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1、江阴职业技术学院毕业设计说明书课题:海水淡化装置控制系统的设计子课题:_同课题学生姓名专 业_ 机电一体化技术_学生姓名_班 组_11机电(2)_学号_指导教师_完成日期_2013-11-12_I海水淡化装置控制系统的设计摘要海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术,海水资源较多,淡化海水能够使淡水总 量有所增加,而且受时空和气候的影响较小,生产出的淡水水质比较好、价格也可被广大 群众接受,能够满足我国沿海的居民日常饮水和工业用水的稳定需求。本文主要介绍了利用PLC控制海水反渗透淡化装置,实现海水的自动补给、沉淀、 去 污、多组过滤膜的清洗、淡水储备和排放等过程,并利用组态软件设计人机界面,对处
2、理 过程监测和控制。该设计是以西门子S7-200系列的PLC为核心来实现海水淡化的处理过 程,包括自动 、手动两种运行模式。 上位机采用了MCGS组态软件完成监控界面的设计, 以动画方式显示控制设备的状态,并实现参数设定、修改、显示等功能,并对系统出现的 故障进行实时报警。 下位机利用PLC编程实现过程控制。设计系统将硬件和软件结合, 并 通过调试运行验证,实现了海水淡化的基本功能要求。关键词:海水淡化 反渗透 PLC 组态2Design of Seawater Desalination ControlABSTRACTDesalination is to achieve incremental
3、 water use open source technology, marine resources aremore able to make the total volume of fresh seawater desalination has increased, but less time andspace and climate to produce fresh water quality is good, the price can also be the masses toaccept , to meet Chinas coastal residents daily drinki
4、ng water and industrial water steady demand .This paper describes the use of PLC control seawater reverse osmosis desalination unit , toachieve automatic supply of seawater , sediment , decontamination, multiple filtration membranecleaning , fresh water reserves and emissions and other processes, an
5、d use configuration softwaredesign interface, for processing process monitoring and control. The design is based on SiemensS7-200 series PLC as the core to achieve the desalination process , including automatic or manualoperation mode. PC Configuration software uses to complete monitoring interface
