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1、目目 录录 第 1 章 化肥厂水处理自控系统工艺分析 1 1.1 水处理自控系统控制方案分析 1 1.2 水处理自控系统的实现目的 1 第 2 章 水处理自控系统设计 2 2.1 化肥厂水处理自控系统仪表的选择 2 2.2 化肥厂水处理自控系统传感器的选择 2 2.3 化肥厂水处理自控系统控制方案分析 3 第 3 章 基于组态王的化肥厂水处理自控系统程序设计 4 3.1 新建组态画面 4 3.2 定义变量 4 3.3 化肥厂水处理三列阳床运行再生流程图 5 3.4 化肥厂水处理自控系统总体流程图 5 3.5 化肥厂水处理自控系统仪表图 6 第 4 章 结论与体会 7 参考文献 .8 控制系统综
2、合实验 1 第第 1 1 章章 化肥厂水处理自控系统工艺分析化肥厂水处理自控系统工艺分析 1.11.1 水处理自控系统水处理自控系统控制方案分析控制方案分析 在化肥厂要处理的水，因含杂物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不 适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理 的场所。一般要进行水处理，处理后可以进行使用。有时为了回收循环利用废水 资源，需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处 理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的，包括各 种物理法、化学法和生物法，要求技术先进，经济合理，费用最省。设计时必须 贯彻当前国家的
3、各项建设方针和政策。因此，从处理深度上，水处理可能是一级、 二级、三级或深度处理。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物，附属建筑 物，管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处 置及处理系统管理自动化等设计，以保证污水处理厂达到处理效果稳定，满足设 计要求，运行管理方便，技术先进，投资运行费用省等各种要求。 1.物理化学污水处理法：物理化学污水处理法有吸附法和混凝法混凝法两种。 吸附法处理废水，就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质，使废水 得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土、粉煤灰等。这种污水 处理方法处理成本高，吸附剂再生困难，不利于处理高
4、浓度的废水，故常用于深 度污水处理。 混凝法混凝法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子 及氢氧化物胶体，使污水处理中污染物质发生凝聚从而沉淀去除。混凝法的关键 在于混凝剂，目前国内焦化污水处理厂家一般采用聚合硫酸铁。 2.高级氧化法：利用湿式催化氧化法对煤气化污水处理的研究表明，在合理 的处理时间内酚、氰和硫化物的去除率接近 100%，COD 去除率达 65%90%。 曹曼等用光催化氧化法处理焦化废水，并研究了催化剂、pH、温度和时间对处理 效果的影响，研究发现，加入催化剂后，经过紫外光照射 lh，可将污水处理中所 有的有机毒物和颜色全部除去。 1.21.2 水处理自控系统的实现目的水
5、处理自控系统的实现目的 水处理自控系统可实现对污水的控制，可以减少大量人力，而且简单便捷的 观测到你想要的结果，是对自动化发展的一个进步体现。鉴于水的实际价值，从 环境保护的角度出发，实现化肥厂水处理的自控对工厂生产具有重要的意义。 控制系统综合实验 2 第第 2 2 章章 水处理自控系统设计水处理自控系统设计 2.12.1 化肥厂水处理自控系统化肥厂水处理自控系统仪表的选择仪表的选择 “水处理自控系统”课题中主要选择传感器和酸罐，碱灌，水箱，脱盐水箱， 中间水箱，碳滤器，沙滤池，阀门，管道，阴床，阳床，混床，可按 F2 从图库 中选择相应的元器件。 2.22.2 化肥厂水处理自控系统传感器的
6、选型化肥厂水处理自控系统传感器的选型 传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件 （如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾） ，并将探知的信息传递给其他装置或 器官。 传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。 例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官 和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。在工业生产中,利用传统的传感器无 法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进 行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函 数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量
