第一篇：鋼鐵工業(yè)主要水處理系統(tǒng)

與鋼鐵工業(yè)節(jié)水問題緊密相關(guān)的另一個問題是鋼鐵工業(yè)用水的處理，只有水處理問題得到有效的解決，節(jié)水工作才能真正取得成效。國外大鋼鐵企業(yè)的經(jīng)驗證明，正確使用水處理劑，可以有效解決水循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)垢問題，不僅延長了系統(tǒng)使用壽命，節(jié)約水資源，而且可以實現(xiàn)污水零排放，節(jié)水和環(huán)保效果非常顯著。

在鋼鐵工業(yè)中，需要進行水處理的系統(tǒng)主要是：

(1)煉鐵廠：高爐、熱風(fēng)爐冷卻凈循環(huán)水處理系統(tǒng)；高爐煤氣洗滌水濁循環(huán)系統(tǒng)；高爐爐渣水循環(huán)系統(tǒng)；鼓風(fēng)機站凈循環(huán)水處理系統(tǒng)。

(2)煉鋼廠：氧氣轉(zhuǎn)爐煙氣凈化污水處理系統(tǒng)；轉(zhuǎn)爐間接冷卻循環(huán)水處理系統(tǒng)；電爐凈循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；轉(zhuǎn)爐軟化冷卻水系統(tǒng)；電爐軟水冷卻水系統(tǒng)；轉(zhuǎn)爐污泥處理系統(tǒng)；電爐真空處理污水處理系統(tǒng)。

(3)連鑄廠：結(jié)晶器軟水閉路循環(huán)水系統(tǒng)；二次冷卻濁循環(huán)水系統(tǒng)；污泥脫水處理系統(tǒng)。

(4)熱軋廠：熱軋凈循環(huán)水處理系統(tǒng)；熱軋濁循環(huán)水處理系統(tǒng)；過濾器反洗水處理系統(tǒng)；含油、含乳化液廢水處理系統(tǒng)；污泥處理系統(tǒng)。

(5)冷軋廠：間接冷卻開路循環(huán)水處理系統(tǒng)；酸堿廢水處理系統(tǒng)；含油、含乳化液廢水處理系統(tǒng)；污泥處理系統(tǒng)。

水處理劑中用量較大的有三類：絮凝劑；殺菌滅藻劑；阻垢緩蝕劑。絮凝劑亦稱混凝劑，其作用是澄凝水中的懸浮物，降低水的濁度，通常用無機鹽絮凝劑添加少量有機高分子絮凝劑，溶于水中與所處理水均勻混合而使懸浮物大部沉降。殺菌滅藻劑亦稱殺生劑，其作用是控制或清除水中的細菌和水藻。阻垢緩蝕劑主要用于循環(huán)冷卻水中，提高水的濃縮倍數(shù)，降低排污量以實現(xiàn)節(jié)水，并降低換熱器和管道的結(jié)垢和腐蝕。

針對鋼鐵工業(yè)的特點，水處理劑的使用需注意以下幾點：

（1）在鋼鐵企業(yè)中，具有高熱流密度的設(shè)備較多，這與化工工業(yè)有著顯著的不同。因此，開發(fā)應(yīng)用耐高溫、低公害或無公害的阻垢緩蝕劑，是鋼鐵工業(yè)水處理劑的研發(fā)方向之一。

（2）結(jié)垢堵塞問題突出。高爐煤氣洗滌循環(huán)水的水質(zhì)成分很復(fù)雜，由于礦石中氧化鈣的溶入，造成管道結(jié)垢，噴頭堵塞，影響生產(chǎn)正常運行。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，投入造渣劑石灰，部分石灰細粉被煙氣帶出，在煙氣洗滌塔中與循環(huán)水生成氫氧化鈣，隨后與煙氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，造成洗滌塔中噴嘴堵塞，輸水管道斷面減少，阻力增加，浪費能源。在高爐煤氣洗滌和轉(zhuǎn)爐煙氣凈化濁循環(huán)水中，也需要解決洗滌水中大量懸浮物以及嚴(yán)重結(jié)垢問題。這些方面均需要開發(fā)優(yōu)質(zhì)的聚凝劑、分散劑及除硬穩(wěn)定劑。