6、designed todisplay animated control status of the device and to achieve parameter setting , modify, display andother functions , and system failures in real-time alarm . Lower machine process control using PLCprogramming . The system hardware and software design combined and verified throughcommissi
7、oning to achieve the desalination of the basic functional requirements.Key Words: Seawater Desalination; Reverse Osmosis; PLC; Configuration江阴职业技术学院毕业设计说明书目录摘要.ABSTRACT. .第一章绪论.11.1本课题的研究背景及意义 .11.2本课题国内外研究概况 .1第二章 方案设计 .3.2.1工艺流程介绍 .32.2电气控制要求 .6第三章 硬件设计 .8.3.1 PLC简介.83.2主电路设计.93.3 PLC的硬件设计 .93.4 I
8、/O分配表.123.5PLC外部接线图设计.14第四章 PLC 程序设计 .154.1顺序功能图设计 .154.2梯形图设计.15第五章系统调试.18.5.1 PLC调试.185.2组态界面调试.18结束语.21.致 谢.22.参考文献.23.附 录.24.附录1海水淡化装置PLC梯形.24附录2海水淡化装置主电路电气原理图 .29江阴职业技术学院毕业设计说明书附录3海水淡化装置控制电路电气原理图 .30附录4海水淡化装置PLC外部接线图.32江阴职业技术学院毕业设计说明书-1 -第一章绪论1.1 本课题的研究背景及意义以目前全球的经济发展状况来看,全面协调可持续发展战略是本世纪经济发展的核心
9、 所在。由于长期的能耗经济存在,加上我国水资源存储量本来就少,我国的淡水资源越来 越少。水资源正在威胁着我国的经济发展,由此看来,淡水资源的问题迫在眉睫。21世纪初,新水价机制向着市场经济的方向迈进,21世纪,水经济将成为中国的热点。这就意味着;水经济是水管理体制的一大改革也是中国突破水资源应用技术限制的标 志。面对新的挑战与新的机遇,我国各行各业充分发挥其作用。本课题结合了中国经济发 展现状与特点,针对我国国情提出一种将已成熟的能源、水业、盐业三个业行业有机结合 起来,是一种三位一体的科学生产结构。技术拟应用的范围主要涉及沿海与海岛区域,同 时也适用于苦咸水地区。1.2 本课题国内外研究概况
10、1、国外海水淡化状况:当今,科学技术发展迅猛,外国海水淡化规模越来越大,多级闪蒸、多效蒸馏、反渗 透法生产淡水的日产量从一开始的数百立方到现在已达数十万立方。据报道,在沙特阿拉伯建的多级闪蒸海水淡化厂是全球最大的,平均每日可产淡水46万立方;塔维拉酋长国建有全球最大低温多效海水淡化厂,平均每日可生产淡水量达24万立方,建于以色列南部地中海岸工业区的阿什凯隆海水淡化厂是全球最大的反渗透海水 淡化厂,平均每日产水量达33万立方。此外,阿联酋富查伊拉海水淡化厂是全球最大利 用热膜联产海水淡化技术的海水淡化厂,日发电量达656兆瓦,日产淡达45.4万立方,其中,MSF技术日产水量有28.4万立方,反渗
11、透技术日生产淡水17万立方。因海水淡化技术日益成熟,国际上光伏发电、水力发电技术不断提高,各国家的经济 水平不断改善,生产力越来越强,海水淡化装置技术含量越来越高,成本越来越低,海水 淡化的成本也越来越低。用海水淡化得到的淡水已经走向了市场。2、我国海水淡化的现状:海水淡化技术在我国的起步较早,全国在1967年1969年组织过关于海水淡化的会战,于此同时还对利用反渗透、电渗析和蒸馏等不同的海水淡化技术进行了研究。第一章绪论-2 -因南海海域国防需要,我国于1981年在西沙利用电渗析法建造了日产淡水200m3/d的海水淡化装置,解决了当时的国防需要。1997年-2000年我国海水淡化技术显著提高