7、等)。Cygnus 公司生产了一种“ 葡萄糖手表“,其外观像普通手表一样,戴上它就能实现无疼、无血、连续的血糖测 试。“葡萄糖手表“上有一块涂着试剂的垫子,当垫子与皮肤接触时,葡萄糖分子就被 吸附到垫子上,并与试剂发生电化学反应,产生电流。传感器测量该电流,经处理器 计算出与该电流对应的血糖浓度,并以数字量显示。 传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间 所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系， 即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标， 把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的
8、主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。 传感器动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工 作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传 感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应 与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。 最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常 用阶跃响应来表示。 鉴于传感器在工业生产上非常重要，设备制造商正在把计算机控制的这些传 感器部件集成起来。在此次的化肥厂水处理自控系统设计中，运用组态王软件建 立了仿真 PLC 设备。通过仿真
9、 PLC 设备可以用于控制酸碱度、纯度。 控制系统综合实验 3 传感器可以分为很多种。可以分为物理传感器和化学传感器。在此次实验中， 运用传感器感应酸碱度和纯度的变化。酸碱度是模拟信息，模拟传感器可以探测 到酸碱度，并向 PLC 输出相应的电流。酸度越高，传感器输出的电流值也越高。 液面传感器也是一种模拟传感器，依据探测到的水位不同，提供在一定范围内变 化的电压值。 由于在化肥厂水处理自控过程中，反应对酸碱环境的要求较高，为此，设计 过程中选用的是酸碱度传感器。其精度高，对酸碱度的测试的灵敏。液面传感器 一般用来控制水位。 2.32.3 化肥厂水处理自控系统控制方案分析化肥厂水处理自控系统控制
10、方案分析 应用组态王软件，可设计“水处理自控采集系统” ，对酸灌等进行自控采集。 建立应用工程的一般过程通常情况下，建立一个应用工程大致可分为以下几个步 骤： 第一步：创建新工程。 第二步：连接设备，设备测试。 第三步：建立画面并定义变量，加入相应的文字。 第四步：进行运行系统的调试与检测。 第五步：保存并运行。 控制系统综合实验 4 第第3 3章章 基于组态王的化肥厂水处理自控系统程序设计基于组态王的化肥厂水处理自控系统程序设计 3.13.1 新建组态画面新建组态画面 建立新工程 双击组态王6.53的快捷方式，弹出新建画面对话框，如图3-1所示 图 3-1 新建画面 绘制图形 绘制图素的主要
11、工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时，工具箱自 动显示。或选择“工具”菜单中的“显示工具箱”将打开。使用调色板，选择 “工具”菜单中的“显示调色板”，或在工具箱中选择按钮，弹出调色板画面， 选中文本，在调色板上按下“对象选择按钮区”中“字符色”按钮然后在“选色 区”选择某种颜色，则该文本就变为相应的颜色。使用图库管理器同时用图库开 发的软件将具有统一的外观，用户更加集中精力于维护数据库和增强软件内部的 逻辑控制，缩短开发周期方便工程人员学习和掌握；另外利用图库的开放性，工 程人员可以生成自己的图库元素。 3.23.2 定义变量定义变量 在工程浏览器中选择数据词典，新建变量名，如图3-2所示
12、 图3-2 定义变量 控制系统综合实验 5 3.33.3 化肥厂水处理三列阳床运行再生流程化肥厂水处理三列阳床运行再生流程图图 图 3-3 水处理三列阳床运行再生流程图 3.43.4 化肥厂水处理自控系统总体流程化肥厂水处理自控系统总体流程图图 图 3-4 水处理自控系统总体流程图 控制系统综合实验 6 3.53.5 化肥厂水处理自控系统仪表化肥厂水处理自控系统仪表图图 图 3-5 水处理自控系统仪表图 控制系统综合实验 7 第第4 4章章 结论结论与体会与体会 本次化肥厂水处理自控系统课程设计，培养自己的动手的能力。在几个星期 内也曾碰到问题，但是在老师的帮助下，我坚持不懈，不断努力，终于完
13、成了本 次课程设计。 这次的课程设计的过程中，我深深的体会到动手实践能力的重要性。在设计 的过程中，画图，安装，测试，都需要自己动手来完成。所以在今后的学习生活 中我要不断加强自己的动手能力。 通过几个星期的学习，使我们对化肥厂水处理的理论有了初步的系统了解。 这些知识不仅在实习上有效，对以后的过程控制的学习有很大的指导意义，也对 自己的专业有很大影响。 控制系统综合实验 8 参考文献参考文献 1 吴蕴章.自动控制理论基础M.西安：西安交通大学出版社，1999. 2 冯纯伯.自动化技术M.南京：江苏科学技术出版社，1993. 3 孙自强.生产过程自动及仪表M.武汉：工业大学出版社，1999. 4 侯志林.过程控制与自动化仪表M.北京：机械工业出版社，2000. 5 朱学峰.过程控制技术的发展M.北京：工业出版社，1999.
