图如图2.3..word.zl.\n..所示。循环水泵的自动过程由两台泵互为备用，8h自动切换和非正常停泵自动启动备用泵〔如热继电器动作等〕。循环水泵的手动过程，只是配合自动过程的辅助手段，手动状态除操作两台泵的起/停以外，还担当过滤缸反冲洗过程的操作。正常情况下，水流的方向是F1入F4出，其他阀门关闭。反冲洗时，水流从F2入F3出，其他阀门关闭。污物被反向的水流带走而排入污水管道。反冲洗持续时间需根据实际情况现场调整。从反冲洗完毕到正常过滤状态中间有一个过渡状态，这段时间水流不应流入泳池，因为此时水流不稳且有剩余杂质存在。因此这个过程的阀门状态是F1入F5出，其他阀门关闭。这个过程持续时间很短，通常在1min之，需现场调整，最后，F5关闭，F4翻开，反冲洗过程完毕。反冲洗过程的触发条件一般有3个：压差反冲洗、定时反冲洗和手动反冲洗。这两个过程根本是物理的过程[4]。2.3.2水质检测及加投药局部水质检测都是通过各检测工程的检测仪器送来的模拟量检测信息，输入到模拟量模块进展处理，处理后根据水质标准确定的控制量，分别控制各药剂准确计量加投泵加投水处理药剂。各模拟量输入的处理及控制都根本一样，这里仅以浊度—絮凝剂为例说明模拟量输入及控制的根本方法[5]。浊度—絮凝剂流程图如图2.4所示。从图2.5所示浊度控制曲线看出，要求浊度控制值在2~4NTU，5NTU为浊度报值，即当大于等于4NTU时开计量泵加投絮凝剂，当小于等于2NTU时关计量泵，大于等于5NTU报警。如果在编程时将控制值转换为程序刻度值，由于浊度仪输出围是4~20mA。因此需分两步换算，如图2.6第一步，将2和4NTU对应的电流值求出来。第二步，由电流值计算出对应的转换值。即：..word.zl.\n..〔2.1〕〔2.2〕2.3.3恒温加热系统控制在环境温度和水温较低时，还需对池水进展加温控制。池水加温在泳池水处理中，也占有重要的地位。它是通过温度仪I、II进展温度检测。检测的结果经模拟量输入模块送..word.zl.\n..图2.4浊度—絮凝剂流程图图2.5浊度刻度控制曲线..word.zl.\n..图2.6浊度刻度值换算比例图到PLC，由PLC处理后一方面送控制屏进展温度显示，另一方面由PLC的PID指令控制。经PID调节后，输出的信号通过模拟量输出模块控制伺服蒸汽调节阀，定量的给汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒温。该流程图仅介绍自动局部，如图2.7所示，该局部主要介绍池水〔冬天〕恒温PID调节，温度值向大厅显示屏传送的有关容。标准PID控制允许将闭环控制器、脉冲控制器以及步骤控制器集成到用户程序中。带集成控制器设置的参数分配工具允许设置控制器，可在极短时间优化使用。如果简单PID控制器缺乏以解决自动化任务，可使用模块化PID控制。可以互连所包含的标准功能块，创立几乎任何一种控制器构造。恒温及加热系统主程序、子程序及中断局部梯形图恒温及加热系统主程序、子程序梯形图见附录。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其构造简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的..word.zl.\n..主要技术之一。当被控对象的构造和参数不能完全掌握，或得不到准确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的构造和参数必须依靠经历和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进展控制的[6,7]。图2.7恒温加热系统控制流程图5操作与软件局部..word.zl.\n..5.1水循环控制过程当按下按钮SB0时，系统开场启动，按下SB1水循环自动控制系统启动，首先1号泵得电运转，当1号泵运转时，PLC部计时器开场计时，当计时8小时后将自动切换到2号泵，当其中某一个泵运转的期间有故障非正常停泵，PLC部设有监控装置，比方当1号泵非正常停转，PLC回在10秒钟后自动启动2号泵，当2号泵非正常停泵时，其部指令也会在10秒钟后自动启动1好泵，两台泵互为备用。总停开关SB2，当想停顿运转整个系统时，可以通过此按钮停顿所有动作，当按下此键后PLC部有个切断两台水泵的中间继电器，当其得电时，两台水泵将失去供电而停顿运转。手动加反冲洗局部，当按钮SB3按下后2号泵会开场运转，当下按钮SB5时，可以停顿2号泵，当按下按钮SB4后1号泵开场运转，如果想停顿运转可按按钮SB6，那么1号泵也会停顿下来。按下SB8可以进展反冲洗过程，按下SB7完毕反冲洗过程。整个水循环控制过程：水循环主程序开场，启动准备，当无异常发生将进展自动控制，自动控制过程中可以切换到手动局部，由于手动操作直接简单就不在这里阐述了，当自动控制开场后首先启动1号泵，1号泵检测如果没有故障那么开场进展计时当计时8小时后1号泵停转，自动切换到2号泵，2号泵也将进展检测如果没有故障也将进展计时，当8小时后自动切回1号泵，如果1号泵发生故障系统将决定是否停泵，如果停泵，经过10秒钟后切换到另一台泵继续工作，如果不需要停泵，系统将跳回启动泵的位置，重新进展检测，当整个水循环过程不需要时可以停顿系统，那么水循环主程序完毕。根据第二章水循环主程序流程图〔2.1〕，写出控制梯形图程序〔自动程序段〕，..word.zl.\n..见附录。其中T37为定时器PT为80s，1号泵和2号泵8小时长延时计时器，前8小时计时器由T37和C20组成：80×360/3600=8h，Q0.2输出到1号泵接触器，M0.2为1号泵自动中继，M2.0为反冲洗中继，M2.2为1号泵手动中继。Q0.3输出到2号泵接触器，M0.3为2号泵自动中继，M2.0为反冲洗中继，M2.3为2号泵手动中继。5.2恒温加热局部控制当水循环过程开场运转后，可对水温进展调节与控制，当按下按钮SB9后，他通过设置在PLC部的子程序来完成对温度的监控与显示，当发现水温发生过高或者过低时，可通过按钮SB10，系统将自动进展调节，可设置标准温度，当两个按钮都按下后，系统将很快很稳定的把温度调节在规定围以，由于他是不连续监控，所以调节速度会很快，SB10按钮是通过控制PLC部的一个继电器来控制伺服蒸汽阀的，省略了人为调节过程，也防止了人为造作的超调量过高。其中SB9、SB10必须在水循环系统开场以后才可以进展调节的。当池水温度过高或者过低时，通过出池口水温的测量，系统将根据设定标准是否报警，此系统的标准温度为23.5度，最低为20度，最高45度，如果超过45度或者低于20度，系统将发出响铃报警。恒温及加热系统主程序、子程序及中断局部梯形图见附录。其中I2.3由控制按钮操作，M22.3由按钮操作，开机运行中调用子程序。温度设定值=0.388对应温度值为23.5度，当PIW308≤11520时，其输出转换成温度值为20度，当PIW308≥17920时，其输出转换成温度值为45度，将这些数值编入程序，使伺服控制器定量控制蒸汽流量，使进水管与出水管温差不会过大。..word.zl.\n....word.zl.