12、,用反渗透淡化法实现了日产淡化水500立方到1000立方的跨越。2003年,短短三年,我国在山东荣成利用反渗透海水淡化法建成日产5000立方的海水淡化装置2004年,青岛的黄岛电厂利用低温多效海水淡化技术建成日产3000立方的示范工程。经过40余年的开发和研究,我国的海水淡化技术日益成熟,已经具备了大规模投入 生产的能力。据统计,到2006年6月,我国已经建成并且投入生产的大规模海水淡化装 置41套,可实现日产淡水41万立方。目前,低温多效蒸馏法和反渗透法是我国主要使用的海水淡化方法,产水量占到总产 水量的95%蒸馏法约占5%,其他不足1%。随着变频控制等技术的发展与应用,海水淡化装置的能耗越
13、来越小,成本越来越低。 我国自行研究、开发用于预处理的超滤或微滤技术,在杭州建了反渗透技术的复合膜生产 线,基本实现了国产化。从1958年开始,我国就从电渗析技术开始研究海水淡化,并逐渐过渡到蒸馏技术和 反渗透技术。据不完全统计,在我国沿海地区已经建成了利用电渗析技术淡化海水的装置 设备13套,每日可产淡水达1500吨。此外,西北地区叶建成了小规模的海水淡化装置20多套,电渗析技术淡化海水、碱水引用的领域还非常小仅有8%,所以还存在着非常大的潜力。近10年,因反渗透技术的成熟与推广,目前的大多设备采用了反渗透技术。现在在 国内,研制和开发反渗透技术的单位有40余所,制造生产海水淡化装置的厂家和
14、企业有600多家。可以说,反渗透海水淡化技术在我国得到了良好的应用。江阴职业技术学院毕业设计说明书-3 -第二章方案设计2.1 工艺流程介绍1、海水淡化原理的流程海水提升泵一石英砂过滤一陶瓷膜过滤一活性炭过滤一UF超滤一能量膜过滤一保安滤过滤增压泵一级反渗透二级增压泵二级反渗透生活用淡水弱碱性过滤 饮用淡水。2、海水淡化装置的工艺流程图如下:图 2-1 反渗透海水淡化工艺流程图3、主要设备功能:(1) 海水提升泵:根据后级的需求将海水从海里或海水水箱中抽出,其工作压力为0.3Mpa,流量根据海水淡化设备的日产淡水量决定。(2)浊度过滤器:设计参数:进水浊度低于150Um,出水浊度5Um,将流经
15、海水中 可视的悬浮物、絮状物、海藻、泥沙及不可视的明胶体进行有效吸附,过滤,降低浊度,使进口海水满足系统进水技术要求。(3)活性碳过滤器:采用水处理专用果壳活性碳,对流经海水中的有机物,色度,气味, 重金属离子等有害物质进行有效吸附。(4)UF超虑过滤器:采用聚丙烯中空纤维膜(内压式)其有效截留孔径为0.10.01um, 对流经海水中的微生物及大于该孔径的各类分子团截留。第二章方案设计-4 -(5) 自制海水专用滤芯:采用专用技术自制,对流经海水中的重金属分子进行有效清 楚,对钙镁离子、大分子团进行分离,防止系统结垢,降低和中和水中有害物质,使水分 子小型化,打断原有分子链,加强膜的渗透率,降
16、低膜压,防止结垢物质的形成,从而更 大的提高后级系统的寿命。(6)高压泵:采用注赛式高压泵,泵体材料为316L。其工作压力为5.56Mpa,流量 根据海水淡化设备的日产淡水量决定。(7)级反渗透:采用上线35000PPm,反渗透膜分离技术进行海水淡化脱盐,具体 品牌有:陶氏、海德能、东丽、东世韩、该工艺是迄今为止国际上公认的最先进的海水淡 化技术。(8)增压泵:为了给二级反渗透提供工作流量与压力。(9)二级反渗透:采用上线2000ppm、反渗透膜分离技术进行淡水淡化二次脱微量盐, 具体品牌有:陶氏、海德能、东丽、东世韩、国产膜南方汇通等、使水质进一步的净化,该级出来的水可以达到桶装水的标准,该
