基於plc的中水處理系統原理

A. 基於PLC的污水處理廠自動控制系統

工業污水處理自動控制系統設計
論文編號:ZD444 論文字數:30827,頁數:52，有開題報告，任務書，文獻綜述，CAD圖

摘要： 介紹了工業污水處理自動控制系統設計的基本原理及思想，敘述了工業污水處理系統中的自動控制過程及系統實施的實現方法，並對應用可編程式控制制器實現污水處理各個過程的控制及控制系統的組成做了詳細的描述。此外，可編程序控制器具有可靠性高、編程簡單、抗干擾強等一系列優點，所以廣泛應用於工業控制領域，而由於PC機具有較好的人機界面和控制決策能力，讓PLC與PC機之間通過匯流排RS422/485通信，使得PLC在人機交互性能方面的功能大大加強。這次的工業污水處理自動控制系統設計達到了當今現代自動化所追求的標准化、科技化、人性化三項要求，使得該系統具有很強的可靠性、維護性和智能性。

關鍵詞：工業污水處理 PLC 控制系統 通信

Automatic control system of instrial sewage disposal

Abstract: Have introced basic principle and thought that the automatic control system of instrial sewage disposal is designed, have narrated the implementation method that the automatically controlled course and system in instry's sewage disposal system are implemented, and to using the programmable controller to realize that has done detailed description in control of each course of sewage disposal and composition of the control system. In addition can programme controller have dependability high , programming simple , anti-interference a series of advantages such as being better, so apply to the instry controlled field extensively, and because the PC has better man- machine interface and controls decision ability , let PLC and PC through communication , RS422/485 of bus , , make PLC function in human-computer interaction performance strengthen greatly. The automatic control system of instrial sewage disposal this time has nowadays been designed and reached modern automation standardization, technicalization, three requests of humanization pursued, making should have very strong dependability , maintenance and intelligent systematically.

Keywords: processing instry dirty water PLC control system communication

目 錄
摘要

Abstract

第一章 我國工業發展現狀以及水資源概述 1
1．1 工業發展現狀及未來發展對策 1
1．2 水資源概述 5
第二章 我國工業污水的處理系統 7
2．1 概述 7
2．2 工業污水處理工藝 7
2．3 工業污水處理設備 10
2．4 工業污水處理工程材料 10
2．5 工業污水處理工程式控制制 11
第三章 可編程式控制制器應用技術 12
3．1 可編程式控制制器的歷史與發展趨勢 12
3．2 可編程序控制器的基本功能、特點和應用范圍 13
3．3 可編程序控制器的工作原理 16
第四章 污水處理系統控制方案設計及選型 19
4．1 系統控制設計要求 19
4．2 系統工藝流程 20
4．3 系統硬體設計 20
4．4 PLC的選型與硬體配置確定 21
4．5 I/O分配 22
4．6 軟體設計 24
4．7控制與顯示面板設計 27
4．8系統的特點 28
4.9 工作過程、安裝與布線的注意事項 29
第五章 污水處理系統的通信 31
5．1 PLC通信概述 31
5．2 通信方式 31
5．3 RS485串列通信介面及通信介質 32
5．4污水處理系統通信方案設計 33
總結 35
參考文獻 36
致謝 38
附錄1 系統梯形圖 39
附錄2 程序清單 42
附錄3 顯示控制面板圖 44
附錄4 總接線圖 45
附錄5 攪拌器電動機控制圖 46

B. plc控制系統工作原理是什麼

可編程邏輯控制器(PLC)，它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。
工作原理
當可編程邏輯控制器投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。
一、輸入采樣階段
在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，並將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。輸入采樣結束後，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大於一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
二、用戶程序執行階段
在用戶程序執行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然後根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態;或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態;或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用;相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
在程序執行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。
三、輸出刷新階段
當掃描用戶程序結束後，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

功能特點
可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。
1.使用方便，編程簡單
採用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬體。
2.功能強，性能價格比高
一台小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。
3.硬體配套齊全，用戶使用方便，適應性強
PLC產品已經標准化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬體裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。
硬體配置確定後，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。
4.可靠性高，抗干擾能力強
傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由於觸點接觸不良，容易出現故障。PLC用軟體代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬體元件，接線可減少到繼電器控制系統的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
PLC採取了一系列硬體和軟體抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用於有強烈干擾的工業生產現場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。
5.系統的設計、安裝、調試工作量少
PLC用軟體功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制櫃的設計、安裝、接線工作量大大減少。
PLC的梯形圖程序一般採用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對於復雜的控制系統，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。
PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發光二極體可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線後，在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統的調試時間比繼電器系統少得多。
6.維修工作量小，維修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC上的發光二極體或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故

