PLC结课论文

PLC结课论文
V 型滤池设计总结
【摘要】净水厂V 型滤池具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便干自动化管理等优点, 已在我国越来越多的净水厂中使用本文研制的V 型滤池反冲洗控制系统是以多PLC组网的方式, 结合V 型滤池工艺流程的管控一体化综合系统, 控制系统采用PLC 组网技术和单组V 型滤池的顺序控制策略降低了系统的控制风险, 保证了城市供水安全。

【关键词】 V 型滤池多PLC组网顺序输出
1 引言
水对人类而言有着非同寻常的意义，不论是日常生活，还是工农业生产都离不开水。

特别是在现代社会中，人们不仅对水的需求量与日俱增，对水质的要求也越来越高。

自来水净化厂是城市自来水供水前端的重要环节, 对整个水源进行净化过程的全自动监控是一个较大的自动控制工程, 包括对原水加混凝剂反应、沉淀池沉淀、V 型滤池过滤、加抓气消毒等工艺过程进行实时控制。

V 型滤池由于其出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和清晰的工艺流程等特点, 已在我国较多的净水厂得到应用。

为了更好地安全生产，实现水厂自动化控制，本课题希望通过研究PLC在水厂滤池控制系统中的实际应用，使通过PLC设计出的水厂滤池控制系统比传统水厂滤池控制系统具有更好的维护性和扩展性，提高水厂滤池控制系统的自动化水平，确保水厂供水更安全更可靠。

1.1 PLC简介
2.系统总体设计
2.1设计内容
滤池自控技术是净水处理的重要环节，如果控制不好，就不能达到预定的水质要求。

采用哪一种滤池反冲技术是滤池自控技术中的研究内容。

单一水反冲洗
技术己沿用多年，由于该方法具备操作单一和设备简单等特点，在我国得到了广泛应用。

但实践证明该技术是一种相对落后的反冲洗方式。

该法耗水量较大，剪切、碰撞及摩擦作用较弱，难以完全消除滤料上的泥球及结块现象，也给过滤带来许多弊端。

由于传统的水反冲洗技术存在一些问题，众多学者通过不断探索和研究，开发了气、水反冲洗技术。

目前，国内外气水反冲洗有3种运行方式：一是先气洗，再用低流量水反冲洗；二是先气、水同时反冲洗，再用低流量水反冲洗；三是先气洗，再气、水同时反冲洗，最后用水漂洗。

2.2 V型滤池工艺应用及过程
滤池有多种型式，以石英砂作为滤料的普通滤池使用历史悠久。

在此基础上，人们从不同的工艺角度发展了其它型式的滤池。

V型滤池就是在此基础上由法国德利满公司在70年代发展起来的。

V型滤池采用了较粗、较厚的均匀颗粒的石英砂滤层；采用了不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗兼有待滤水的表面扫洗；采用了气垫分布空气和专用的长柄滤头进行气、水分配等工艺。

它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。

因此70年代已在欧洲大陆广泛使用。

80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用。

90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V型滤池这种滤水工艺。

水厂生产的基本工艺可分为加药、反应、沉淀、过滤、消毒、储存、送水等几个相关过程。

其中过滤过程又可分为正常过滤和滤池反冲洗两个子过程，这两个子过程交替运行，相互之间间隔一定时间。

2.3 V型滤池的结构、工作原理
滤池是水厂净水工艺中的重要环节，而滤池过滤能力的再生，是滤池稳定高效运行的关键。

若采用较好的反冲洗技术，使滤池经常处于最优条件下工作，不仅可以节水、节能，还能提高水质，增大滤层的截污能力，延长工作周期，提高产水量。

而V型滤池过滤能力的再生，就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。

滤池在气冲洗时，由于用鼓风机将空气压入滤层，因而从以下几方面改善了滤池的过滤性能：
(1)压缩空气的加入增大了滤料表面的剪力，从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落，从而提高了反冲洗效果。

(2)气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。

(3)压缩空气的加入，气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧，在水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强水冲清污的效能。

(4)气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，使水冲洗强度大大降低，从而节省冲洗的能耗。

综上所述，气、水反冲洗时，由于气泡的激烈运动作用，大大加强了污物剥落能力及截污能力。

此外反冲洗时，原水通过与反冲洗排水槽相对的两个V型槽底部的小孔进入滤池，它扫洗滤层的表面，并把滤层反冲上来的污物、杂质推向排水槽，同时扫洗了水平速度等于零的一些地方，在这些地方漂起来的砂又重新沉淀下来。