17、工艺是迄今为止国际上公认的最先进的海水净化 技术。(10)弱碱性过滤器:他可以将带有微量酸性物质的水,净化为弱碱性负电位水,去 除酸性物质,使生饮水质量更加一步提高,符合弱碱性水质标准。4、结构及名称:江阴职业技术学院毕业设计说明书-5 -图 2-3 安全阀排除口、高压柱塞泵排水口图 2-4 二级增压泵图 2-5 自制过滤器、超滤排污阀第二章方案设计-6 -2.2 电气控制要求1、手动调试:开机操作:接通系统主电源及控制电源检查按钮SB1,若按钮SB1处于凹陷状态即为 手动状态,若按钮SB1处于凸起状态则按下按钮SB1启动手动状态,按下按钮SB9手动 启动提升泵M1,紧接着按下按钮SB12启动
18、杀菌消毒系统,当保安滤过滤器出口有压力时, 按下按钮SB10手动启动高压泵M2和能量泵M3,观察一段时间按下按钮SB11手动启动 增压泵M4。2、停机操作:按下按钮SB11,手动停止增压泵M4,当增压泵出口处压力下降到1/2时,按下按钮SB10,手动停止高压泵M2、能量泵M3和增压泵M4,当高压泵M2出口压力下降到1/2时,按下按钮SB9和SB12,手动停止提升泵M1和杀菌消毒系统,若需清洗设备,清 洗石英砂过滤器则按下按钮SB3,清洗陶瓷膜过滤器则按下按钮SB4,清洗活性炭过滤器 则按下按钮SB5,清洗UF超滤膜过滤器则按下按钮SB6,清洗能量膜则按下按钮SB7, 清洗保滤过滤器则按下按钮S
19、B8,若遇紧急状况需要紧急停止,按下急停按钮SB12 (注:急停对设备有一定损害)。3、自动运行:开机接通设备电源,检查按钮SB1,若按钮SB1处于凸起状态即为自动状态,若按钮SB1处于凹陷状态则按下按钮SB1此时系统进入自动运行模式,再按下按钮SB2,系统开 始自动运行,系统自动检查各水池和储水罐液位状态和出口压力是否正常,若正常,通过 使继电器得电使提升泵M1开启,10S后杀菌消毒系统(药水泵M6和紫外线)启动,20S后高压泵M2、能量泵M3和增压泵M4开启,系统开始淡化海水,当生活储水罐满,生活 水上限液位传感器工作,系统通过关闭生活进水阀YV13停止向生活储水罐加水并报警,此时报警器H
20、A1得电报警, 当直饮水灌满, 直饮水上限液位传感器工作, 系统关闭直饮水 进水阀YV14,停止向直饮水出水储水箱加水,并接通报警器HA3进行报警。当海水池水 位达到上限时,系统进行报警。4、自动停止:当生活水和直饮水水箱都满后,延时10S,系统首先断开增压泵M4,10S后断开高压 泵M2、能量泵M3,10S后再断开提升泵M1。5、自动反冲洗:设备运行48小时以上,自动顺序停止,然后进行反冲洗,首先关闭所有进水阀,包 括石英砂过滤器进水阀YV1、陶瓷膜过滤器进水阀YV3、活性炭进水阀YV5、UF超滤膜 进水阀YV7、能量膜进江阴职业技术学院毕业设计说明书-7 -水阀YV9、保安滤进水阀YV11
21、,10S后KM5得电反冲洗泵启动, 保安滤冲洗阀YV12得电,进行保安滤反冲洗,冲洗60S,关闭阀YV12、打开能量膜冲洗 阀YV10,冲洗60S,关闭YV10,打开UF超滤膜冲洗阀YV8,冲洗60S,关闭YV8,打 开活性炭冲洗阀YV6,冲洗60S,关闭阀YV6,打开陶瓷膜冲洗阀YV4,冲洗60S,关闭 阀YV4,打开石英砂冲洗阀YV2,冲洗60S,关闭YV2,系统冲洗进入自动运行状态。第三章硬件设计第三章硬件设计3.1 PLC 简介可编程序控制器(Programmable Controller)简称PLC或PC。PLC是通用的自动化控 制装置的一种。它将计算机技术和传统的现代继电器控制技术
22、、通信技术融为一体,专门 为工业控制而设计,具有功能性强、可靠性高、体积小、重量轻、变成简单方便等优点。因此,PLC在工业控制方面得到极其广泛的应用。目前,PLC技术、CAD/CAM技术和机 器人技术已经发展成为现代工业自动化的三大支柱。可编程序控制器的特点:1、可靠性高、抗干扰能力强可编程序控制器采用滤波、屏蔽、集中采样、集中输出光电隔离、等一系列软、硬件 抗干扰措施,使其抗干扰、适应环境的能力大大提高,一般而言,平均无故障运行时间都 在10万小时以上,而且,可编程序控制器具有良好完善的自我诊断功能,查找和判断故 障迅速准确。2、编程直观简单可编程序控制器的应用是面向用户和市场,考虑到多数电