C. 基於PLC的水廠控制系統設計

1 引言

隨著PLC的推廣普及，PLC產品的種類和數量越來越多，而且功能也日趨完善。在自來水廠中應用越來越廣泛，不但能夠提高水廠自動化水平，加快生產速度，降低生產成本，而且還可以提高供水質量。但是，PLC品種繁多，其結構型式、性能、容量、指令系統、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側重，對其技術性能、使用環境條件了解不清，或對PLC系統要求掌握不夠，就會大材小用，造成不必要的浪費或事故頻發，影響生產。

2 自來水廠PLC的選擇

2.1 提倡選擇模快式PLC

按結構形式PLC可分為整體式和模塊式。整體式PLC將電源、CPU、I/O部件都集中裝在一個機箱內。模塊式PLC結構是將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如CPU模快、I/O模快等。考慮到自來水廠改建(特別是節能、更換舊設備方面)、擴建和PLC故障率95%都是發生在I/O部件損壞;同時模塊式PLC的配置靈活，裝配和維修方便，水廠設備、工藝的改變只要將相應的I/O模快更換或擴展再經編程就可方便實現自動化。因此，從長遠來看，提倡選擇模塊式PLC。

2.2 統一選擇機型
在選擇PLC時，要注意售後服務是否有保障，同時兼顧水廠日後維修上的便利、備用件的庫存和軟體編程方面。而常見的製取自來水的步驟主要分為:混凝、沉澱、過濾、消毒和儲存。在功能滿足要求的前提下，選擇的機型最好都選擇同一間公司的產品。

2.3 根據輸入和輸出選擇
自來水廠中的主要設備有:反應池、澄清池、濾池、清水池、加氯機、氯吸收裝置、空氣壓縮機、鼓風機、加葯設備、閥門、泵、混合設備、計量設備。根據控制系統的要求和採用的控制方法，對於每一個被控對象，所用的I/O點數不會輕易發生變化，根據需要的I/O點數選用I/O模塊可與主機靈活地組合使用，但是考慮到以後工藝和設備的改動，或I/O點的損壞、故障等，一般應保留1/8的裕量。
除了I/O點的數量，還要注意輸入和輸出信號的性質、參數和特性要求等。如水廠中閥門是模擬量還是開關量控制;PH計、流量計、濁度計、余氯計、液位計等水質監控儀表信號源是電壓輸出型還是電流輸出型，是有源輸出還是無源輸出，及其繼電器輸出是NPN輸出型還是PNP輸出型。另外，還要注意輸出端點的負載特點(負載電壓、電流的類型)，數量等級以及對響應速度的要求等。
據此，來選擇和配置適合輸入輸出信號特點和要求的I/O模塊。

2.4 根據存儲器容量選擇
通常，PLC的存儲器容量以字為單位，如64k字等，應用程序所需存儲器容量可以預先進行估算。選擇和計算的第一種方法是:根據編程使用的節點數精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估演算法，用戶可根據控制規模和應用目的，按照附表的公式來估算。

使用時可以根據程序及數據的存儲需要來選用合適的機型，必要時也可專門進行存儲器的擴充設計。為了使用方便同時考慮到水廠工藝、設備的改動和編程時的需要，一般應該留有25％～30％的裕量。
2.5 根據通信要求選擇
目前，PLC採用了各種工業標准，如IEC 61131、IEEE802.3乙太網、TCP/IP、UDP/IP等，各種事實上的工業標准，如Windows NT、OPC等，融合了IT技術，可與智能MCC馬達控制中心、其它運行控制系統、電控設備、變頻器和軟起動器等連成系統。
而當前自來水廠自動化應用的最多的是工業電腦和PLC組成控制系統，系統中一般PLC分為取水泵站、投加站、濾池站和送水泵站，站與站之間要傳遞監控的參數，如余氯、流量、濁度等，並且由中控室的電腦集中控制，通訊的基本要求是實時、穩定可靠、經濟。水廠要根據自身的設備、投入的資金、響應速度、以後的發展，選擇易於擴展、連接、發展成熟的現場匯流排、網路，如乙太網、PROFIBUS、Modbus、FIPIO、Asi等，從而有側重地選定PLC通訊模塊。

