自动化毕业设计（论文）_电气控制PLC水处理系统设计

1、 1 绪论课题的提出 水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征。我们这个水资源和电能源短缺的国家，面临城市污水肆意排放，生活用水水质日益下降，如何使水质到达日常生活、工业生产可靠性、稳定性的要求，直接影响着居民正常工作和经济的开展。随着工业制造的迅速开展，仪器设备对水质的要求也越来越高。传统方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了工业系统中的用水。目前的供水方式应朝着高效节能、自动可靠的方向开展，基于PLC电气控制技术、电气自动化技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，同时该系统具有良好的节

2、能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 水处理自动控制的开展前景水处理自控系统的开展始终追随水处理行业的开展趋势，其目的是使净水、污水和中水回用的处理更加完善、控制更加准确、系统运行更加稳定、操作更加方便、系统运行效率更高、更加环保和节能。 水处理行业的开展趋势 在净水行业，现有的城镇净水厂已经趋于完善，但在农村的饮水状况却让人担忧，大局部的农村人口直接饮用地下水或地表水，农村集中供水是一种开展趋势。农村净水厂的建设将是净水厂的主要组成之一。我国是一个严重缺水的国家，中水处理回用使城市污水成为一种清洁平安

3、的城市水资源，能够在很大程度上缓解城市水资源匮乏的状态，并进一步减少对下游城市水资源的污染，降低下游城市水资源的净化难度。 根据?城市污水处理及污水防治技术政策?，2021年全国省市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50，省市城市的污水处理率不低于60，重点城市的污水处理率不低于70。新建污水厂仍是我国治理水资源的一个重要组成。水处理行业，由于各厂的水源不同，所包含的污染物不同，相应的处理工艺也不同。水处理工艺的多样性、复杂性也是水处理行业开展的一个必然趋势。净水处理、污水处理和中水处理的设备众多，设备也更加专业化。怎样实现对其便捷稳定的控制变得至关重要 水处理行业自动控制需求 针对水处理行业

4、开展的趋势，水处理行业对自动控制的需求主要有以下几个方面：PLC及仪表开放的标准的通讯协议。由于现场设备众多，大局部需要通讯，而不是由一个PLC通过硬接线的方式采集所有设备的信号，实现控制。在短期内，需要PLC能够支持现场各种仪表和第三方厂家的通讯协议；从长期考虑，各种PLC以及仪表能够支持通用的开放通讯协议标准。上位组态软件丰富的驱动程序。在改造和扩建工程中，有很多情况是现场有几家PLC要与上位组态软件通讯，上位组态软件需要包含多家PLC的驱动。即使在新建工程中，也要考虑之后的工程改造和扩建，需要上位组态软件能够具有丰富的驱动程序，能够同时支持与多家PLC同时通讯和画面组态。水厂运行节能环保

5、。节能和环保是现代社会开展对各种工厂、产品的需求，在水处理行业同样需要考虑到节能和环保的问题。这就需要PLC的程序编写能够与现场工艺和设备结合，使控制更加准确，使现场设备在低能耗运行以及加氯、加药适量的情况下满足出水水质的要求。PLC设备稳定运行。PLC设备能够稳定运行，是对自动系统的根本要求，也是最高的要求。PLC设备有较强的抗干扰能力，平均无故障时间长，即使在系统故障的情况下，也能够最低限度的减少故障损失。提高现场调试效率。由于污水及中水处理工程大局部是BOT工程，承包商需要最快的资金周转周期，而自动系统的调试是水厂正常运行调试的最后一个环节，这就需要现场调试的效率高。效率主要表达在两个方

6、面，一个是调节周期短，二是调试效果好，系统运行稳定合理。 水处理行业自控系统开展趋势为适应水处理行业的开展趋势，满足水处理行业对自控系统的需求，水处理行业的自控系统在未来开展主要方向包含以下几个方面。.1 冗余的控制系统结构 由于水处理工程自动化控制对平安性的要求比拟高，而现在通常应用的冗余系统中，多数为双机架冗余，本钱相对单机系统会提高一倍，而低本钱、高可靠性的单机架冗余方案将是PLC在水处理行业开展的趋势。采用单机架冗余方案中，每套PLC选用一个冗余的机架，两个支持冗余系统的CPU。冗余系统配置主要目的是提高PLC设备运行的可靠性和稳定性，保证水厂不间断的正常运行，保证出水水质。.2 PL

7、C合理的通讯端口设置 在水处理厂智能仪表与现场设备集成的PLC分布比拟分散，通讯扩展接口应该可以，通过在主站以及从站任意槽位上增加通讯接口模块实现。即通讯接口模块的使用不能受到本地背板或远程背板的限制。.3 组态软件丰富的驱动程序 组态软件应开发各种厂家的PLC、仪表、移动通讯设备以及其他具有通讯功能的自控设备的驱动程序，以便在工程改造、扩建过程中上位组态软件与下位自控设备兼容，使水处理工程可以通过一个组态软件实现对现场所有工艺进行监控，提高系统的集成度和现场工作人员的工作效率，同时降低工程本钱.4 专业程序模块 由于水处理工艺多样性，针对不同规模、不同工艺的水处理厂应该开发专业的程序模板。在

8、PLC以及组态软件功能日趋完善，产品质量也逐步提高的情况下，谁能够为客户提供更加完善的效劳将成为成败的主导竞争方式。.5 数据分析、技术支持 在水厂的管理上，除了要能够支持远程监控，还要将现场IO效劳器采集的现场数据长时间的存储，使用专业的数据分析软件对现场数据进行分析，从而得出最正确的运行参数，根据这些参数修改现场控制站的程序。.6 远程监控 在水厂控制中心通过联网发布软件实现监控界面。将来PLC编程软件实现远程登录也是一个开展趋势，编程人员可以在任何能够登录Internet的地方修改PLC程序，进行远程调试。PLC概述 可编程控制器的定义可编程控制器，简称PLC(Programmable