23、气技术人员熟悉电气控制电 路,所以它并没有采用微机控制中常用的抽象语言(如汇编语言),而是主要采用一种与 电气控制电路相似度很高、形象直观易学易懂的图形语言一一梯形图。3、适应性好可编程序控制器是通过用户程序实现相应控制功能的,若控制要求发生变化,只需变化用户程序即可,外部的硬件接线并不需要太大更改。PLC产品已经逐渐的标准化、模块化,能偶灵活组成功能不同、大小不同的控制系统,所以其适应性非常强。4、功能强可编程序控制器采用微处理技术,运行速度极快,同时控制的准确性高,不光有电气 控制电路有的顺序控制、逻辑控制、定时、计数等功能,在一些较高级别的可编程序控制 器上还能实现D/A、A/D转换及P
24、ID调节,实现过程控制。PLC有着通信联网功能,用户 可以不在现场进行控制和监控。5、重量轻、体积小、功耗低、环境适应能力强可编程序控制器采用大规模集成电路,所以00体积小、重量轻。功耗小。因其抗干-8 -江阴职业技术学院毕业设计说明书扰能力强、环境适应能力强且可靠性高,所以可编程序控制器可在一些高温、粉尘、震动、 强磁场等恶劣环境中使用,且能够与强电电路直接相连。体积小可嵌入特点,使其广泛应 用于机电一体化设备的控制系统中。3.2 主电路设计根据设备工作要求,要实现6个电动机的控制,主电路如图3-1所示其中,QF1是主电路的三相电源开关,主要控制主电路的电源通断;QF2控制PLC的24V电源
25、通断;FU为电路的熔断器,起到电路短路保护的作用;KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7分别控制提升泵、高压泵、能量泵、增压泵、冲洗泵、消毒泵、紫外 线的通断;FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6为热继电器,起到电动机长期过载保护的 作用;M1、M2、M3、M4、M5、M6等分别代表取水泵、增压泵等电动机;RQ1、RQ2为软启动器,用于功率较大、启动时对电路冲击较大的电动机启动;TC为AC 220V / DC24V变压器,为液位传感器及中间继电器提供24V电源。3.3 PLC 的硬件设计1、PLC的选型本次系统设计选用的是西门子公司的S7-200系列的PLC。由于本设
26、计系统有12个输呛5.5KV30KUZ2KW图 3-1 主电路电气原理图D.5KW江阴职业技术学院毕业设计说明书入和16个输出,故CPU型号选用CPU226,如图3-2所示。该CPU模块共有24个输入-9 -第三章硬件设计-10 -16个输出,用户程序区存储容量为4096字,用户数据区存储容量为2560字,用户存储器 类型EEPROM,能够满足设计的要求。2、软启动器的选择设备要求在整个启动过程中实现无冲击而平滑的启动电机,考虑到高压泵和增压泵的启动和停止时电流过大,为了减小感应电流对电路的冲击、保护电路和电机,在整个启动 过程中无冲击而平滑的启动电机,采用如图所示的SS2系列软启动器满足设备
27、启动要求3、接触器的选型根据设备特点和及要求,选用交流接触器,间接控制6个水泵的运行。已知电路中61111M(-)4+)11110000000000000000000000001L 0.Q 0.1 0.2 0.3* 2L 0.4 0.5 0 S C.7 1.0 I1 3L 1.1 1.2 1 3 1.4 1.5 l.fl 1.7*;书N L11M 0.0 0.1 0.2 0.3 D.4 U.S 0.6 0.7 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 II1.5 1.6 1.7 2.0 2.1 22 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 M L+000000000000000000000000