（3）連鑄及軋鋼濁循環(huán)水主要是細小的氧化鐵皮懸浮物及循環(huán)水中油的去除問題。這類循環(huán)水的水處理工藝是沉淀、除油、過濾、冷卻。水處理藥劑主要采用絮凝劑、助凝劑、除油劑及少量的阻垢分散劑等。目前國內(nèi)生產(chǎn)的絮凝劑主要是鋁鹽及鐵鹽，助凝劑主要是聚丙烯酰胺類高分子藥劑。與國外同類產(chǎn)品相比，使用效果較差。因此，開發(fā)適用于鋼鐵企業(yè)的高效絮凝劑、助凝劑、除油劑是當(dāng)務(wù)之急。

第二篇：水處理系統(tǒng)改善

水處理系統(tǒng)改善

職業(yè)背景

我學(xué)習(xí)的食品專業(yè)，從事的是與食品相關(guān)的質(zhì)量管理工作。熟悉食品行業(yè)的人都知道，水在食品行業(yè)中的重要作用，以及影響作用。針對食品行業(yè)的SSOP,即衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序中第一條就規(guī)定的是水的要求，可見水的衛(wèi)生好壞在食品行業(yè)中的作用之大。

工作過程

2009年年初，我新到**市一家飲料公司。當(dāng)天下午總經(jīng)理帶我在工廠內(nèi)轉(zhuǎn)了一圈，順便介紹了一下公司的發(fā)展情況。據(jù)說，該公司在原來的地址時生意很好，企業(yè)員工達到頂峰三百多人，每天進貨的車輛在排隊。老板看見生意很好，原來生產(chǎn)的廠區(qū)不夠，就買下了現(xiàn)在的公司，進行飲料生產(chǎn)。自從公司搬到新公司之后，公司生產(chǎn)的飲料不到三個月就出現(xiàn)渾濁，沉淀。所以公司的效益越來越差，最后出現(xiàn)了虧損。從2007年到2009年公司員工人數(shù)由原來的三百多人縮減到現(xiàn)在的30多人，就這樣公司還不能及時保證發(fā)工資?，F(xiàn)在的生產(chǎn)狀況是一個月能生產(chǎn)5、6天，就是靠一些老客戶養(yǎng)著。說完，總經(jīng)理拍了拍我的肩膀說“小陳，就看你的啦。全公司三十多人都等著你養(yǎng)家糊口呢。你是大飲料企業(yè)出來的，這些問題應(yīng)該難不倒你？！”，聽完，覺得肩膀上得擔(dān)子很重。我笑著答道“李總，我試試看?！保安荒茉囋嚳?，問題一定能解決，我相信你！”，“我覺得應(yīng)該行！”。大話說在前面啦，我的拿出具體的行動來。我笑問總經(jīng)理“李總，咱們做飲料的水質(zhì)怎么樣啊？”，“挺好！純正的地下水，是井水”，我能看看“水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)嗎？”，“小陳，因為企業(yè)效益不好，養(yǎng)不起那么多的閑人，上個月化驗員辭職啦，這些都是她監(jiān)測的。小陳你要看什么數(shù)據(jù)，我相信你的能力，這點小問題難不倒你，對吧？”李總答道，“我試試看。”我笑笑。