3 維護時要注意的問題

(1) PLC安裝的地點應避免太陽光直接照射，保證有足夠的散熱空間和通風條件，避免安裝在干擾嚴重、高溫、高濕度有粉塵、不清潔以及有腐蝕氣體的環境中。另外，PLC要安裝在有振源的地方時應採取減振措施。
(2) 不要為了節約投資而將輸入、輸出線同用一根電纜，同時動力電纜和控制電纜要分開鋪設，避免干擾。
(3) 安裝完畢，要檢查清楚，把細短線、銅屑、鐵屑、螺絲清理干凈，方可通電。投入使用後，定期檢查安裝是否牢固和端子、模塊的連接接線是否可靠，定期清掃灰塵，確保安全。
(4) 為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給PLC接上專用地線，接地點應與動力設備(如電機)的接地點分開，平常要注意檢查PLC的接地是否良好。
(5) 控制PLC的工作環境(0~50℃為宜)，必要時要採用強迫風冷冷卻方式，可以有效地提高它的工作效率和壽命。
(6) PLC外部的輸出元件，如電磁閥、接觸器等的故障率遠遠高於PLC本身的故障率，若連接輸出元件的負載短路，將會燒毀PLC的印製電路板。因此，應選用適當容量的熔絲保護輸出元件，切忌盲目更換。另外，採用繼電器輸出時，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，採用的繼電器工作壽命要求長。
(7) 某些易損壞的部件，如I/O模塊，要適當的購買備件;要注意定期檢查防雷設施，防止雷擊造成PLC損壞。

4 結束語

事實證明，PLC的功能很好地滿足了近90%的工業控制需要。PLC硬體和軟體的形態，隨著微電子技術和IT的發展而不斷改進，利用PLC來實現保護和故障診斷系統，可減少故障率，提高可靠性。在應用上方便靈活，價格便宜，運行可靠，有利於保護和故障診斷、實施及維護。
在實際工作中，選擇PLC時還要依據實際情況做出適當的調整，以便設計出滿足期望的控制系統。