28、000024 VDC电 e岀图 3-2 CPU 226AC/DC (6ES 7216-2BD23-0XB0)江阴职业技术学院毕业设计说明书-11 -个泵中的最大功率的额定电流为80A,所以选用如图所示型号为CJT1-80A交流接触器第三章硬件设计-12 -图 3-4 CJT1-80A 接触器4、电磁阀的选型通过查询相关资料,选用的电磁阀型号如下:高压泵控制电磁阀(SV03、SV04)选用型号为DN80常闭电磁阀。其中,DN80表示液动、内螺纹连接,阀瓣密封面材料为橡 胶,阀座密封面材料为衬胶, 公称压力为10公斤/平方厘米, 公称口径为80mm的铁制蝶 阀。 反冲洗电磁阀(SV05、SV05)
29、选用DN65常闭电磁阀。其它控制电磁阀均选用DN20常 闭电磁阀。5、液位传感器的选型根据海水淡化装置的工作环境及控制要求,选用广东省佛山市顺德区宝智电子科技有 限公司生产的BZ2400系列电子式液位开关,此液位开关耐污、耐倾摇、耐弱酸碱盐,不 怕磁场影响、不怕金属体影响、不怕水压变化影响、不怕光线影响,无盲区,外部无机械 可动部件,不怕漂浮物的影响。该传感器通过内置电子探头对所处环境中的水位进行检测, 通过水位检测专用芯片对检测到的信号采集并处理,当被测液体接近传感器时,芯片输出高 电平或低电,通过配合使用PLC或水位控制器,可实现水位控制的半自动或全自动。江阴职业技术学院毕业设计说明书-1
30、3 -电頂虹皎为帧正頓一黒色劲电軌m图 3-5 电子式液位传感器3.4 I/O 分配表设计选用的PLC是西门子S7-200 CPU226,故I/O地址分配表如表3-1所示表 3-1 I/O 地址分配表输入/输编号地址名称作用输入1I0.0按钮SB1手动/自动选择2I0.1按钮SB2启动3I0.2按钮SB3手动清洗石英砂过滤器4I0.3按钮SB4手动清洗陶瓷膜过滤器5I0.4按钮SB5手动清洗活性炭过滤器6I0.5按钮SB6手动清洗UF超滤膜过滤器7I0.6按钮SB7手动清洗能量膜过滤器8I0.7按钮SB8手动清洗保安滤过滤器9I1.0按钮SB9手动开启提升泵10I1.1按钮SB10手动开启咼压
31、泵11I1.2按钮SB11手动开启能量泵12I1.3按钮SB12手动开启增压泵13I1.4按钮SB13手动开启冲洗泵14I1.5按钮SB14手动开启消毒泵15I1.6按钮SB15手动开启紫外线16I1.7按钮SB16手动开启生活水17I2.0按钮SB17手动开启直饮水18I2.1按钮SB18正常停止(自动)19I2.2急停按钮SB19急停20I2.3液位接近开关SQ1海水池低位21I2.4液位接近开关SQ2生活水箱高位第三章硬件设计-14 -续表 3-1输入22523QS23624Q5位高24725QS输出1O0Q3210Q2 AK高320Q3AK制控泵量匕匕厶冃430Q4AK540Q5 AK
32、650Q6 AK制控泵毒消760Q7 AK紫870Q00AK9.0Q9 AK制控洗冲膜瓷陶O11QoA1K1.2QQ1A1K2QQ2A1K34QQ3A1K41Q4A1K51Q5A1K61.7Q6A1K行运动自江阴职业技术学院毕业设计说明书-15 -3.5PLC外部接线图设计|_1_n 晴皱町妆媚桂即璃卿右诸匪期進彌拓轴onnudrUNHlNoDW XcinEV ir? _ iC3nj0i 41U.巴6IT?DTg忙OIRROJ aTQOQ3Z图 3-5 PLC 外部接线图第四章 PLC 程序设计-16 -第四章 PLC 程序设计根据此设计项目的设计特点,结合西门子S7-200PLC的程序语言,