我要求先去水處理系統(tǒng)看看，李總帶我去水處理系統(tǒng)車間。邊走邊給我說“咱們的水處理系統(tǒng)很先進的，有預(yù)沉淀池，石英砂過濾，活性炭過濾，反滲透膜過濾?！?。我們到車間一看，李總說的沒有錯，公司水處理系統(tǒng)真的有預(yù)沉淀池、石英砂過濾、活性碳過濾，反滲透膜過濾，只是預(yù)沉淀池內(nèi)表面都是黑色的污垢，存放處理完的水，即所謂的純凈水罐內(nèi)表面也是黑黑的一層?？催^之后，我說“李總，恐怕咱們的水質(zhì)不合格?！保坝猩恫缓细竦?，咱們就用這水”，“我說我們水質(zhì)可能不達標(biāo)?！?，“有啥不達標(biāo)的，不信你測測看？！”，“我辦公室還有點事.”你順便看看，有什么想法就提出來，公司盡量滿足你?！薄昂煤酶?，可不要讓我失望哦？”，“一定，李總先忙吧。”我答道?！罢垎栐蹅兊膬Υ婀薅嚅L時間清洗一次？”，我問陪同的車間主任，“好像沒有清洗過?！保皬膩矶紱]有清洗過？”，我接著問，車間主任點點頭，“以前沒有人要求啊，這個也要清洗嗎？”，“一定要，你看那內(nèi)壁都成什么樣啦？”，請問“石英砂過濾、活性炭過濾，反滲透膜過濾多長時間清洗一次啊？”，我接著問，“好像就安裝后，設(shè)備廠家叫我們清洗過一次?！避囬g主任答道。我肯定水質(zhì)有問題，為了說明問題，我決定先進行水質(zhì)檢測，然后根據(jù)檢測數(shù)據(jù)給大家說明問題。

我的專業(yè)是食品質(zhì)量安全與管理，檢測個水對我來說是個小case，三天后，當(dāng)我拿著檢測后的電導(dǎo)率，微生物指標(biāo)給李總看的時候，李總傻眼啦，因為每個數(shù)據(jù)都嚴(yán)重超標(biāo)。李總也是學(xué)食品的，具體來說是我的大學(xué)同學(xué)，只是他畢業(yè)后做方便面。因為公司效益不好，兩年前被老板聘請來管理公司，只是年齡比我長幾歲。我拿著檢測數(shù)據(jù)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749-2006》，決定給大家尤其是生產(chǎn)一線員工培訓(xùn)一下，順便也請老板參加，裝裝場面。

我給大家費勁口舌長達一小時之久，最后車間主任站起來說“陳工，我們都是粗人，您說我們應(yīng)該怎么做，我們做就行。知識我們一聽就蒙?！?，惹得大家哄堂大笑，就連老板也嘿嘿笑起來“是啊，陳工，告訴大家怎么做。有什么困難盡管找李總和我，我們大力支持你！你就放手去干吧，大家說好不好？“"好”大家一致喊到。我拿出已經(jīng)準(zhǔn)備好的方案，給老板和李總看了一下?！昂眉一铮》桨付加欣?，大家以后就跟著陳工吃香的喝辣的。”大家都笑起來了。“陳工，在學(xué)校學(xué)習(xí)是這個”李總豎起了大拇指?！蔽铱葱?，就按照這個方案辦吧。”一直看方案的老板說。

具體的方案

第一、定期清理各儲水罐，建議一周一次。第二，定期反洗石英砂過濾、活性炭過濾裝置，每次制水結(jié)束反洗一次，每周大反洗一次。第三、定期反洗一次反滲透膜，定位每月一次，如果電導(dǎo)率超過控制限時立即進行反洗。第四、處理過的純凈水要加次氯酸鈉溶液消毒，確保微生物指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749-2006》相關(guān)要求，但因為生產(chǎn)飲料用的設(shè)備和管道都是不銹鋼的，為了減弱氯離子對不銹鋼的腐蝕，余氯要求1-2PPM.方案公布后，我指導(dǎo)大家完成了第一次清洗，清洗后的水只差勁用漢字不能形容。經(jīng)過我的整改，公司的水質(zhì)狀況得到了很大的改善，飲料質(zhì)量大幅度上升，到2009年5月份公司開始出現(xiàn)了盈利，同時迎來了好幾家加工廠要求我們代加工。我也受到公司的尊重，任命為質(zhì)量部經(jīng)理，并組建起來自己的質(zhì)量部。