9、logic Controller)，是指以计算机技术为根底的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)公布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原那么而设计。 PLC的开展和应用世界上公认的第一台PLC是196

10、9年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机开展水平，早期的PLC主要由分立组件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言5 ，并将参加运算及处理的计算机存储组件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化开展阶段，计算机技术已

11、全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器开展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪末期，可编程控制器的开展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期开展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各

12、样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、轻纺、交通运输、及文化娱乐等各个行业，被称为现代技术的三大支柱之一。 西门子S7-200PLC简介西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品。S7系列是传统意义的PLC，S7-200属于小型PLC，在1998年升级为第二代产品，2004年升级为第三代产品，其特点如下：功能强大。S7-200有5种CPU模块，最多可扩展7个扩展模块，扩展到248点数字量I/O或38路模拟量I/O，最多有30多KB的程序存储空间和数

13、据存储空间；先进的程序结构，功能强大、使用方便的编程软件； 灵活方便的寻址方法。本课题的主要研究内容本设计是以工业用水处理系统为控制对象，采用PLC控制技术，设计了一套满足工业水质要求的自动化水处理系统，并利用触摸屏对水处理系统运行状态进行实时监控和管理，保证整个系统运行可靠，平安，获得最正确的运行状态。PLC控制的水处理系统主要有可编程控制器、液位计、电磁阀、上下压力开关和现场的水泵机组一起组成一个完整的水处理系统，本设计中有3个贮水池，3台水泵，采用局部流量调节方法，即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行，其余水泵做恒速运行。PLC根据管网压力自动控制各个水泵之间切换，并根据压力

14、检测值和给定值之间偏差进行PID运算，输出给变频器控制其输出频率，调节流量，使供水管网压力恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起原那么。根据以上控制要求，进行系统总体控制方案设计。硬件设备选型、PLC选型，估算所需I/O点数，进行I/O模块选型，绘制系统硬件连接图：包括系统硬件配置图、I/O连接图，分配I/O点数，列出I/O分配表，熟练使用相关软件，设计梯形图控制程序，对程序进行调试和修改并设计监控系统。系统的理论分析及控制方案确定 水处理自动控制系统的控制要求 系统控制采用PLC控制方式实现自动控制，设有手动自动转换功能。可以随时根据系统各设备的运行状况对系统的控制方式及工艺参数进行调整。在

15、手动方式下，对各单元如自动阀，水泵进行独立操作。生产过程中系统出现故障时，及时发出警报。主要的工艺参数如压力，电导率等，均可直接在盘面或现场仪表上读出，实时了解系统各设备的运行参数。 报警及保护高液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位高过高设定值，发出高液位信号，受控单元停止工作。中液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位，水位低过中设定值，发出中液位信号，受控单元启开工作。低液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位，水位低过低设定值，发出低液位信号并停止出水泵。高压泵低压保护：进水压力低于低压开关设定值，发出水压低信号并停止高压泵及RO系统。高压泵高压保护：进水压力高于高压开关设定值，发出水压高

16、信号并停止高压泵及RO系统。水泵故障报警：水泵热继电器动作，发出故障信号，并停止故障泵 手动自动转换功能手动操作方式主要用于应急或检修，以保证生产供水需求自动操作方式：平时正常工作普遍采用的方式，其整个工作过程不需要人员干预，全自动运行。 系统单元控制预处理单元石英砂过滤器、活性炭过滤器为全自动操作运行和反洗。RO单元RO系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程均可由PLC实现自动控制。同时，RO系统还设置一块就地仪表盘和一块就地操作盘，在就地盘上可读出RO的有关工艺参数，以及能在就地操作盘上启停RO进水高压泵及相关的自动阀门。对RO系统的重要参数如电导率等均设有检测仪表当高压泵管路前各进水阀门

17、翻开时，进水压力到达要求后，可启停高压泵，检测高压泵没有故障，同时翻开产水不合格排放阀，进水压力到达反渗透工作压力，然后自动调整浓水排放阀来调节产水流量调整后，以后根本不用调整，当产水电导到达预定值时，关闭产水不合格排放阀。反渗透正常运行过程保护说明：检测进水压力是否到达要求的设备为进水低压压力开关；为确保反渗透的正常运行，考虑到运行过程中以及高压泵启动时，对管路会造成瞬时或不间断的压力失常、损失等情况，会造成压力开关的误动作，从而造成系统报警、停止，故在检测进水压力动作时，考虑了一定的延时。检测高压泵是否故障的设备为高压泵保护器。浓水管道设置高压保护开关，检测到浓水侧压力过高时，系统报警并翻

18、开浓水排放电动阀门，进行泻流。RO启停保护在RO停止使用时，首先停止高压泵，同时翻开浓水端排放阀和产水阀，预处理延迟运行一段时间，用经预处理的原水对RO膜组件自动低压冲洗5min，以防止浓水中的高浓度盐类在RO膜外表沉积结垢而影响膜的性能，然后自动关闭浓水电动阀，并停止冲洗。长时间停运，在冲洗后应注入保护液。 清洗系统由于清洗装置是反渗透系统的维护设备，运行时间和频率比拟低，一般几个月运行一次，建议采用手动控制方式进行；清洗进行时，首先确保清洗水箱有足够的清洗液，并且清洗泵、及清洗过滤器进出口各阀门都处于开启状态，检查清洗设备和反渗透装置之间的管道连接，开启清洗水泵，清洗装置进入开启状态。2.