D. 基於PLC的物業供水系統設計

以下方案，僅供參考
WHG系列變頻調速恆壓供水設備
我公司採用日本三墾公司最新一代IPF系列變頻調速器、
並配以恆壓供水控制基板IWS，開發生產出「WHG系列變頻恆壓供水設備」。該設備無需附加多餘的控制器件（如PLC可編程序控制器、
PID調節器及其它的專用控制器等），提高了系統的可靠性。
該系統可根據管網瞬間壓力變化，
自動調節某台水泵的轉速和多台水泵的投入和退出，使管網主幹管出口端保持在恆定的設定壓力值，並滿足用戶的用水要求，
使整個系統始終保持高效節能的最佳狀態。
該設備可取代傳統的水塔、高位水箱或氣壓罐等供水方式，節能效果顯著，
是國家重點推廣的節能新技術產品。
一、主要性能和特點
1、自動化程度高，可實現恆壓變數、生活供水/消防供水雙恆壓等控制方式，多種啟、停控制方式。
2、節電率30％--50％（配以節能運轉模式，還可進一步提高節能效果）。
3、變頻器可對電機進行軟啟軟停，減少設備損耗，延長電機壽命。
4、管網壓力恆定，，壓力誤差≤±1％，無沖擊。
5、功能齊全，運行可靠，操作維護簡便。
6、具有手動、自動操作功能。
7、智能化控制，可任意修改參數指令（如壓力設定值、控制順序、
控制電機數量、壓力上下限、PID值、加減速時間等）。
8、設備具有完善的電氣安全保護功能，對過流、過壓、
欠壓、過載、斷水等故障均能自動保護，特別是輸入缺相、輸出缺相保護功能，徹底解決了電機缺相運行燒毀電機的問題，提高了電機的使用壽命。
9、可根據用戶的需要，選擇各種附加功能，如電機定時切換、
添加附屬小泵，自動定時開機、關機等。
二、工作原理
在設備運行中，由於用水量的變化，使供水壓力發生變化，通過壓力感測器將壓力變化信號傳送給運行控制器，經控制器電腦與設定壓力比較判斷後，
調整變速泵轉速或水泵運行台數，調整供水流量使供水壓力重新回到設定的壓力值，滿足用水要求。
若用水量很小時，經控制器電腦分析確認後自動停止主供水系統運行，啟動夜間值班小泵，以維持管網壓力和少量用水，當用水量達到值班小泵不能維持設定的壓力時，主供水系統自動啟動，值班小泵停止運行，從而提高了系統運行的安全性，並獲得了明顯的節電效果。
三、適用范圍
1、城鎮居民生活區供水可供50～10000戶單樓或樓群。
2、高層建築、飯店賓館及各類其它建築的室內供水。
3、各類自來水廠的加壓系統。
4、農村居民自來水泵站。
5、各類鍋爐給水系統。
6、消防供水系統。
四、
產品及選型介紹
1
、單泵恆壓變數供水控制系統—WHG-□□□-(空)
（1）該系統是為各企事業單位自備井設計製造的供水系統，
可利用原有舊泵進行改造，對原有供水管網不做任何改動，工程量小，見效快，節約資金。
系統從安裝在總管出口處的遠傳壓力表採集管網壓力，
依據該反饋信號作出判斷，並對水泵進行變頻調速，調節水泵的出水量，滿足用戶的用水需求，並達到節能目的。
（2）該系統還可以做成一用一備的控制方式；
如當第一台泵出現故障時手動轉換到另外一台泵工作，或做成第一台水泵工作一段時間後，系統自動切換到另外一台泵工作的定時切換方式。
（3）此系統具有自動控制迴路、手動控制旁路及各相應的運行指示狀態，並且具備各種完善的保護功能，如缺相報警、過載報警、變頻器故障報警等功能。
（4>）對於控制深井泵或潛水泵的單泵恆壓變頻調速控制系統，因潛水泵泵的額定電流比同功率變頻器的額定電流大，輸出轉矩也比較高，因此在選用時應選比水泵額定功率大一級的控制系統。
2
、多泵恆壓供水固定方式控制系統—WHG-□□□-P
該系統由兩台以上主泵（及一台附屬小泵）組成，其中一台變頻運行，
其餘工頻運行。
該系統可根據壓力變化，一台固定的水泵變速運行，
其餘水泵以工頻方式自動投入，實現水壓恆定。系統具有自動與手動雙控制迴路。
系統功能可根據用戶需要，選擇如下：
(1)
啟動方式（先啟先停、後啟先停）；
(2)
液位控制，可依據蓄水池的水位高低情況控制系統的啟停狀態；
(3)
輔助小泵功能，在夜間用水量較小時，關掉變頻泵，通過輔助小泵維持管網一定壓力，可使節能效果更顯著。
3、多泵恆壓供水循環軟啟動方式控制系統--WHG-□□□-X
該系統為一台變頻器依次控制每台水泵實現軟啟動及轉速的調節，實現恆壓。
該系統控制原理不同於前兩種系統之處為，變數泵達到水泵額定轉速後，如水壓在所設定的判斷時間內還不能滿足設定恆壓值時，系統自動將當前變數泵狀態切換為工頻狀態，並指示下一台泵為變數泵，運行過程同前。
除啟動方式只可為先啟先停外，固定方式系統的選擇功能同樣適用於該系統。
4
、消防加壓變頻調速供水控制系統——
WXG-
□□□
消防供水控制系統除具備可接受遠程火災信號遠程操作和遠程報警功能外，規格同
WHG
系列，可按
WHG
系列樣本選型。
五、選型建議
目前我公司生產的WHG系列恆壓供水控
制設備，固定和循環兩種方式控制精度和節能效果均相同，切換過程中對管網壓力的擾動同樣很小。不同點為：固定方式設備投資少，
運行維護簡單，故障點少，但工頻泵切換時對泵的機械磨損較大，各泵的使用壽命不均；而循環方式則可減少泵切換時的機械磨損，
使各泵的使用壽命均勻，不足之處是設備投資相對較高，因該方式泵切換時可能出現電流沖擊，日久容易造成接觸器接觸點粘連現象，
所以對接觸器質量要求較高，如選擇不當，有可能會損傷變頻器。
我們建議，對於控制功率較小的系統兩種方式均可選用，而控制功率較大的系統以固定方式為好。
六、型號規格說明
以
WHG-37M3-PF
為例說明如下：
WHG---設備型號（微機控制恆壓供水設備）
37---控制水泵電機額定功率（KW）
M---工頻泵普通方式啟動（C---Y-三降壓啟動方式，J---自耦降壓啟動方式）
3---控制主水泵數量（1-7）
P---固定工作方式（X---循環工方式，空---一台變頻）
F---有輔助小泵（空--無輔助小泵）
七、設備節能分析
根據理論分析，當電源電壓一定時，電機消耗的功率與其轉速
的立方成正比，即
N1
/
N2
=(
n1
/
n2)^3
其中
N1
和
N2
是電機消耗的功率，
n1
和
n2
是相應於
N1
和
N2
的轉速。當水泵的揚程一定時，其出水量與轉速成正比，即：
Q1
/
Q2
=
n1
/
n2
其中，
Q1
和
Q2
表示相應於
n1
和
n2
的水泵的出水量。因此在維持水泵壓力恆定的條件下，通過調整水泵機組的轉速從而調整水泵的出水量，就可以大大節約電機所消耗的功率而達到節能的目的。據統計大多數水泵實際平均供水量只是額定值的
70%
~
80%
，當供水量分別為額定值的
100%
、
90%
、
80%
、
70%
時，水泵的轉速和功率與額定值之比將如下表所示：
Q
/
Q0
n
/
n0
N
/
N0
100%
100%
100%
90%
90%
72.9%
80%
80%
51.2%
70%
70%
34.3%
一般的說，變頻調速恆壓供水方式用於生活供水，節電效率很高，可達
50%
，用於工業供水則在
30%
～
40%
之間。對於郊區或農村用水量變化大的用戶，變頻調速恆壓供水方式
更加優越。