此外滤池的表面扫洗，还加快了反冲水的漂洗速度，用原水养活了反冲洗滤后水用量及电能，也节约了冲洗水量。

所谓滤池的正常过滤过程就是通过滤料层将待滤水去除杂质颗粒、细菌的过程，其主要目的是使滤后水的浑浊度达到国家饮用水的卫生标准。

而滤池的反冲洗，就是先后运行气洗、水洗两种清洗方式去除滤料层中的杂质，是滤池自净的工艺措施。

现将滤池的基本的工艺结构简图绘制如图2.2所示。

反冲洗水阀
图2.2 滤池工艺结构简图
2.4 滤池控制系统的组成及其控制任务
滤池控制系统一般由受控设备、电气执行机构、控制器和上位机组成。

其中
受控设备可以分为两部分:滤池阀门和反冲洗系统。

常见滤池都有5个阀门：
进水阀：控制水流入滤池集水渠的阀门。

清水阀：控制滤后水流出滤池进入清水管的阀门。

气冲阀：反冲洗时允许气流对滤层进行冲洗的阀门。

水冲阀：反冲洗时允许清水对滤层进行冲洗的阀门。

反冲洗系统一般包括：
鼓风机：用于产生强劲气流对滤层进行冲洗。

反冲水泵：用于抽取清水对滤层进行反冲洗。

电气执行机构负责控制的具体实施，它从控制器接收控制命令，然后相关的继电器接点闭合或断开，电路导通，设备获得动力继而进行动作。

如果控制器故障，操作人员也可以通过电气执行机构的控制面板，对设备进行手动操作。

为了降低控制器故障的风险性，可以采取主、从多个控制器共同工作的方式。

滤池控制系统的控制任务就是控制过滤、反冲洗和两者的交替，目的就是保证滤后水的浊度符合要求。

当过滤进行一段时间后，滤料吸收的悬浊物积累到一定数量，对滤后水浊度的稳定有不利影响，需要进行反冲洗。

反冲洗就是对滤层的清洗，需要控制鼓风机、水泵等冲洗设备，以及滤池相关阀门的开、关。

反冲洗与过滤是交替进行的，反冲过后进入过滤，过滤一段时间后也需要启动反冲洗。

反冲洗的启动有两种方法:人为命令和控制器依条件判断是否启动。

判断的条件可以有很多，比如:是否到达设定时间、过滤己经进行的时间等。

更先进一些的还可以直接根据滤池滤后出水的浊度决定是否反冲洗。

当系统接收到手动的强制冲洗信号、定时冲洗信号中的任何一个指令时，进行单格滤池反冲洗。

首先关闭进水阀，滤池内部的存留水经出水阀继续过滤排除，当水位降至设定的反冲洗水位时，关闭出水阀并打开排污阀，排污阀的信号到位后打开反冲气阀，启动风机进行气冲6MIN，然后关闭鼓风机，关闭反冲气阀。

打开反冲水阀，开启反冲水泵，水洗6MIN，完成后关闭反冲水阀、停水泵，关闭排污阀、开启进水阀接受待滤水。

当水位升到接近过滤恒水位时，滤池反冲洗正式结束，系统转入正常的过滤程序。

在中控室设置主控PLC，其主要功能是负责和各现场的PLC通信，收集反冲洗水泵、鼓风机等反冲洗设备的信号，协调各格滤池的反冲洗。

3.硬件组态及程序
程序：
自动调用反冲洗程序
自动调用采样程序
采样程序例举：
L 0
T MW 126
L #db_no
T MW 122
OPN DB [MW 122]
L #piw_addr //输入模块通道起始地址
SLD 3
T LD 4
L #dbw_addr //存储在数据块中的起始地址
SLD 3
T LD 8
L #db_len //要读入的通道数据作为循环次数nex: T MW 126
L LD 4
LAR1
L PIW [AR1,P#0.0]
T LW 12
L LD 8
LAR1
L LW 12
T DBW [AR1,P#0.0]
L LD 4
+ L#16
T LD 4
L LD 8
+ L#16
T LD 8
+ L#16
T LD 8
L MW 126
LOOP nex
PLC课程设计心得体会
和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。

我们做的是一个由三八个部分组成的自来水厂控制系统。

由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。

但通过各方面的查资料并学习。

我基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。

分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆，做事要学思结合。

有的初学者在理论上花了很多功夫，结果半年下来还是没有把PLC搞懂，其实他们只是缺少了一些PLC的实践经验，只要再进行一些实际的梯形图编写、程序下载、调试等操作，增加对PLC的感性认识，很快就可以掌握PLC这项技术了。

开始阶段可以先学习一种品牌的PLC，因为所有的PLC原理都是差不多的，掌握了一种PLC其它的只要翻阅一下手册也就能上手使用了。

初学时可以编一些简单的梯形图，如触点的与、或、输出等，在PLC的机器里运行一下。

成功了就会增加你学习的兴趣、和信心。

然后再把PLC的主要功能逐个运用一次，比如高速计数器，你可以用PLC本身的脉冲输出端接到高速计数器的输入端，下载编好的梯形图，打开变量观察窗口，运行程序，观察计数的值是否正确。

经过了这样的实践，你基本上知道PLC到底能做哪些事情了，在实际的工控应用中就能做到胸有成竹了。

通过PLC课程设计，使我受益匪浅，本次课设中我明白任何一件事都不是一次就能成功的。

对于大学所学的知识不仅要理论，更主要的是实践。

PLC技术是一门实践性非常强的技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它。

编程就像是一位习武之人，如果只是整天坐在家中看拳谱，不出门练武的话，那么就是一本再厉害的武林密集，再长的时间他的功力也不会提高。

学习PLC也是同样的道理，光看书是没有用的，一本PLC书您就是看了十遍以后您还是不会用，学过编程(不管什么语言)的都知道。