19、2 水处理系统工艺流程概述 双级RO系统原水到达原水电磁阀，电磁阀开，原水流入原水箱内。原水箱内的水通过原水泵流经两个石英砂过滤器罐体，将水质中泥沙过滤在其中。过滤后的水流入活性炭过滤器罐体，活性炭吸附微笑颗粒。预处理后的水通过预处理阀的开启流入到一级保安过滤器内，将大于5um的颗粒过滤。一级保安过滤器过滤后的水经过一级高压泵的扬程使其流入一级反渗透装置，反渗透相当于半透膜，将浓度高的水排除。为了防止反渗透内结垢，在预处理阀管道后插接阻垢剂加药装置的管道，阻垢剂通过计量泵与预处理后的水一同流入一级保安过滤器。一级反渗透后的水流入中间水箱内，中间水箱内水经过中间水泵的扬程到达二级保安过滤器。在中

20、间水泵后插接PH调节装置，PH剂通过计量泵与中间水一同流入二级保安过滤器。二级保安过滤器将大于3um的颗粒过滤。二级保安过滤器过滤后的水经过二级高压泵的扬程使其流入二级反渗透装置。二级保安过滤器处理后的水流入纯水箱。纯水箱内的水经过纯水泵的扬程使其经过紫外灯杀菌到达用水点。 清洗系统 当双级RO系统长时间不运行的情况下，反渗透装置内会由于细菌的滋生不紧影响水质还会缩短其使用寿命。那么就有必要在双级RO系统停止运行时对其进行清洗。经过二级反渗透的水经过手动蝶阀的开通使其流入清洗水箱内。清洗水箱内的水经过清洗水泵的扬程到达清洗过滤器。清洗过滤器将大于3um的颗粒过滤过后分支到达一级反渗透的进水口和

21、二级反渗透进水口。将冲洗后的水排除，完成清洗过程。 循环水系统 用水池内的如果水体长时间静止，水外表尘埃会逐渐积累，同时水体内细菌也会迅速滋生繁衍。那么就应该考虑过滤外表的灰尘同时杀除水体内细菌。用水池上部有一吸水池，将管道伸入吸水池中用于吸水，开启循环水泵使水进入多介质罐体。多介质罐体内填充不同颗粒大小的石英砂和活性炭。杀菌剂用计量泵与过滤后的水重新流入用水池。经过长时间循环后，多介质罐体内会积淀大量尘埃。为了方便除去罐体内尘埃，停止循环水泵运行，开启反洗水泵使水流入罐体，开启手动排水蝶阀使水排除从而到达清洗罐体的目的。电气系统原理图3.1 电气系统主回路原理图 双级RO系统主回路原理图 在

22、双级RO主回路中总负载约为34KW，选用100A总空开作为整个系统的总开关。在主电源C相与N相间参加电源指示灯用以起到提醒作用，确保人身平安。主回路各个泵的保护空开都用GV2系列，GV2系列的优点是可以增加一组常开常闭点，方便控制回路的接线。GV2空开在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护。 各泵空开连接交流接触器，接触器广泛的用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开和常闭接点。 清洗系统主回路原理图主电源的C相电连接6A1P空开，经过空开的火线与零线接入PLC模块电源线和变压器

23、，作为两者的电源。变压器将220V电压降到24V电压，24V电压用作控制回路电源。变压器输出电压为24V+和24V。变压器的主要作用是电压变换，电压升高或者降低。主要分类为：生涯变压器、降压变压器。为了在紧急情况下可以立即停止整个系统运行，从主电源C相接入6A1P空开连接急停按钮，急停按钮出来的火线与零线作为控制回路220V电使用。 循环水系统主回路原理图10KW及以下的容量的三相异步电动机，通常采用全压启动，即启动时电动机的定子绕组直接接在额定电压的交流电源上。但当电动机容量超过10KW时，因启动电流较大，线路压降大，负载端电压降低，影响起动电机附近电气设备的正常运行。一般采用减压起动。所谓

24、减压起动，是指起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机启动后再将电压恢复到额定值，使之运行在额定电压下。减压启动可以减少起动电流，减小线路电压降，也就减小了起动时对线路的影响。在循环水系统中反洗泵22KW的功率如果直接起动会严重影响设备的正常运行。为了能起到保护的作用起动时运用星型三角型减压起动控制。起动时，定子绕组先接成星型，待电动机转速上升到接近额定转速时，将定子绕组换接成三角形，电机便进入全压下的正常运转。3.2 电气系统控制回路原理图 双级RO系统控制回路原理图 整个电气控制系统利用三位转换开关实现手动、自动的转化。标号100的线路经过系统选择选择开关标号成200的线路，用于手动

25、操作的电源。24V+的线路经过系统选择开关出来后的线路接到PLC信号输入端口。 当满足Q0.0开启的条件后，原水进水阀开，同时也可手动控制原水进水阀的通断。当KA1继电器通电，KA1常开点闭合，原水进水开，原水进水阀指示灯亮。当KA2继电器通电。主回路中原水泵启动，接触器KM1通电，KM1常开点闭合，原水泵运行指示灯亮。当继电器KA3通电，KA3常开点闭合，预处理阀开，预处理指示灯亮。阻垢剂泵的三位开关在手动、自动满足条件的情况下，继电器KA4通电，KA4常开点闭合，阻垢剂泵运行，阻垢剂泵运行指示灯亮。当一级高压泵运行，接触器KM2通电，KM2常开点闭合，一级高压泵运行指示灯亮。一级高压泵过载