E. plc恆壓供水原理

1.PLC控制系統恆壓供水介紹

PLC供水控制系統裝置包括：可編程操控器(PLC)、變頻器、壓力感測器、PID操控器以及相關軟體操控單元。該裝置形成一套完好的、全主動的、智能的恆壓供水操控體系。該體系可以以三種方法作業，分別為全主動、半主動和手動操作方法，其間後兩種是在全主動方法呈現毛病時的補償。

2.全主動恆壓供水操控原理

當主水管網壓力感測器的壓力信號4~20mA送給數字PID操控器，操控器依據壓力設定值與實踐檢測值進行PID運算，並給出信號直接操控變頻器的轉速以使管網的壓力安穩。當用水量不是很大時，一台泵在變頻器的操控下安穩作業；當用水量大到變頻器全速作業也不能確保管網的壓力安穩時，操控器的壓力下限信號與變頻器的高速信號一起被PLC檢測到，PLC主動將原作業在變頻狀態下的泵，投入到工頻作業，以保持壓力的接連性，一起將一台備用的泵用變頻器起動後投入作業，以加大管網的供水量，確保壓力安穩。若兩台泵作業仍，則依次將變頻作業狀態下的泵投入到工頻作業，而將另一台備用泵投入變頻作業。當用水量削減時，首要表現為變頻器已作業在最低速信號有效，這時壓力上限信號如仍呈現，PLC首要將工頻作業的泵停掉，以削減供水量。當上述兩個信號仍存在時，PLC再停掉一台工頻作業的電機，直到最終一台泵用主頻器恆壓供水。另外，操控體系設兩台泵為一組，每台泵的電機累計作業時刻可顯現，24小時輪換一次，既確保供水體系有備用泵，又確保體系的泵有相同的作業時刻，確保了泵的牢靠壽命。

F. 基於plc的生活水處理控制系統

蘭州大德水處理設備有限公司是在蘭州市工商局注冊的全資企業，本公司在陝西甘肅做過很多優良樣板工程項目。如：陝西寶雞第二火電廠30T/H鍋爐循環水、陝西斯瑞工業有限責任公司15T/H鍋爐循環補給水、西安阿房宮—凱悅飯店25T/H大型中央空調循環水（涉外五星級酒店）、西安市財政局生活區供熱站20T/H軟化水、西安市長安醫院水處理設備、西安長安區航天軟水器設備、銅川市市醫院軟水器、銅川市公安局軟水器和臨潼當地一些泡沫廠軟水器等。
我公司集多年的專業水處理經驗，為中國電子、醫葯、食品、化工、電廠和小區鍋爐補給水及生物工程項目的設計、製作、安裝、調試、檢測、分析、技術培訓等行業提供軟水器、鍋爐水處理、空調水處理、板換水處理、家用水處理軟水器、工業用水處理設備、小區軟水設備以及工廠水處理的設備，具體有：多介質過濾器、活性炭吸附器、軟水器、精密過濾器、反滲透裝置（二級）、海水淡化裝置、超濾裝置、納濾裝置、（多）離子交換混床、葯劑濃縮裝置、多級復床、除氟裝置、重金屬去除裝置、EDI、實驗室小型高純水機、脫氣塔、除鐵錳裝置、加葯裝置、紫外線燈、臭氧發生器、二氧化碳發生器、灌裝機、污水處理設備、水質檢測儀表、水處理葯劑等，用專業的設備和業務團隊，為客戶實現一條龍配套服務。