第三篇：游泳池簡單的水處理系統(tǒng)實例要點

游泳池工程技術(shù)具有自身的特點，它需用游泳池專門的技術(shù)、專用的設(shè)備，這些造就了專業(yè)性很強的游泳池行業(yè)，它具體表現(xiàn)在：

1.游泳池池水的循環(huán)過濾消毒就是再生水的利用，池水反復(fù)地循環(huán)和再生利用，也就是把已過濾和處理后的水（不管它有多么高的過濾精度和純度）不斷送入未過濾的含有污染物的池水中，使清濁混合的池水達到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，而后不斷污染的池水再連續(xù)不斷的進行循環(huán)、過濾、澄清和消毒；同時由于游泳者和周圍外界給游泳池帶進污染物，池內(nèi)自生的細菌和藻類，因此池水也在不斷的污染著；循環(huán)、過濾、消毒、澄清、污染處于動態(tài)的平衡狀態(tài)。這種動態(tài)體現(xiàn)在游泳人數(shù)的不穩(wěn)定、池水溫度的波動、化學(xué)投加的變化、循環(huán)流量的變動等等。

2.游泳池池水（物理）處理的特點是循環(huán)過濾，而在其他的水處理工程較少考慮循環(huán)和循環(huán)周期等相關(guān)問題，還有給水口、回水口的分布以使均勻布水問題，死水區(qū)和短流的問題。

3.污染源的持續(xù)性和不穩(wěn)定性，要求進行持續(xù)過濾和持續(xù)消毒。水質(zhì)的物理處理和化學(xué)處理同時進行。還要重視池體結(jié)構(gòu)和循環(huán)方式以及游泳池專用設(shè)備和管件的合理選用和布局。

4.保證游泳池水處理的安全、衛(wèi)生、經(jīng)濟、科學(xué)、可靠、低碳環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，還要考慮其它池邊設(shè)備、照明設(shè)備等的不同要求和功能。

在游泳池工程技術(shù)中，除去它自身的專業(yè)性理論、技術(shù)、設(shè)備和實踐以外，一般的水處理理論和技術(shù)也在游泳池工程的實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。例如：折點加氯，藍氏飽和系數(shù)，甚至懸疑顆粒運動特征值的偏態(tài)分布，等等。

游泳池污染物

一.游泳池污染物的來源：

a.人體臟物、細菌、病毒、尿素等 b.皮屑、發(fā)屑 c.化妝品 d.人體分泌物：油脂、汗液、口鼻腔分泌物 e.外來物：塵土、樹葉、小蟲 f.池內(nèi)滋生的菌類和藻類 g.平衡水箱、均衡水箱、過濾介質(zhì)、管閥內(nèi)壁的生物膜所產(chǎn)生的污染。

二.池水物理處理時所利用水的物理性質(zhì)和污染物的性質(zhì)

1.全部池水物理處理的關(guān)鍵就是利用了水的比重等于1kg/l這一物理性質(zhì)。2.全部循環(huán)過濾的關(guān)鍵同樣是利用了不同污染物的不同比重的物理性質(zhì)。3.污染物的比重與水的比重的比較有三種情況： 小于水的比重1kg/l時，污染物上浮到游泳池的水面;等于水的比重1kg/l時，污染物可懸浮在水中任何位置； 大于水的比重1kg/l時，污染物下沉到游泳池的池底

游泳池池水物理處理的核心問題是利用水的比重與污染物比重的不同來分離、攔截和過濾這些雜質(zhì)。

游泳池循環(huán)過濾方式

如果池水在水面沒有回水系統(tǒng)來進行循環(huán)流動，那么池面就是死水區(qū)；如果池水在池底沒有循環(huán)流動過濾，那么池底就是死水區(qū)。處理后的池水進池給水時，要求布水均勻，無死區(qū)，無短流。

二.池面回水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)施：撇沫器或溢水槽;池底回水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)施：底排