33、优先采用简单易懂、 方便快捷、修改容易梯形图法编程,使用STEP 7-MicroWIN V4.0编程软件进行编程,以 方便通讯与调试。4.1 顺序功能图设计根据此设备的控制要求,结合安全生产要求,设计顺序功能图如图4-1所示,以方便编写PLC梯形图4.2 梯形图设计1、手动与自动选择程序设计:根据海水淡化装置的控制要求,设备要求要求可自动运行,初次使用设备要使用手动 控制进行系统调试和相关数据记录,当系统出现故障时也可手动操作来检查故障和运行, 所以PLC内部的程序分为手动和自动两部分,I0.0为手动/自动转化按钮SB1对应的输入 地址,主程序如图4-2所示。网第1网貉标题网络注释100爭訪-
34、 1 I-E忖江阴职业技术学院毕业设计说明书-17 -网第2100自动7I- EN图 4-2 主程序梯形图2、手动操作程序设计:同络1网络樣题手动渚诜石英砂10.2IIme1 IQ1.01 1阿络2网络标题1 1手动清洗陶瓷膜10.31I10 01 1Q1.11 11 1图 4-3 手动程序梯形图如图4-3所示,10.2为手动清洗石英砂过滤器按钮,10.0为手动自动选择按钮,当手 动自动选择按钮打到手动状态时,I0.0为“1”,按下手动清洗石英砂过滤器按钮,此时I0.2为“1”,Q1.0得电由”状态跳变到“1”状态,因手动清洗石英砂按钮为自锁型按钮, 所以手动程序不需自保持。3、自动运行程序设
35、计:第四章 PLC 程序设计-18 -因设备长时间使用会导致过滤器及淡化膜内部出现盐分过高现象,盐分过高会导致过滤器堵塞,从而使管道压力升高,损坏管道及阀体,严重时引起安全事故,所以系统自动 运行48小时以上需要进行反冲洗。如图4-4所示,T37计时器值设为18000,已知T37计 数单位为100ms,所以当设备自动运行时,T37开始计时,计时1800000ms=1800s=30min T37常闭触点断开,常开触点闭合,此时C1计数器计数一次且T37计时清零,T37新一 轮计时开始,当计数器C1计数为96次,即系统连续运行48小时,C1计数器常开触点闭 合,常闭触点断开,系统开始进行反冲洗。反
36、冲洗结束,M2.3闭合,此时C1计数器清零,系统继续进行海水淡化生产淡水并开始重新进行反冲洗计M1.3江阴职业技术学院毕业设计说明书-19 -时。第五章系统调试-20 -5.1 PLC 调试1、PLC仿真调试将编好的PLC梯形图语言导出awl格式仿真文件,利用S7-200 V4.0仿真软件进行仿真,仿真状态如图5-1所示:1=00.0-11-Q1.P:叮11=02.0K5I图 5-1 仿真程序状态监控示意图5.2 组态界面调试因设备复杂,结构较为紧密,设备运行过程中出现故障不易排除,设备要求有监控,结合本设计的特点及要求,使用MCGS组态软件进行监控,实现实时监控系统运行情况的第五章系统调试5
37、=100012 0112.504K21=0.1江阴职业技术学院毕业设计说明书-21 -目的,监控状态如下图所示:如图5-2所示,首先将系统打到自动挡,系统开始自动运行,这时候可以观察到海水 提升泵叶片开始转动,说明海水提升泵开始工作,紧接着可以看到管道中有流动体流动, 海水池中经过沉淀的海水由海水提升泵供给过滤器,经过滤器过滤,除去大颗粒杂物,由 过滤器经高压泵增压一级海水淡化膜,然后由增压泵将通过一级海水淡化膜的海水增压通 过二级海水淡化膜,至此,海水淡化初步完成,然后经负电子弱碱性过滤、电导仪测试、 紫外线杀菌生产出合格的淡水。图 5-3 预处理系统界面运行示意图如图5-3,为海水淡化装置
38、的海水预处理系统,此监控系统需要对海水预处理产量进 行监控和记录。OOOO耳址担-加瓷自咖制图 5-2 系统总览界面运行示意图预处理系统机环*就UXM.町伺 T 筍航占西井比第五章系统调试-22 -图 5-4 反渗透系统界面运行示意图如图5-4所示,此系统主要监控淡水储水罐的液位变化,根据储水罐的液位变化可得 知淡水的生产速度,由此可以分析海水淡化系统淡化膜的堵塞情况,当海水池低于警戒水 位时,海水池低位报警;当生活水箱满,生活水进水阀关闭并报警;当直饮水水箱满,直 饮水进水阀关闭并报警,系统暂停工作,当生活水或直饮水水箱可供水时,系统自动运行。0 OOO自及2启壽停止系匏桃圖力式自擁IM曲-