G. PLC在水處理系統中的應用

PLC在化學水處理系統中的應用

PLC在化學水處理系統中的應用(1)摘要：本文介紹了PLC在電廠化學水處理中的控制方法。

化學水處理的方法主要是離子交換法。即利用離子交換樹脂將水中溶鹽的離子吸收，根據運行要求，PLC需要控制兩個系統的陽床、陰床、混床的投運、停運和再生，兩個系列的運行和再生可通過選擇鍵點動或自動進行。點動時按編制的程序進行操作，用點動按鈕進行轉步，全部程序執行完畢後，裝置自動復零。

鍋爐補給水程式控制系統的程序設計，可將常規的繼電器控制系統按照三菱FX—2系列PLC的編程指令要求，轉化成PLC的梯形圖程序。

關鍵字：PLC 控制 程序

前 言

電廠化學水處理包括鍋爐補給水處理、凝結水處理和廢水處理，其目的在於預防熱力設備結垢、腐蝕和結鹽，確保可靠生產，並盡量做到節水和控制環境污染。化學水處理的工藝流程十分復雜，以往都採用繼電器進行程序控制，因安裝接線復雜，程序修改困難，維護量大，以及設備老化等原因，使得其可靠性差，投運率較低。

為了改善上述利用繼電器控制存在的缺陷，應用PLC進行程序控制，可以有效地解決上述存在的問題。

PLC具有高可靠性，編程方便，易於使用，環境要求低，與其他裝置的配置連接方便，鑒於PLC有上述優點，所以PLC用於化學水處理系統中，可以很好的解決繼電器控制存在的問題。

化學水處理的方法主要是離子交換法，即利用離子交換樹脂將水中溶鹽的離子吸收。經過一定時間的運行之後，離子交換樹脂會失效，這就需要停止運行以對樹脂進行再生還原以便使樹脂可以重新使用。為此，就需要兩套設備輪流運行、切換。應用PLC裝置再輔以一些外部設備，可以很方便的控制兩套設備的運行和切換。兩個系列的陽床、陰床、混床的投運、停運和再生，其運行方式為#1系列運行，2#系列再生和2#系列運行、1#系列再生。兩個系列的運行和再生可通過選擇鍵點動或自動運行。點動時按編制的程序進行操作，用點動按鈕進行轉步；自動時，按操作人員發出的啟動指令由事先設定的時間自動轉步，全部程序執行完畢後，裝置自動復零。

1、PLC簡介

可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它採用一類可編程的存貯器，用於其內部存貯程序、執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令，並通過數字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程式控制制器及其有關外部設備，都按易於工業控制系統聯成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。它有如下特點：

（1）高可靠性

可以說，到目前為止沒有任何一種工業控制設備可以達到可編程式控制制器的可靠性，隨著器件水平的提高，可編程式控制制器可靠性還在繼續提高。例如三菱F1，F2系列平均無故障時間可達30萬小時，而A系列的可靠性又比之高幾個數量級，尤其是近來開發出的多機冗餘系統和表決系統則更進一步增加了可靠性，事實上，如果某種控制裝置可以連續運行20年以上不出問題，在當前技術更新瞬息萬變的世界上，則可認為是永遠不會壞的裝置了。三菱公司已宣布，在今後它生產的可編程式控制制器不再標可靠性這一指標了，因為對於可編程式控制制器，這一指標已經無意義了，可以說在可編程式控制制器使用中發生的故障，大部分是由可編程式控制制器外部的開關、感測器、執行器引起的，而不是可編程式控制制器本身發生的。

可編程式控制制器是如何做到如此高可靠性的呢？可以先看看產生故障的原因及解決這些問題的方法。

任何電子設備產生故障的原因分為外部和內部兩類，外部起因主要由於電磁干擾、輻射干擾以及由輸入輸出線、電源線等引入的干擾；環境溫度、粉塵、有害氣體的影響；振動、沖擊引起的器件損壞、斷聯等，

內部的原因主要是器件的失效、老化，存貯信息的丟失、錯誤，程序分支的錯誤，條件判別的錯誤，及運行進入死循環等。

針對以上故障原因，可以從軟體及硬體兩方面來解決可靠性問題。

在硬體方面，首先是選用優質器件，再就是設計合理的系統結構、加固、簡化安裝，使其易於抗沖擊，對印製電路板的設計加工及焊接工藝都做到嚴格要求。在此基礎上，可編程器還採用如下獨特的方式：

