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1、精选优质文档-倾情为你奉上水处理系统中过滤器的PLC控制系统设计摘 要：污水处理控制系统最初多采用继电器接触器控制系统，但随着社会以及电子技术的快速发展，控制要求不断精密，此类控制方法已经完全不能满足工业污水处理系统的控制要求，所以逐渐被DCS、现场总线控制、PLC等控制方式所取代。和现场总线控制系统比较，PLC系统可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。和DCS系统比较，PLC系统的可靠性高，所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰
2、，采用性能优良的开关电源。为了适应各种工业控制需要，除了单元式大的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。关键词:污水处理;PLC系统；控制；目 录一 概 述41.1 过滤器历史41.2 过滤器简介41.3 过滤器工作原理5二 过滤器控制系统硬件设计52.1 过滤器流程图52.2 过滤器的工作过程62.3 PLC的选型62.3.1 PLC的型号62.3.2 三菱PLC的特点62.3.3 三菱PLC的设计方法72.4 PLC接线图的设计82.5 过滤器的I/O点的分配16三 过滤器控制系统的软件设计233.1 编程软件Gx Developer概述233.1.1 Gx Developer简
3、介233.1.2 Gx Developer的特点233.1.3 梯形图语言特点243.2 梯形图设计24四. 结束语34参考文献35致 谢36附 录37附录1：过滤器流程图37附录2：过滤器各部分PLC接线图38水处理系统中过滤器的PLC控制系统设计一 概述1.1过滤器历史中国古代即已应用过滤技术于生产，公元前200年已有植物纤维制作的纸。公元105年蔡伦改进了造纸法。他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上。水经竹帘缝隙滤过，一薄层湿纸浆留于竹帘面上，干后即成纸张。最早的过滤大多为重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空过滤器实现了过滤操
4、作的连续化。此后，各种类型的连续过滤器相继出现。间歇操作的过滤器(例如板框压滤器等)因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的过滤器得到了发展。1.2过滤器简介过滤器由筒体、不锈钢滤网、排污部分、传动装置及电气控制部分组成。过滤器工作时，待过滤的水由水口时入，流经滤网，通过出口进入用户所须的管道进行工艺循环，水中的颗粒杂技被截留在滤网内部。如此不断的循环，被截留下来的颗粒越来越多，过滤速度越来越慢，而进口的污水仍源源不断地进入，滤孔会越来越小，由此在进、出口之间产生压力差，当大度差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，控制系统启动驱动马达通过传动组
5、件带动轴转动，同时排污口打开，由排污口排出，当滤网清洗完毕后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状，系统正常运行。过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、和差压控制器等部分组成。壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分了过滤空间，显着缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲 洗吸盘。工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔。大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔， 最后从出口送出。过滤器采用高强度的楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯。当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动
6、反冲洗机构。当反冲洗吸盘口与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净循环水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内内壁上的杂质微粒随水流进穣盘内并从排污阀排出。特殊设计的滤网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走。当过滤器进出口压差恢复正常或定时器设定时间结束，整个过程中，物料不断流，反洗耗水量少，实现了连续化，自动化生产。过滤器广泛用于冶金、化工、石油、造纸、医药、食品、采矿、电力、城市给水领域。诸如工业废水， 循环水的过滤，乳化液的再生，废油过滤处理，冶金行业的连铸水系统、高炉水系统，热轧用高压水除鳞系
7、统。是一种先进、高效且易操作的全自动过滤装置。1.3过滤器的工作原理过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差。通过压差开关监测进出水口压差变化，当压差达到设定值时，电控器给水力控制阀，驱动电机信号。设备安装后，由技术人员进行调试，设定过滤时间和清洗转换时间，待处理的水由入水口进入机体，过滤器开始正常工作，当达到预设清洗时间时，电控器给水力控制阀、驱动电机信号，引发下列动作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进行清洗，同时控制阀打开进行排污，整个清洗过程只需持续数十秒钟，当清洗结束时，关闭控制阀，电机停止转动，系统恢复至其初始状态，开始进入下一个过滤工序。过滤器的壳体
8、内部主要由粗滤网、细滤网、吸污管，不锈钢刷或不锈钢吸嘴、密封圈、防腐涂层、转动轴等组成。用过滤介质把容器分隔为上、下腔即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(或称滤饼)。过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减
9、慢。二过滤器控制系统硬件设计2.1过滤器流程图：如图：2.2过滤器工作过程：按照工艺的要求， 在整个污水处理过程中， 过滤器起着非常重要的作用， 而过滤器的工作效果取决于滤料脏物的反洗控制。 此工程共有 3 台过滤器， 每台过滤器均配置五个电控气动蝶阀：滤前进水阀、滤后出水阀、 反洗进水阀、 反洗出水阀及搅拌机， 其控制程序如下：过滤： 首先打开过滤进水阀， 紧接着打开过滤出水阀， 正常过滤。反洗：当过滤时间达到预先设定值或流量小于一定值，则程序开始进行反洗。关闭过滤进水阀和出水阀， 启动反洗泵， 打开反洗进水阀和出水阀， 开始水洗，然后启动搅拌机搅拌滤料， 经一段时间停止搅拌机， 然后停止反
10、洗泵，关闭反洗进水阀，靠余压排水和稳定滤料 ，然后关闭反洗出水阀。反洗结束。2.3 PLC的选择：2.3.1 PLC型号本次说明书的设计选择三菱PLC, 三菱PLC英文名又称：Mitsubish Programmable Logic Controller，是三菱电机在大连生产的主力产品。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q。
11、2.3.2 三菱PLC的特点三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出1625点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。它具有以下的特点：系统配置即固定又灵活；编程简单；备有可，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外部设备。FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点； FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX
12、系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，。程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，输入的读取，7
13、段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。 2.3.3 三菱PLC的设计方法三菱PLC控制系统一般设计方法：1、分析控制系统的控制要求熟悉被控对象的工艺要求，确定必须完成的动作及动作完成的顺序，归纳出顺序功能图。2、选择适当类型的PLC根据生产工艺要求，确定I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等），并列出
14、I/O点清单。进行内存容量的估计，适当留有余量。根据经验，对于一般开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8；对于只有模拟量输入的控制系统，每路模拟量需要100个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统，每路模拟量需要200个存储器字。确定机型时，还要结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的PLC机型。3、硬件设计根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电气控制系统原理接线图。4、软件设计（1）软件设计的主要任务是根据控制系统
15、要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。（2）模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，直到满足设计要求为止。5、现场调试在模拟调试合格的前提下，将PLC与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为“RUN”。反复调试，消除可能出现的问题。当试运一定时间且系统运行正常后，可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，做好备份。2.4 PLC接线图的设计 以其中一个罐体为例，如图：由图可见，一个过滤