1.撇沫器加底排、溢水槽加底排的回水方式 撇沫器用于中小游泳池，一般當(dāng)游泳池的池水面積≦350㎡時采用撇沫器，沒25㎡—50㎡的水面積使用一個撇沫器，且一個游泳池不應(yīng)小于2個撇沫器，室外池安裝在游泳季節(jié)的下風(fēng)頭（北面的壁池），50%到70%的水流可通過撇沫器處理，不同污染情況可以做特殊處理，0—100%經(jīng)過撇沫器處理的特殊情況時有發(fā)生。撇沫器處理比重小于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)，同時用底排處理比重大于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)，這樣的循環(huán)方式處理了不同比重的污染物時才是科學(xué)的。

溢水槽用于中大游泳池的物理處理，必須配均衡（平衡）水箱，70%—100%的水流可通過溢水槽處理，可以池邊四周溢水也可以泳池兩個長邊溢水，底排也參與循環(huán)過濾。溢水槽的作用同撇沫器，處理比重小于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)，同時用底排處理比重大于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)，這樣的循環(huán)方式處理了不同比重的污染物，它也是科學(xué)的。

說明：均衡水箱不是建造和安裝在機房里，而是用混凝土建造在游泳池旁邊，對它可以方便地進行吸污和投藥處理。在靜止?fàn)顟B(tài)時，游泳池池水表面和均衡水箱的水面在同一個低于地面的水平面，系統(tǒng)工作后，循環(huán)水泵從均衡水箱吸水，經(jīng)過循環(huán)、過濾、加熱、消毒系統(tǒng)后，給游泳池補水，均衡水箱水面降低，同時游泳池水面升高，形成了水位落差，這樣就可以通過溢水槽回水，把比重小于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)流動，此時可以讓底排同時工作，把比重大于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)流動。需要說明的是，如果從池底給水，產(chǎn)生的所謂“短流”現(xiàn)象可以忽略，因為從給水口進入游泳池的水，進池后就即刻與沒有處理的池水混合，帶有臟水的混合水的水流回到底排就不能稱作“短流”。

在國外的游泳池工程實踐中，撇沫器加底排的回水方式不用平衡水箱，只有溢水槽加底排的回水方式時才采用平衡（均衡）水箱，可以對它方便的進行物理處理（如吸污）和化學(xué)處理（投加消毒劑、絮凝劑和進行化學(xué)沖擊處理）。

一.游泳池應(yīng)該采用的循環(huán)過濾的形式

游泳池水中的雜質(zhì)主要是游泳者帶進來的臟污、細菌、化妝品以及人體分泌的油脂和汗液，還有外界帶進池內(nèi)的雜物、灰塵、樹葉以及池內(nèi)滋生的菌類和藻類。

這些雜質(zhì)大多不溶于水，由于其比重的不同有的漂浮到水面、有的混合在水中、有的沉淀到水底。

雜質(zhì)上浮和下沉是有個過程和時間間隔的，上浮和下沉的快慢受比重的影響外，還受水流的影響。

如果在水面和水底都安裝了循環(huán)過濾的回水系統(tǒng)并讓水面回水系統(tǒng)可以把水中比重小于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)吸入循環(huán)過濾系統(tǒng)，同時，水底的回水系統(tǒng)可以把水中比重大于1kg/l和等于1kg/l的雜質(zhì)吸入循環(huán)過濾系統(tǒng)。

這樣以來，只需同時處理水面和水底的雜質(zhì)。

游泳池給水方式和其他循環(huán)方式

1.兩種給水方法：池壁水平給水和池底垂直給水

游泳池的給水方式有兩種：池壁水平給水和池底垂直給水，且兩者給水方式獨立使用。池壁水平給水，施工、安裝和運行都很方便，它是一種最常用的給水方式，但是它的缺點是熱量分布和化學(xué)投加不均勻；池底垂直給水最大的優(yōu)點就是熱量分布和化學(xué)投加比較均勻，但是它施工、安裝較難。