26、，空开QF2断开，QF2常开点闭合，常闭点断开，一级高压泵停止运行，一级高压泵过载指示灯亮。过载I1.5信号输入到PLC控制模块。继电器KA6通电，KA6常开点闭合，常闭点断开，一级浓水电磁阀开，一级浓水阀运行指示灯亮。当中间水泵运行，接触器KM4通电，KM4常开点闭合，中间水泵运行指示灯亮。中间水泵过载，空开QF4断开，QF4常开点闭合，常闭点断开，中间水泵停止运行，中间水泵过载指示灯亮。过载I信号输入到PLC控制模块。继电器KA8通电，KA8常开点闭合，常闭点断开，PH泵运行，PH泵运行指示灯亮。当二级高压泵运行，接触器KM3通电，KM3常开点闭合，二级高压泵运行指示灯亮。二级高压泵过载，

27、空开QF3断开，QF3常开点闭合，常闭点断开，二级高压泵停止运行，二级高压泵过载指示灯亮。过载I2.0信号输入到PLC控制模块。继电器KA10通电，KA10常开点闭合，常闭点断开，二级浓水电磁阀开，二级浓水阀运行指示灯亮。当纯水运行，接触器KM5通电，KM5常开点闭合，纯水水泵运行指示灯亮。纯水过载，空开QF5断开，QF5常开点闭合，常闭点断开，纯水泵停止运行，纯水泵过载指示灯亮。继电器KA12通电，KA12常开点闭合，紫外灯杀菌器开。当清洗水泵运行，接触器KM6通电，KM6常开点闭合，清洗水泵运行指示灯亮。清洗水泵过载，空开QF6断开，QF6常开点闭合，常闭点断开，清洗水泵停止运行，清洗水泵

28、过载指示灯亮。为了实时检测各个水箱的液位，在每个水箱内用液位浮球实时检测。置于液位低的浮球在水箱低位的情况下通，置于液位高的浮球在水箱高液位的情况下通。通断信号传输到PLC输入端口，输入信号与24V红灯连接，当水箱内的水有低位或高位的情况，相应的指示灯亮。为了保证高压泵正常运行，防止入水低压，高压水泵空转影响高压泵的使用。出水高压对反渗透装置冲击损害，所以在高压泵的进水口和出水口设置压力开关。入水低压、出水高压信号传送到PLC信号输入端口，当遇到故障时指示灯亮，高压泵停止运行。为了检测处理后的水是否得到所需要求，用电导率表、电阻率表的探头伸入反渗透装置的出水口，用以检测水质。 循环水系统控制回

29、路原理图接触器KM1A通电，反洗水泵运行指示灯亮。KM1A常开点闭合，反洗水泵星型起动，时间继电器KT1延时通电，KT1常开点闭合，常闭点断开，反洗水泵三角形起动。KM1B与KM1C互锁。反洗水泵过载，反洗水泵过载指示灯亮。当循环水泵1运行，接触器KM2通电，KM2常开点闭合，循环水泵1运行指示灯亮。循环水泵1过载，热继FR2通电，FR2常开点闭合，常闭点断开，循环水泵1停止运行，循环水泵1过载指示灯亮。当循环水泵2运行，接触器KM3通电，KM3常开点闭合，循环水泵2运行指示灯亮。循环水泵2过载，热继FR3通电，FR3常开点闭合，常闭点断开，循环水泵2停止运行，循环水泵2过载指示灯亮。接触器K

30、M2，KM3线圈通电，常开点闭合，继电器KA1通电，KA1常开点闭合，常闭点断开，1#进水阀开。1#进水阀指示灯亮。接触器KM2，KM3线圈通电，常开点闭合，继电器KA2通电，KA2常开点闭合，常闭点断开，2#进水阀开。2#进水阀指示灯亮。循环水箱液位低，液位浮球LS3通，继电器KA3通电，循环水箱低位指示灯亮。KA1，KA2线圈通电，常开点闭合，KA4通电，KA4常开点闭合，加药泵起动。加药泵运行指示灯亮。潜污泵手动操作起动、停止。1#潜污泵手动启动，接触器KM4通电，常开点闭合，1#潜污泵运行指示灯亮。1#潜污泵过载，热继FR4断开，FR4常闭点开，1#潜污泵停止运行，过载指示灯亮。2#潜

31、污泵手动启动，接触器KM5通电，常开点闭合，2#潜污泵运行指示灯亮。2#潜污泵过载，热继FR5断开，FR5常闭点开，2#潜污泵停止运行，过载指示灯亮。3#潜污泵手动启动，接触器KM6通电，常开点闭合，3#潜污泵运行指示灯亮。3#潜污泵过载，热继FR6断开，FR6常闭点开，3#潜污泵停止运行，过载指示灯亮。 PLC的I/O端口分配及外围接线图 PLC的I/O分配 PLC的外围接线图4 系统的PLC程序设计 PLC编程软件的选用PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0 STEP 7 Micro WIN SP6编程软件开发。该软件的SIMATIC指令集包含三种语言，即语句表(STL)语言、