所有輸入輸出電路都採用光電隔離，做到電浮空，無論對於抗電干擾還是對於方便接地都大有好處。
PLC在化學水處理系統中的應用(2)① 個I/O端子除了採用常規模擬量濾波以外，還加上數字濾波。

② 內部採用電磁屏蔽，防止輻射干擾。

③ 採用較先進的電源電路，以防止由電源迴路串入的干擾，有人做過實驗，在三菱F1系列可編程式控制制器上從電源迴路接入峰-峰為4000V的脈沖群干擾或電源瞬停30ms，對可編程式控制制器不會產生任何影響。

④ 採用合理的電路程序，一旦某模塊有故障，在線插拔、調試時不會影響整機的正常運行。

在軟體方面採取了如下措施：

① 設置了警戒時鍾WDT，可編程式控制制器運行時對WDT定時刷新，如果程序出現了死循環，就能立即跳出重新啟動，並報警。

② 為避免由於程序出錯而錯誤運行，每次掃描都對程序進行檢查和校驗，一旦程序出錯立即報警並停止運行。

③ 對程序及動態數據進行電池後備，停電後，運行停止，但有關狀態及信息不會因此而丟失。

④ 隨時對CPU等內部電路進行檢測，一旦出錯，立即報警，程序中還設置了對用戶程序電路查錯報錯的程序，錯誤的程序或參數是不能運行的。

採用以上措施後，可編程式控制制器的可靠性大為加強，事實上從用戶角度來看，選用可編程式控制制器的首要根據便是可靠性。以下是美國1982年對可編程式控制制器用戶調查的結果。

（2）編程方便，易於使用

可編程式控制制器採用與實際電路接線圖非常接近的梯形圖，這種圖形編程方式易懂易編，就是普通的工人，也能在很短的時間內學會使用，有人曾說過，將來自動化工廠的電氣工人將在左腿上別著螺絲刀，右腰上別著編程器。

為了進一步簡化編程，編程工作集中到了設計思想的本身而不是如何實現設計思想。當今的可編程式控制制器還針對具體問題設計了諸如進順控指令，流程圖指令等指令系統，這點對於加快系統開發速度非常重要。

從硬體方面來說，使用可編程式控制制器，無論是接線、配置都極其方便，只用螺絲刀即可進行全部接線工作，而不是自製很多介面電路，通常經實驗室編程，模擬調試後，在現場很快就能安裝調試成功。

（3）環境要求低

可編程式控制制器適用於惡劣的工業環境。

（4）與其它裝置配置聯接方便。

可編程式控制制器的介面原則是使外部接線、電平轉換盡量少。

對於開關量，輸入可以是無源觸電開關或集電極開路晶體管輸出；輸出有繼電器、可控硅、晶體管等各種不同的形式，可直接接各種不同類型的接觸器、電磁閥等。

對於模擬量，只要模擬信號電平在一定的范圍內（通常為+-10V或+-20mA），就可以按要求自由設置轉換特性，而不需要另加電平轉換，另外還有運用熱電偶直接輸入的A/D轉換器等，此時就連放大器、冷端補償也是多餘的。

對於各種顯示，音響輸出更是以最方便的形式提供借口，大量的問題都在可編程式控制制器內部解決了。

對於數據通訊，只須同軸電纜和普通RS232和TS422介面即可，不必由用戶來考慮波特率及通訊規程等具體的設置問題。

2、工藝流程

化學水處理的方法主要是離子交換法，即利用離子交換樹脂將水中溶鹽的離子吸收。經過一定的運行以後，離子交換樹脂會失效，這時就需要停止運行以對離子交換樹脂進行再生（還原），以便使樹脂可以重新使用（陽離子交換樹脂實效時，使用酸進行再生，陰離子交換樹脂失效時，使用鹼進行再生）。為了保證不間斷地供水，電廠的化學水處理車間設有多組離子交換器，輪流進行再生。

鍋爐補給水系統的示意圖如圖2.1所示。該系統由兩個系列的陽床（陽離子交換器）、除碳器、中間水箱、陰床（陰離子交換器）、混床（混合離子交換器）、除鹽水箱等大小20多台設備組成，程式控制系統控制工藝流程中的各個閥門、水泵和風機，根據運行時間選擇#1系列或#2系列運行，在工藝模擬圖板上顯示出工藝流程的實際流向，並反映閥門、水泵和風機的運行狀態。
3、程式控制裝置的控制范圍和運行方式

