《毕业设计与论文（基于PLC的游泳池水质监测及加投药系统的设计）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计与论文（基于PLC的游泳池水质监测及加投药系统的设计）（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、随着现代城市的发展，娱乐项目日益增多，游泳池成为人们日常生活必不 可少的娱乐选择。游泳池水质的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须 努力提高水质监测及加投药控制系统的性能，保证游泳池水质的清洁。可编程 逻辑控制器，简称PLC,是一种工业控制微型计算机。它的编程方便、操作简 单，尤其是高通用性等优点，使它在工业生产过程中得到了广泛的应用。其中 的一个应用便是游泳池水质监测及加投药系统的控制，主要用到的便是他的逻 辑控制功能。本文主要介绍SIEMENS的PLC产品以及其对应的软件，并且用 它来进行游泳池水质监测及加投药系统的控制编程。关键词：SIEMENS PLC,游泳池，水质监测，加投药AB
2、STRACTWith the development of modem cities,an increasing number of entertainment projects, swimming pool become an indispensable choice of entertainment of daily life.The quality of swimming pool water performance of the impact on peoples lives becoming more and more obvious ,it must strive to impro
3、ve the performance of the quality rectifying and reagent adding control system. Programmable Logic Controller, which used to be called PLC for short ,as one kind of industries control microcomputer obtained the wide application in the industrial production process, for its easy programming, easy ope
4、ration, and so on. One of which is the control of swimming pool water quality rectifying and reagent adding, and the main function of which used is logic control. This article mainly talks about the product of Siemens pic and software, and use this software to control the swimming pool water quality
5、 rectifying and reagent adding.KEY WORDS:Siemens PLC,Swimming pool,Water quality rectifying,reagent adding摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1选题背景11.2设计的目的、意义1第2章 游泳池水质监测及加投药系统简介22.1游泳池水处理工艺简介22.2浊度控制原理4第3章 基于PLC的设计思想63.1基于PLC的控制系统的基本结构63.2游泳池净水系统的基本设计思想7第4章硬件设计94.1 PLC的特点94.2 PLC控制系统设计的基本原则94.3可编程序控制器PLC的选择94.3.
6、1工艺要求94.3.2 西门子 PLC S7-200 优点104.3.3 CPU及扩展模块的选择104.4 硬件设计114.4.1 I/O 分配表114.4.2硬件连接图12第5章软件设计155.1水循环控制要求155.2水质检测及加投药控制要求155.3软件流程图17第6章小结19致谢22参考文献23附录24附录1水质检测及加投药梯形图24第1章绪论1.1选题背景随着人们生活水平的提高，对休闲活动和体育锻炼场所的要求也越来越高, 游泳池作为大众化的休闲和锻炼场所，对水质的要求也越来越高。因此，对游 泳池水质监测及池水净化处理的自动化程度提出了更高的要求。采用基于PLC 的技术，设计工艺参数可
7、视化以及水处理过程最大化的游泳池水处理控制系统 势在必行。PLC是一种为工业环境下应用而设计的，按照用户编制的程序实现 控制和数据处理功能的组合器件，其可靠性高、简单易学、维护方便而广泛应 用于各种控制系统。基于此，本文设计了基于PLC的游泳池水质监测及加投药 系统。目前国内外广泛采用的游泳池水循环方法为，将池水按一定比例用水泵抽 吸送入过滤器，去除水中的污物，并进行杀菌消毒处理后.再送入池内继续使 用的方式。1.2设计的目的、意义当前人们越来越重视加强身体锻炼和健康娱乐，游泳及水上休闲项目也成 为了人们的首选项目。所以游泳池水质卫生和水质监测加投药技术越来越受到 人们的普遍重视和关注，游泳池
8、水质的清澈清洁直接关系到人们的健康和安全。 同时也将决定水上娱乐项目经营的成败，要想取得良好的水质结果，必须依靠 完善的水处理设备和成熟的专业技术才能得到根本的保证。对于游泳池的水质监测及加投药水处理工作，目的都是如何保证水质清澈 清洁和安全卫生。游泳池水处理技术是一项与人们健康息息相关的重大课题， 对于水上娱乐场所的发展具有特别重要的意义。必须进一步加强人们的水质安 全意识，提高人们对水处理的意义的认识，使我国的游泳池和水上娱乐事业朝 着光明、健康、高效的方向不断发展、壮大。第2章 游泳池水质监测及加投药系统简介2.1游泳池水处理工艺简介现代游泳池水处理系统与自来水厂的水处理系统相类似，主要