32、梯形图(LAD)语言、功能块图(FWD)语言。语句表(STL)语言类似于计算机的汇编语言，特别适合于来自计算机领域的工程人员，它使用指令助记符创立用户程序，属于面向机器硬件的语言。梯形图(LAD)语言最接近于继电器接触器控制系统中的电气控制原理图，是应用最多的一种编程语言，与计算机语言相比，梯形图可以看作是PLC的高级语言，几乎不用去考虑系统内部的结构原理和硬件逻辑，因此，它很容易被一般的电气工程设计和运行维护人员所接受，是初学者理想的编程工具。功能块图(FWD)的图形结构与数字电路的结构极为相似，功能块图中每个模块有输入和输出端，输出和输入端的函数关系使用与、或、非、异或逻辑运算，模块之间的

33、连接方式与电路的连接方式根本相同。PLC控制程序由一个主程序、假设干子程序构成，程序的编制在计算机上完成，编译后通过PC/PPI 电缆把程序下载到PLC，控制任务的完成，是通过在RUN模式下主机循环并连续执行用户程序来实现 PLC控制系统主回路设计为了方便了解水箱内水的多少，分别在原水箱、中间水箱、纯水箱，试验水池放入高、中、低浮球。当液面到达指定位置时浮球闭合，将信号传入控制模块内。 在原水箱水位不满的情况下，原水电磁阀开，原水流入原水箱。在原水箱水位不低，中间水箱不满的情况下，原水泵开，预处理阀开，阻垢剂泵开。预处理阀开启延时1s一级高压泵开，一级浓水电磁阀开，。在一级高压泵入水低压、出水

34、高压的情况下一级高压泵关闭。在中间水箱不低，纯水箱不满的情况下，中间水泵开PH调节泵开。中间水泵运行延时1s后二级高压泵开，二级浓水电磁阀开。当二级高压泵入水低压、出水高压的情况下二级高压泵关。在纯水箱不低、试验水池不满的情况下，纯水泵开、紫外灯开。原水箱水位高位的情况下，原水电磁阀关。原水箱水位低、中间水箱水位高位的情况下原水泵停止运行。原水泵停止运行延时1s阻垢剂泵、一级高压泵停止运行，一级浓水电磁阀关。原水箱水位低、纯水箱水位高的情况下中间水泵停止运行。中间水泵停止运行延时1s后PH泵、二级高压泵停止运行，二级浓水电磁阀关。在纯水箱水位低二级高压泵、试验水池水位高的情况下纯水水泵停止运行

35、，紫外灯关。由于清洗系统、循环水系统只在短时需要的情况下运行，所以选择手动操作。 PLC控制系统主回路梯形图结束语本文针对工业对水质要求的特点，设计开发了一套基于PLC的电气自动化控制的水处理系统。该系统利用PLC实现对多台水泵电机的启动和停止运行，同时把水泵电机控制纳入自动控制系统。压力传感器将电信号传送给控制模块根据压力大小控制高压泵起停，保证了高压泵的平安运行。利用电导率表、电阻率表实时监控产水质量，该系统不仅有效地保证了水处理系统产水质量，而且具有工作可靠、施工简单、节能效果显著、全自动控制、无二次污染等优点。通过对控制过程和原理的分析，利用西门子V4.0 STEP 7 Micro W

36、IN SP6编程软件设计了一个用于纯水处理系统的程序。为了方便监控各个水箱水位和各泵的运行情况，将PLC的信号输入到触摸屏内。从触摸屏上就可观测到整个系统的运行情况，不紧大大节省了人力的损耗，而且对系统的操作更便捷。当出现故障时，系统停止运行，发出故障报警信号。利用电控柜上的指示灯来观察每一台水泵是否正常运行。相对应的绿色指示灯亮说明水泵正常运行，当水泵过载时对应红色指示灯亮，系统停止运行。为了方便操作与维修，此系统可手动运行和自动运行。利用三位开关切换手动/自动。通过本次毕业设计，不仅使我稳固了对原有知识的掌握，还拓宽了我的知识面。在提高自己的同时，我也更加清楚的认识到自己的一些缺乏之处。比

37、方：在硬件设备之间的连接，I/O端口的分配，地址的分配这几方面自己起初不是很了解，但经过这半年的自学，以及向老师、同学们请教，我对这些知识有了更深入的理解。通过这半年的实践和学习，我学到了很多课本中无法涉及到的知识，体会到了工程设计的复杂与困难，也感受到了亲自做出成绩的成功与喜悦，这些都为即将开始的工作打下了坚实的根底。在以后的学习和生活中，我会不断的提高、充实自己，争取获得更大的成绩。附录附录A 双级RO系统工艺流程图附录B 清洗系统工艺流程图附录C循环水系统工艺流程图原文已完。下文为附加文档，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学

38、管理来进行编制的。编制时，我公司技术开展部、质检科以及工程部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺，特制定本施工组织设计。工程概况：西夏建材城生活区27#、30#住宅楼位于银川市新市区，橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发开发，银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级，屋面防水等级三级，地震防烈度为8度，设计使用年限50年。本工程建筑面积:27#m2;30# m2。室内地坪 m为准，总长27#m；30# m。总宽27#m；30# m。设计室外地坪至檐口高度18.6 00m，呈长方形布置，东西向，三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面，外刷浅灰色墙漆。内墙面除

39、卫生间200300瓷砖，高到顶外，其余均水泥砂桨罩面，刮二遍腻子；楼梯间内墙采用50厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200200防滑地砖，楼梯间50厚细石砼1：1水泥砂浆压光外，其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门，卧室门、卫生间门采用木门，进户门采用保温防盗门。本工程窗均采用塑钢单框双玻窗，开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅，外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构，共六层。根底采用C30钢筋砼条形根底，上砌MU30毛石根底，砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖；五层以上采用M混合砂浆砌筑MU15多孔砖。本工程结构中使用主要材料