2.游泳池科學(xué)循環(huán)方式

給水方式有池底垂直給水和池壁水平給水兩種；回水方式也是兩種：撇沫器加底排回水、溢水槽加底排的回水方式。把2×2的給水和回水方式排列組合，就可得出4種循環(huán)方式，這些循環(huán)方式在國外都在使用，它們是：a.最佳循環(huán)方式：①池底垂直給水，溢水槽加底排回水系統(tǒng)。b.最常用循環(huán)方式：②池壁水平給水，撇沫器加底排回水系統(tǒng)。c.可用的循環(huán)方式：③池底垂直給水，撇沫器加底排回水系統(tǒng)。④池壁水平給水，溢水槽加底排回水系統(tǒng)。

結(jié)論：科學(xué)的循環(huán)方式是要保證不同比重的所有污染物在循環(huán)過濾系統(tǒng)中通過循環(huán)而流動，再進行攔截、分層和去除。如果泳池的水面沒有循環(huán)流動，水面就是死水區(qū)；如果池底沒有循環(huán)流動，池底就是死水區(qū)。

水面死水區(qū)和池底死水區(qū)這兩種情況發(fā)生在我們的順流式循環(huán)方式、逆流式循環(huán)方式上，這在國外是要避免的情況。在游泳池循環(huán)過濾系統(tǒng)中，平衡水箱、均衡水箱、過濾介質(zhì)、管閥內(nèi)壁的生物膜是我國游泳池水處理沒有注意的重要環(huán)節(jié)，要用物理處理和化學(xué)處理進行處理。我國傳統(tǒng)的順流式循環(huán)方式、逆流式循環(huán)方式和混流式循環(huán)方式都沒有考慮這種生物膜的處理，而這三種循環(huán)方式在結(jié)構(gòu)和建造上都不同程度上影響和妨礙了對平衡水箱或均衡水箱的處理。

第四篇：游泳池水處理系統(tǒng)的PLC設(shè)計

遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計

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游泳池水處理系統(tǒng)的PLC設(shè)計

摘 要

在工業(yè)不斷發(fā)展的今天，人們更加追求自動化的同時可編程序控制器映入了我們的眼簾，可編程序控制器在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷增加，讓我們看到他的應(yīng)用之廣泛，此次設(shè)計是在游泳池水處理自動控制方面的一個具體體現(xiàn)，正文介紹了可編程序控制器（PLC）、西門子S7-300 CPU313及溫度傳感器在游泳池水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用及PID調(diào)節(jié)。本設(shè)計在詳細了解了S7-300 PLC的結(jié)構(gòu)、用法，以及游泳池水處理系統(tǒng)的工藝流程的前提下，運用PLC對水處理各環(huán)節(jié)進行精確的控制。引入PLC后，比傳統(tǒng)的游泳池更加安全、可靠，更加節(jié)省人力資源，操作簡單，節(jié)省硬件等諸多優(yōu)點，隨著市場的開放與不斷擴大許多國外的品牌不斷涌入我國，我們可以選用更適合要求的產(chǎn)品。選用合適的PLC有利于系統(tǒng)的完美發(fā)揮，無論是從抗干擾能力或是其他方面PLC控制的系統(tǒng)都是當(dāng)前最具實力的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器；S7-300；PID溫控

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PLC designing of natatorium water processing system

Abstract With the development and advancement of industry, the Programmable Logic Controller that has been widely applied in a lot fields has become focus nowadays.This designing is a material and concrete exhibition in the aspect of natatorium water processing system.This article mainly illustrates PID regulation and the application of Programmable Logic Controller---PLC, Siemens S7-300 CPU313 and temperature sensor in the natatorium water processing system.The article has detailed introduced the S7-300 PLC structure and usage.Furthermore, it has completely complained the process of circulation water processing system and temperature regulation, as well as the concrete operation process.Comparing to the traditional one, the PLC controlling system has made the natatorium more safe and credible.Moreover, it not only can be operated easily, but also can save a lot of human resource and hardware for us too.As people have known, Programmable Logic Controller has become the developing trend of industrial automation.Due to the open and distensible market, a lot of foreign products of PLC that provide more choices for us have entered.As people have known, a good choice of PLC will make the system more perfect.Keywords：Programmable Logic Controller ；S7-300；PID temperature control