9、是通过循环 水泵将水从池中置换出来检测水质，然后再按照游泳池水质标准，通过物理以 及化学的方法来调整水质，最后回灌到游泳池内。一般要进行的水质检测项目 有浊度、过氧化物含量、尿素含量、菌群总数、余氯值、pH值等。以池水浊度 调整为例，当浊度达到一定值时，通过精确计量泵加投絮凝剂到循环泵前，由 于絮凝剂能将水中悬浮物凝结成相对大小的块，通过过滤沙缸就可将浊度过大 的池水过滤成净水回灌到游泳池中，这个过程基本是物理的过程。在水处理过 程中除了水质调整外，在环境温度及水温较低时，还需对池水进行加温，池水 加温是通过PID控制伺服蒸汽调节阀，定量地给水管道混合器通以蒸汽， 水按要求保持恒温，整个水处理
10、工艺流程图如图2.1所示。O布水口布水口游泳池温度仪伺服控制器沙缸沙缸I电动阀管加热器热交换循环水泵定时器稀盐酸硫酸铜加投 加投进 池 口 水 管热力蒸汽图2.1游泳池水处理工艺流程图另外，沙缸还有反冲洗过程，就是当系统运行一段时间后，沙缸的沙层表 面会蓄积很多的污物，使沙缸对水的阻力增大，流速减缓，过滤效果下降。因 此，必须定期进行清除。清除的办法就是使水流反方向流动，如图2.2所示。图2.2沙缸反冲洗工作示意图正常情况下，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 洗持续时间根据实际情况现场调整。从反冲洗结
11、束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残余杂质存在。 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，通常在一分钟之内，需现场调整，最后，F5关闭，F4打开，反冲洗过程 结束。2. 2浊度控制原理游泳池水处理包括循环及过滤部分、水质检测及加投药部分和恒温加 热部分。本系统只检测浊度、余氯值、pH值和温度等几项来配置，重点解 决游泳池水浊度控制问题。浊度，即水的混浊程度，由水中含有微量不溶性悬浮物质，胶体物质 所致，ISO标准所用的测量单位为FTU （浊度单位），FTU与NTU （浊度 测定单位）一致。浊度仪就是根据这个
12、原理来测量水的浊度。浊度是反映 游泳池物理性状的一项指标，从消毒和安全考虑，池水的浑浊度应高于等于生 活饮用水卫生标准要求，依据我国目前执行的生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006）对浊度的限值要求为龙头出水为1NTU,考虑到国内游泳池常 规的水处理沉淀-砂滤-氯化在正常合理的运行条件下，浊度去除只能达到W2 NTU-浊度仪工作原理：用一定的入射光强透过同一厚度不同浊度的水样 时，将得到不同的透射光强，其消光值和浊度成正比，仪器通过计量透射光强，并经过电路处理，即得到水样的浊度值，转化为420mA标准信号 输出。水质检测都是通过各检测仪器送来的模拟量检测信号，输入到PLC进 行处理，如图
13、2.3所示，处理后根据水质标准确定的控制量，分别控制各 药剂精确计量泵加投泵，加投水处理药剂。各模拟量输入的处理及控制都 基本相同，本文以浊度处理控制为主进行设计说明。图2.3检测仪器与PLC连接絮凝剂能够使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状物沉淀。 当要求浊度控制值在24NTU,5NTU为浊度报警值时，即当浊度大于等于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时报图2.4浊度控制曲线第3章基于PLC的设计思想3.1基于PLC的控制系统的基本结构可编程序控制器PLC （Programmable Logic Controller）主要由CPU模块、 输
14、入模块、输出模块和编程器组成川，如图3.1所示。按钮选择开关限位开关电源接触器 电磁阀 指示灯 电源图3.1PLC控制系统示意图可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控 制系统相似。可编程序控制器主要由CPU （中央处理单元）、存储器（RAM和 EPROM）、输入/输出模块（简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。（1）CPU模块CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储 器组成。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：1. 输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数 据寄存器。2. 程序执行：逐条读入和解释
15、用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的 电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的 内谷。3. 输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。(2) I/O模块I/O模块是系统联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集 输入信号。输入信号有两类：一类是开关量输入信号；另一类是模拟量输入信号。 可编程控制器通过输出控制模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装 置等执行器。可编程控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报 警装置等。CPU模块的工作电压一般是5V,而可编程控制器的输入/输出信号电压一般 较高，如直流24V和交流220V。从外部引用的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU 模块中的元器件，或是可编程控制器不能正常工作，所以CPU模块不能直接与外 部输入/输出装置相连。DO模块处理传递信号外，还有电平转换和噪声隔离的作 用囹。(3) 编程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程控制器运行时梯 形图中各种编程元件的工作状态。编程器可以永久地连续在可编程控制器上，将它取下来后可编程控制器也可 以运行，一般只在程序的输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可 编程