40、：钢材： = 1 * ROMAN I级钢， = 2 * ROMAN II级钢；砼：根底垫层C10，根底底板、地圈梁、根底构造柱均采用C30，其余均C20。本工程设计给水管采用PPR塑料管，热熔连接；排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管，粘接；给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外，其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本工程设计照明电源采用BV铜芯线，插座电源等采用BV4铜芯线；除客厅为吸顶灯外，其余均采用座灯。施工部署及进度方案1、工期安排本工程合同方案开工日期：2004年8月21日，竣工日期：2005年7月10日，合同工期315天。方案2004年9月15日前完成根底工程，

41、2004年12月30日完成主体结构工程，2005年6月20日完成装修工种，安装工程穿插进行，于2005年7月1日前完成。具体进度方案详见附图1施工进度方案。2、施工顺序 = 1 * GB2 根底工程工程定位线验线挖坑钎探验坑砂砾垫层的施工根底砼垫层刷环保沥青 根底放线预检砼条形根底刷环保沥青 毛石根底的砌筑构造柱砼地圈梁地沟回填工。 = 2 * GB2 结构工程结构定位放线预检构造柱钢筋绑扎、定位隐检砖墙砌筑50cm线找平、预检柱梁、顶板支模预检梁板钢筋绑扎隐检、开盘申请砼浇筑下一层结构定位放线重复上述施工工序直至顶。 = 3 * GB2 内装修工程门窗框安装室内墙面抹灰楼地面门窗安装、油漆五

42、金安装、内部清理通水通电、竣工。 = 4 * GB2 外装修工程外装修工程遵循先上后下原那么，屋面工程包括烟道、透气孔、压顶、找平层结束后，进行大面积装饰，塑钢门窗在装修中逐步插入。施工准备现场道路本工程北靠北京西路，南临规划道路，交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫，压路机压。机械准备 = 1 * GB2 设2台搅拌机，2台水泵。 = 2 * GB2 现场设钢筋切断机1台，调直机1台，电焊机2台，1台对焊机。 = 3 * GB2 现场设木工锯，木工刨各1台。 = 4 * GB2 回填期间设打夯机2台。 = 5 * GB2 现场设塔吊2台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场；根据工程特

43、点，设总配电箱1个，塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱1个；电源均采用三相五线制；各分支均采用钢管埋地；各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。施工用水施工用水采用深井水自来水，并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管，每层留一出水口；给水管不置蓄水池内，由潜水泵进行送水。生活用水生活用水采用自来水。劳动力安排 = 1 * GB2 结构期间：瓦工40人；钢筋工15人；木工15人；放线工2人；材料1人；机工4人；电工2人；水暖工2人；架子工8人；电焊工2人；壮工20人。 = 2 * GB2 装修期间抹灰工60人；木工

44、4人；油工8人；电工6人；水暖工10人。四、主要施工方法1、施工测量放线 = 1 * GB2 施工测量根本要求A、西夏建材城生活区17#、30#住宅楼定位依据：西夏建材城生活区工程总体规划图，北京路、规划道路永久性定位B、根据工程特点及建筑工程施工测量规程DBI012195，4、3、2条，此工程设置精度等级为二级，测角中误差12，边长相对误差1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度，明确对工程效劳，对工程进度负责的工作目的。 = 2 * GB2 工程定位A、根据工程特点，平面布置和定位原那么，设置一横一纵两条主控线即27#楼：A轴线和1轴线；30#楼：A轴线和1轴线。根据主轴

45、线设置两条次轴线即27#楼：H轴线和27轴线；30#楼：H轴线和27轴线。 B、主、次控轴线定位时均布置引桩，引桩采用木桩，后砌一水泥砂浆砖墩；并将轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上，施测完成后报建设单位、监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上，用以控制楼层定位。D、水准点：建设单位给定准点，建筑物.500m。 = 3 * GB2 根底测量A、在开挖前，基坑根据平面布置，轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度，作为拉小线的依据；根据结构要求，条基外侧1100mm为砂砾垫层边，考虑放坡，撒上白灰线，进行开挖。B、在垫层上进行根底定位放线前，以建筑物平面控制线为准，校测建筑物轴线控制

46、桩无误后，再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。 = 4 * GB2 结构施工测量A、首层放线验收后，主控轴一引至外墙立面上，作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。B、施工层放线时，应在结构平面上校投测轴线，闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置3个标高点，以其平均点引测水平线折平时，尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置，进行测设。2、基坑开挖本工种设计地基换工，夯填砂砾垫层1100mm；根据此特点，采用机械大开挖，留200mm厚进行挖工、铲平。开挖时，根据现场实际土质，按标准要求1:0.33放坡，反铲挖掘机挖土。开挖出的土，根据现场实际情况，尽量留足需用

47、的好土，多余土方挖出，防止二次搬运。人工开挖时，由技术员抄平好水平控制小木桩，用方铲铲平。挖掘机挖土应该从上而下施工，禁止采用挖空底脚的操作方法。机械挖土,先发出信号，挖土的时候，挖掘机操作范围内，不许进行其他工作，装土的时候，任何人都不能停留在装土车上。3、砌筑工程 = 1 * GB2 材料砖：MU15多孔砖，毛石根底采用MU30毛石。砂浆：0.00以下采用M10水泥砂浆，一、二、三、四层采用M10混合砂浆，五层以上采用M7.5混合砂浆。 = 2 * GB2 砌筑要求A、开工前由工长对所管辖班组下发技术交底。B、砌筑前应提前浇水湿润砖块，水率保持在1015。C、砌筑采用满铺满挤“三一砌筑法“