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目 錄

摘 要.........................................................................................................................................I ABSTRACT...........................................................................................................................II 1 緒 論....................................................................................................................................1 1.1 引言..................................................................................................................................1 1.2 國內(nèi)外游泳池水處理方式..............................................................................................1 1.3 本課題研究主要內(nèi)容......................................................................................................2 1.4 課題研究的意義..............................................................................................................2 系統(tǒng)概述.............................................................................................................................4

2.1 設(shè)計要求..........................................................................................................................4 2.2 控制系統(tǒng)簡介..................................................................................................................4 2.3 控制系統(tǒng)要求..................................................................................................................5 2.3.1 水循環(huán)及過濾部分...................................................................................................6 2.3.2 水質(zhì)檢測及加投藥部分...........................................................................................7 2.3.3 恒溫加熱系統(tǒng)控制...................................................................................................7 PID溫度控制...................................................................................................................11

3.1 基本概念........................................................................................................................11 3.1.1 比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)）..............................................................................................11 3.1.2 積分調(diào)節(jié)（I調(diào)節(jié)）...............................................................................................11 3.1.3 微分調(diào)節(jié)（D調(diào)節(jié)）.............................................................................................12 3.2 PLC中的PID控制實現(xiàn)方法........................................................................................12 西門子S7-300及硬件設(shè)計........................................................................................15

4.1 PLC的簡介....................................................................................................................15 4.1.1 PLC的特點..............................................................................................................15

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4.1.2 PLC的分類..............................................................................................................16 4.2 PLC的基本組成............................................................................................................16 4.2.1 主機.........................................................................................................................16 4.2.2 編輯器.....................................................................................................................18 4.2.3 I/O擴展和其他外圍設(shè)備........................................................................................18 4.3 PLC的基本工作原理和工作方式................................................................................18 4.4 硬件介紹........................................................................................................................19 4.4.1 數(shù)字量模塊.............................................................................................................19 4.4.2 模擬量模塊.............................................................................................................20 操作與軟件部分.............................................................................................................22

5.1 水循環(huán)控制過程............................................................................................................22 5.2 恒溫加熱部分控制........................................................................................................23

結(jié) 論......................................................................................................................................24 致 謝......................................................................................................................................25 參考文獻...............................................................................................................................26 附 錄......................................................................................................................................27

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第 1 頁 緒 論

1.1 引言

隨著社會的不斷發(fā)展人民的生活水平也在不斷提高，人民對物質(zhì)、精神生活不斷提出新的要求，健身、游泳、等娛樂活動不斷增加，游泳逐步成為一項群眾性的休閑娛樂活動。在炎炎夏日，游泳場館更是變成了人們消暑納涼的消費場所。特別是在暑期，熱浪滾滾，酷熱難耐，許多家長帶著放假的孩子，興致勃勃地嬉戲暢游在游泳池之“藍天碧水”間。而在最熱的時候，游泳場館更是天天爆滿，隨之而來對這些活動的客觀要求也不斷提出了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求，對游泳的環(huán)境和各方面的要求也逐步提高。近幾年來，集娛樂、休閑與健身為一體的游泳場館的需求與建設(shè)可謂方興未艾，國家級大型游泳館、各種公共游泳館、家用游泳池、星級賓館的室內(nèi)游泳池等遍及全國城鎮(zhèn)。游泳池、水上樂園像雨后春筍般涌現(xiàn)，其中許多游泳池已跳開古板的傳統(tǒng)模式，摹仿國外的先進經(jīng)驗，設(shè)計更新穎，融健身性、娛樂性于一體，更具吸引力及生命力。