39、吋帏Tl*r斷占百5HL6=产品1檢也雯北趨反澤透系统4 处 4243:52江阴职业技术学院毕业设计说明书-23 -结束语随着经济的飞速发展,由于我国能耗型经济的长期存在以及环境保护力度的欠缺,淡 水资源问题正威胁制约着我国可持续性经济的发展,进入21世纪,解决淡水资源问题已迫在眉睫,特别是东部沿海开放地区,水资源污染日益加剧。我国东部海岸线比较长,海 水资源较为丰富,今年来,我国海水淡化工艺日趋成熟,因此,研究海水淡化装置对我国 经济的可持续发展具有重要意义。本课题本着求真务实的原则,实事求是的对海水淡化装置的控制系统进行分析研究, 根据海水淡化装置的生产工艺特点, 结合旧式复杂的电气控制,
40、设计出一套应用PLC的合 理的控制方案,此方案合理选用了一系列的控制元器件,力求做到结构合理、功能完善、 操作简单、性能可靠,使该设备既具有工程意义,又具有实际应用价值。本课题是基于PLC的海水淡化控制,既要熟悉海水淡化的工艺流程和生产安全, 还要 考虑到各类传感器在海水淡化中应用的合理性,要求设计者对PLC硬件、软件以及昆仑组态具有一定的认知水平,将课本上的理论知识应用到实践中去,是对我们理论知识和实践 动手能力的一次检阅。根据项目的工艺特点及控制要求,本课题设计采用西门子S7-200系列、CPU226、24入/16出的PLC。在设计过程中出现了诸多过于PLC的问题,通过在西门子官网查阅资料
41、 和在各大工控论坛与诸多网友交流, 最后-克服。应用昆仑组态实现对现场的PLC进行监控,使自己在MCGS组态软件的应用能力得到了提高。目前,我国的海水淡化技术起步比较早,经过科学家几十年的悉心研究取得了一定的 成绩,用我国自主研发的海水淡化装置生产的淡水已在市场上占有一定的份额,但距离国 外领先技术还有一定的差距,特别是远洋船舶上的海水淡化装置,大型运输船采用国外生 产的海水淡化机比率明显要比采用国内生产的要高,由此可见,我国的海水淡化技术还需 要提高,值得庆幸的是近年来我国在海水淡化技术的经济投入不断增加,相信在不远的将 来我国海水淡化技术可以引领全球。在课题设计过程中,我遇到了不少困难,S
42、7-200系列PLC不能同时进行编程软件监控 和组态软件监控,在选择液位传感器时,考虑到海水具有一定的腐蚀性,查阅资料最后选 用了电子式的传感器。在应用软件时,出现了许多的软件使用方面的问题,通过查阅资料,网上与诸多网友探讨,基本解决。本次毕业设计涉及的全部内容是在孙老师的悉心指导下完成的。感谢孙老师悉心讲 解,让我从这致谢-24 -次设计中得到了很好的锻炼。同时也为我讲解了不少难题让我能顺利的完成 毕业设计工作。孙老师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不 倦的高尚师德,严以律己、宽以待人的崇高风范、平易近人的人格魅力对我影响深远。在 此,谨向恩师表示最真诚的感谢,感谢他在百忙中给予我们的帮助。最后还要感谢学院,感谢学院给我提供了良好地生活、学习环境,让我在这两年多来 不多成长,不断完善,感谢学院给我这次毕业设计机会,让我在毕业设计中得到很大的提 高。由于本人水平有限,经验不足,设计中难免存在错误疏忽之处,希望各位老师能予批 评和指出。江阴职业技术学院毕业设计说明书-25 -参考文献1张福录,李雪民反渗透法海水淡化系统的设计J 一重技术,2005, (05);.2雷建文海水淡化的现状发展以及几种典型蒸发器的研究J
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