48、，要求灰浆饱满，灰缝812mm。D、外墙转角处应同时砌筑，内外墙交接处必须留斜槎，槎子长度不小于墙体高度的2/3，槎子必须平直、通顺。E、隔墙与墙不同时砌筑又不留成斜槎时可于墙中引出阳槎或在墙的灰缝中预埋拉结筋，每道不少于2根。F、接槎时必须将外表清理干净，浇水湿润，填实砂浆，保持灰缝平直。G、砖墙按图纸要求每50mm设置26钢筋与构造柱拉结，具体要求见结构总说明。H、施工时需留置临时洞口，其侧边离交接处的墙面不少于500mm，顶部设边梁。4、钢筋工程 = 1 * GB2 凡进场钢筋须具备材质证明，原材料须取样试验，经复试合格前方可使用。 = 2 * GB2 钢筋绑扎前应仔细对照图纸进行翻样，

49、根据翻样配料，施工前由工长对所管辖班组下发技术交底，准备施工工具，做好施工的准备工作。 = 3 * GB2 板中受力钢筋搭接， = 1 * ROMAN I级钢30d， = 2 * ROMAN II级钢40d，搭接位置：上部钢筋在跨中1/3范围内，下部钢筋在支座1/3范围内。 = 4 * GB2 钢筋保护层：根底40mm，柱、梁30mm，板20mm。保护层采用50mm50mm的水泥砂浆块。板上部钢筋用马凳按梅花状支起。 = 5 * GB2 所有钢筋绑扎，须填写隐检记录，质评资料及目检记录，验收合格前方可进行下道工序。5、砼工程 = 1 * GB2 水泥进场后须做复试，经复试合格后由试验室下达配合

50、比。施工中严格掌握各种材料的用量，并在搅拌机前进行标识，注明每立方米、每盘用量。同时搅拌时，须车车进磅，做好记录。 = 2 * GB2 浇筑前，对模板内杂物及油污、泥土清理干净。 = 3 * GB2 投料顺序：石子水泥砂子。 = 4 * GB2 本工程均采用插入式振捣器，一次浇筑厚度不宜超过振捣器作用局部长度的倍，捣实砼的移动间距不宜大于振捣器作用半径的倍。 = 5 * GB2 砼浇筑后1昼夜浇水养护，养护期不少于7d，砼强度未到达MPa之前不得上人作业。6、模板工程 = 1 * GB2 本工程模板采用钢木混合模板。模板支搭的标高、截面尺寸、平整度、垂直度应到达质量验收标准，以满足其钢度，稳定

51、性要求。 = 2 * GB2 模板支撑应牢固可靠，安装进程中须有防倾覆的临时固定措施。 = 3 * GB2 本工程选用851脱模剂，每撤除一次模板经清理后涂刷脱模剂，再重新组装，以保证砼的外观质量。架子工程 = 1 * GB2 本工程采用双排架子防护，外设立杆距墙2m，里皮距墙50cm，立杆间距，顺水间距，间距不大于1m。 = 2 * GB2 架子底部夯实，垫木板，绑扫地杆。 = 3 * GB2 为加强架子的稳定性，每七根立杆间设十字盖，斜杆与地面夹角60o。 = 4 * GB2 为防止脚平架外倾，与结构采用钢性拉接，拉接点间距附和“垂四平六“的原那么。 = 5 * GB2 外防护架用闭目式平

52、安网进行封闭，两平网塔接和网下口必须绑孔紧密。 = 6 * GB2 结构架子高出作业层1m，每步架子满铺脚手板，要求严密牢固并严禁探头板。装饰工程装饰工程施工前，要组织质监部门、建设、设计、施工单位四方参加的主体结构工程核验收，对已完全体分部工程进行全面检查、发现问题及时处理，去除隐患，并做好装饰前材料、机具及技术准备工作。1、根据预算所需材料数量，提出材料进场日期，在不影响施工用料的原那么下，尽量减少施工用地，按照供料方案分期分批组织材料进场。2、将墙面找方垂直线，清理基层，然后冲筋，按照图纸要求，分层找平垂直，阴阳角度方正，然后拉线作灰饼。底子灰应粘结牢固，并用刮杠刮平，木抹子抹平。3、罩

53、面应均匀一致，并应在终凝前刮平压光，上三遍灰抹子。4、油漆、涂料施工：油漆工程施工时，施工环境应清洁干净，待抹灰、楼地面工程全部完工前方可施工，油漆涂刷前被涂物的外表必须枯燥、清洁，刷漆时要多刷多理不流坠，到达薄厚均匀，色调一致，外表光亮。墙面涂料基层要求现整，对缝隙微小孔洞，要用腻子找平，并用砂纸磨平。为了使颜色一致，应使用同一配合比的涂料，使用时涂料搅匀，方可涂刷，接槎外留在阴阳角外必须保证涂层均匀一致外表不显刷纹。楼地面工程楼地面工程只作50厚豆石砼垫层。做垫层必须先冲筋后做垫层，其平整度要控制在4mm以内，加强养护45天后，才能进行上层施工。10、层面工程1、屋面保温层及找平层必须符合

54、设计要求，防水采用防水卷材。2、做水泥砂浆找平层外表应平整压光，屋面与女儿墙交接处抹成R150mm圆角。3、本工程屋面材料防水，专业性强，为保证质量，我们请专业人员作防水层。4、原材料在使用前经化验合格后才能使用，不合格材料严禁使用。11、水、暖、电安装工程 = 1 * GB2 管道安装应选用合格的产品，并按设计放线，坡度值及坡向应符合图纸和标准要求。 = 2 * GB2 水、暖安装前做单项试压，完毕后做通、闭水后试验和打压试验，卫生间闭水试验不少于24小时。 = 3 * GB2 电预埋管路宜沿最近线路敷设，应尽量减少弯曲，用线管的弯曲丝接套丝，折扁裂缝焊接，管口应套丝用堵头堵塞。油漆防腐等均