根據運行要求，程式控制裝置需控制兩個系列的陽床、陰床、混床的投運、停運和再生，其運行方式分為1#系列運行、2#系列再生和2#系列運行、1#系列再生。兩個系列的運行和再生可通過選擇鍵點動或自動運行。點動時按編制的程序進行操作，用點動按鈕進行轉步；自動時，按操作人員發出的啟動指令，由事先設定的時間自動轉步，全部程序執行完畢後，裝置自動復零。

4、程序設計

鍋爐補給水程式控制系統的程序設計，可將常規的繼電器系統按照FX—2PLC的編程指令要求，轉化成PLC的梯形圖程序。該控制系統中包括#1系列陽床、陰床投運、停運程式控制，#2系列陽床、陰床投運、停運程式控制，#1系列陽床、陰床再生程式控制，#2系列陽床、陰床再生程式控制，以及混床投運、停運程式控制和混床再生程式控制。本文以#1系列陽床投運程式控制為例來說明其程序設計。#1系列陽床投運程序流程圖如圖4.1所示，其相應的梯形圖程序如圖4.2所示。
梯形圖說明：

M105：#1系列投運標志

Y1：開#1陽床進水門

M8100—M8103：移位寄存器的步

Y2：開#1陽床頂部排氣門

Y3：啟動#1清水泵

Y4：啟動#2清水泵

Y5：開#1陽床正排門

Y6：開#1陽床出水門

Y7：投#1CO2風機

Y10：移位寄存器輸入端

Y11：時鍾控制端

X10：復位端

X11：投運按鈕

X12：#1清水泵投運按鈕

X13：#2清水泵投運按鈕

M101：#1清水泵投運標志

M102：#2清水泵投運標志

#1系列陽床投運步序控制由移位寄存器SFTR控制。移位寄存器的計數輸入端為Y10，時鍾控制端為Y11，復位端為X10。#1系列陽床投運有三步，分別由移位寄存器的第一步、第二步、第三步控制，每步的時間則由時鍾控制端控制，由#1系列定時電路產生定時脈沖（當M8100接通時，計時器T3產生每隔1min的時鍾脈沖；當M8101接通時，計時器T4產生每隔3min的時鍾脈沖）。該移位寄存器的其餘步用作#1系列陰床投運步序控制。

當#1系列投運，#1系列運行標志M100=1時，同時開啟#1陽床進水門、頂部排氣門及運行1台清水泵，1 min後，M8100=0，M8101=1，開#1陽床正排門，關頂部排氣門，再過3min後，M8101=0，M8102=1，則關#1陽床出水門，並投運#1CO2風機，這就是#1系列陽床投運程式控制過程。

5、梯形圖的程序指令

LD M100

OUT Y1

OUT T0

K2400

LD M100

AND M8100

SET Y2

OUT T1

K600

LD M100

MC N0

SP M0

LD M101

OUT Y3

LD M102

OUT Y4

MCR N0

LD M8101

AND M100

SET Y5

OUT T2

K1800

LD T1

AND M100

RST Y2

LDI M8100

ANI M8101

ANI M8102

AND T2

AND M100

RST Y5

LD T0

AND M100

OUT Y6

OUT Y7

LD M105

AND Y10

OR Y11

OR X10

SFTR M8100—M8105

LD X11

OUT M105

LD M105

MC N1

SP M1

LD M8100

ANI T3

OUT T3

K600

LD M8101

ANI T4

OUT T4

K1800

MCR N1

LD X11

OUT M106

LD X12

OUT M102

LD X13

OUT M103

END
指令如下：

LD X1

SET Y15

SET Y16

SET Y17

OUT T1

K18000

LD T1

OUT T2

K18000

LD T2

RST Y15

RST Y16

RST Y17

END

H. plc的工作原理是什麼

PLC的工作原理為：當PLC控制器投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。

1、輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，並將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束後，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。

2、用戶程序執行階段

在用戶程序執行階段，PLC控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。

3、輸出刷新階段

當掃描用戶程序結束後，PLC控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。

(8)基於plc的中水處理系統原理擴展閱讀：

PLC的基本結構為：

1、中央處理單元

中央處理單元(CPU)是PLC控制器的控制中樞。它按照PLC控制器系統程序賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，並能診斷用戶程序中的語法錯誤。

2、存儲器

存放系統軟體的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟體的存儲器稱為用戶程序存儲器。

3、電源

PLC控制器的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC的製造商對電源的設計和製造也十分重視。

4、程式輸入裝置

負責提供操作者輸入、修改、監視程式用作的功能。

5、輸入輸出迴路

負責接收外部輸入元件信號和負責接收外部輸出元件信號。

參考資料來源：網路-PLC系統