净水机自动控制系统设计

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内容摘要

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。

本设计针对我国水力发电厂生产用水过程中滤水设备的现状，将可编程序控制器(PLC)应用于旋转式滤水器进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了设备的可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了设备的开发周期，并提高了设备的控制水平。

在介绍旋转式滤水器基本结构的基础上，深入分析了滤水器的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了滤水器的软件设计，研究并提出了基于PLC滤水器控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究内容进行了总结与展望。

关键词：滤水器、传感器、PLC控制

目录

前言 (3)

第1章设计目的及其要求 (4)

1.1设计目的 (4)

1.2 控制要求 (4)

第2章可编程控制器(PLC)特点及优点 (6)

2.1 PLC的特点 (6)

2.2 PLC控制旋转式滤水器的优点 (7)

第3章PLC控制系统硬件设计 (8)

3.1旋转式滤水器的主电路 (8)

3.2 PLC的I/O地址的分配 (9)

3.3 PLC型号的选择 (9)

3.4 PLC的I/O接线图 (10)

第4章PLC控制系统软件设计 (11)

4.1 流程图 (11)

4.2梯形图 (12)

4.3 指令表 (15)

结论 (17)

设计总结 (18)

参考文献 (19)

前言

旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式

滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。

正常滤水过程：由于旋转式滤水器进水与出水口的水流正常，产生的压力差低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出，原水正常过滤。

除杂排污过程：由于旋转式过滤器长时间过滤原水，势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少，进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值，这时差压控制器内微动开关动作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态，生产供水系统安全运行。

第1章设计目的及其要求

1.1设计目的

本课程设计主要是通过四层电梯的电气控制装置的设计实践,了解一般电

气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固我们所学过的知识,达到灵活运用的目的。在课程设计的过程中,应做到以下几点:

1.为加强学生智能的培养，更好的使理论与实际相结合，真正掌握一般电气控制技术和设计的基本方法;

2.培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力;

3.巩固常用电子仪器的正确使用方法;

4.通过设计还可培养综合运用专业及基础知识的能力；解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

1.2 控制要求

(1) 手动调试和检修 SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动机，以便于系统调试和检修。

(2) 人工除杂排污 SA1手柄指向右45º时，接点SA1-2接通，人工起动、停止旋转式滤水器进行除杂排污。

(3) 定时自动除杂排污：SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，不能进行差压自动除杂排污。由于旋转式滤水器长时间置于水中，各个机械传动机构会锈蚀，影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。

(4) 差压自动除杂排污 SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污，恢复正常滤水状态。

(5) 超压停机旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作（8～10min），需要立即停车，并发出声光报警。

(6) 计数功能该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都要有记录，因此需要记录除杂排污次数（5位）。

(7) 减速机润滑在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机与滤水器电动机同步运行。

(8) 除杂排污阀门的电动装置内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。

(9) 其他必要的电气联锁与保护，受控对象运行状态显示等。

第2章可编程控制器(PLC)特点及优点

2.1 PLC的特点

PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC

控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。

(1)可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。

A. PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。

B. PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提