55、符合图纸各施工标准及质量评定标准。 = 4 * GB2 灯具、插座、开关等器具安装，其标高位置应符合设计要求，外表应平直洁净方正。 = 5 * GB2 灯具、插座、开关等器具必须选用合格产品，不合格产品严禁使用。 = 6 * GB2 做好各种绝缘接地电阻的测试和系统调整记录，检查配线的组序一定要符合设计要求。五、预防质量通病之措施本工程按优质工程进行管理与控制，其优质工程的目标体系与创优质工程的保证措施在本工程施工组织设计中做了详述。本措施不再述。创优质工程除对各分部、分项、工序工程施工中，精心操作，一丝不苟、高标准严要求作业外，关键是防止质量通病。为此，提出防止通病的作业措施如下：1、砖墙砌

56、体组砌方法： = 1 * GB2 、组砌方法：一顺一丁组砌，由于这种方法有较多的丁砖，加强了在墙体厚度方向的连结，砌体的抗压强度要高一些。 = 2 * GB2 、重视砖砌体水平灰缝的厚度不均与砂浆饱满度： = 1 * GB3 、水平灰缝不匀：标准规定砖砌体水平灰缝厚度与竖向灰缝宽度一般为10mm，但不应小于8mm，也不应小于12mm。砂浆的作用：一是铺平砖的砌筑外表，二是将块体砖粘接成一个整体。标准中之所以有厚度和宽度要求，是由于灰缝过薄，使砌体产生不均匀受力，影响砌体随载能力。如果灰缝过厚，由于砂浆抗压强度低于压的抗压可度。在荷载作用下，会增大砂浆的横向变形，降低砌体的强度。试验研究说明，当

57、水平灰缝为12mm时，砖砌体的抗压强度极限，仅为10mm厚时的7075，所以要保证水平灰缝厚度在812mm之间。怎样确保水平灰缝的厚度呢？A、皮数杆上，一定将缝厚度标明、标准。B、砌砖时，一定要按皮数杆的分层挂线，将小线接紧，跟线铺灰，跟线砌筑。C、砌浆所用之中砂，一定要过筛，将大于5mm的砂子筛掉。D、要选砖，将过厚的砖剔掉。E、均匀铺灰，务使铺灰之厚度均匀一致。坚持“一块砖、一铲灰、一揉挤“的“三一“砌砖法“。 = 2 * GB3 砂浆必须满铺，确保砂浆饱满度。标准规定：多孔砖砌体，水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80，这是因为，灰缝的饱满度，对砌体的强度影响很大。比方：根据试验研究，当水平灰

58、缝满足80以上，竖缝饱满度满足60以上时，砌体强度较不饱满时，要提高23倍，怎样保证灰缝饱满度呢？A、支持使用所述的“三一“砌砖法，即“一块砖、一铲灰、一揉挤“。B、水平缝用铺浆法铺浆长度50cm砌筑，竖缝用挤浆法砌筑，竖缝还要畏助以加浆法，以使竖向饱满，绝不可用水冲灌浆法。C、砂浆使用时，如有淅水，须作二次拌合后再用。绝不可加水二次拌合。拌好的砂浆，须于3小时之内使用完毕。D、不可以干砖砌筑。淋砖时，一般以15含水率为宜。约砖块四周浸水15mm左右。 = 3 * GB3 注意砌砖时的拉结筋的留置方法：砖砌体的拉结筋留置方法，按设计要求招待。如设计没有具体规定时，按标准执行。标准规定“拉结筋的

59、数量每12cm厚墙放1根6钢筋，沿墙高每50cm留一组。埋入长度从墙的留槎处算起，每边均100cm，末端应有弯钩见图。标准还规定：“构造柱与墙连拉处，宜砌成马牙槎，并沿墙高每50cm设26拉结钢筋，每边伸入墙内100cm。2、预防楼梯砼踏步掉角：楼梯踏步浇筑砼后，往往因达不到砼强度要求，就因施工需要提前使用，既便有了足够强度，使用不慎，都会掉楞掉角。而且有了掉角，修补十分困难，且不定期牢固。为此宜采用两种方式予以防治： = 1 * GB2 踏步楞角上，在浇筑砼时增设防护钢筋。 = 2 * GB2 踏步拆模时，立即以砂袋将踏步覆盖。水泥袋或用针织袋装砂既有利于砼养护，又可保护踏步楞角。3、楼梯弊

60、端的预防：防止踏步不等高：踏步不等高，既不美观，又影响使用。踏步不等高现象，一般发生在最上或最下一步踏步中。产生的原那么，一是建筑标高与结构标高不吻合。二是将结构标高误为建筑标高。三是施工粗心，支模有误。为此，浇筑楼梯之间： = 1 * GB2 仔细核查楼梯结构图与建筑图中的标高是否吻合。经查核与细致计算无误后，再制作安装模板。 = 2 * GB2 浇筑砼中，往往由于操作与模板细微变形，也会使踏步有稍话误差。这一个误差，要在水泥砂浆罩面时予以调整。为使罩面有标准。在罩面之前，根据平台标高在楼梯侧面墙上弹出一道踏步踏级的标准斜线。罩面抹灰时，便踏步的外阳角恰恰落在这一条斜线上。这样做，罩面完成后