1.2 國內(nèi)外游泳池水處理方式

為了節(jié)約用水，保護水資源保證水質(zhì)及衛(wèi)生指標(biāo)，絕大多數(shù)游泳池采用循環(huán)凈化給水方式。但由于我國游泳場館的發(fā)展相對較晚(二十世紀(jì)九十年代中后期才真正開始大規(guī)模發(fā)展)，所以在運行管理方面和給排水的設(shè)計方面積累總結(jié)的經(jīng)驗較少，缺乏系統(tǒng)的分析與交流，且游泳池的實際運行與規(guī)范下的設(shè)計存在著較大的差異。就水處理系統(tǒng)來說，目前規(guī)范基本上是按市政給水處理廠的要求來制定的，在設(shè)計中均是按照規(guī)范中的專業(yè)比賽用連續(xù)處理運行來設(shè)計的，而在實際運行過程中，無論是水質(zhì)還是投藥管理等，均不同于設(shè)計與規(guī)范，造成了水處理場地及設(shè)備的極大浪費，無形中增大了建設(shè)投資費用。另外大多數(shù)游泳場館未配制專業(yè)技術(shù)人員參與運行管理，因此，在實際運行過程中，因各種原因發(fā)生了較大的水耗、熱耗及電耗，并造成了不必要的水質(zhì)超標(biāo)甚至惡化，給經(jīng)營帶來較大的負擔(dān)與影響。鑒此通過對現(xiàn)有設(shè)備下的游泳池的研究，對于進一步節(jié)水、節(jié)能，降低運行成本有著重要的經(jīng)濟意義，并由此總結(jié)實踐經(jīng)驗，進行理論分析，從而提出游泳池水處理的優(yōu)化設(shè)計。

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1.3 本課題研究主要內(nèi)容

現(xiàn)代游泳池主要分三大部分：一是循環(huán)及過濾部分，二是水質(zhì)檢測及加投藥部分，三是恒溫及加熱部分。水處理循環(huán)系統(tǒng)是整個系統(tǒng)最為關(guān)鍵的地方，主要由兩臺循環(huán)水泵互為備用，循環(huán)水泵是為提供循環(huán)動力及循環(huán)處理水量而設(shè)置。循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用(1 # 泵和2 # 泵)，且8小時自動切換和非正常停泵自動起動備用泵(如加熱繼電器動作等)。起動過程由兩臺泵輪值起動，即在程序中設(shè)定一個起動泵號N(N = 1、2)，當(dāng)?shù)谝淮芜M入水循環(huán)主程序時，首先讀取泵號N(并令N 加1)，決定首先開啟哪一號泵，若無故障運行后，且在一個周期內(nèi)要求停泵，當(dāng)再次進入水循環(huán)主程序時，則起動當(dāng)前泵。以此，來減小某一臺泵因連續(xù)工作而引起的損耗。實際證明此方法可行且有效。當(dāng)某一臺泵出現(xiàn)故障需停機時，需等待該泵完全停止后，方可開啟另一臺泵，否則會出現(xiàn)局部回流現(xiàn)象，極易損壞水泵，因此，在起動另一臺水泵時，有一個10s 的延時。為了補充因各種原因所造成的池水熱損失及加熱補充水需設(shè)置換熱設(shè)備。目前，國內(nèi)采用的是快速式換熱器和新型板式換熱器。恒溫加熱部分由PLC可編程序控制器來控制，恒溫及加熱控制主要采用PID調(diào)節(jié)，輸出控制信號由PQW288輸出控制伺服控制器來控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的開啟度，定量地給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫。水池溫度的檢測通過兩個途徑獲得：一是水池溫度；二是蒸汽調(diào)節(jié)閥進水池布水口的溫度。檢測蒸汽進水池的溫度目的是為了與水池溫度相比較，不致兩者溫差過大，以免造成人員短時間內(nèi)不適應(yīng)或受傷。I2.3控制條件為緊急停止信號，由值班人員發(fā)出。水質(zhì)檢測都是通過檢測儀器送來的模擬量檢測信息，輸入到模擬量模塊進行處理，處理后根據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定控制量，分別控制各藥劑精確計量泵，加投水處理藥劑。各模擬量輸入的處理及控制都基本相同。絮凝劑加投的前提是循環(huán)水泵開啟，若循環(huán)水泵未開啟，絮凝劑加投后，也只是在局部起作用，不僅浪費資源，更使水質(zhì)變差。

1.4 課題研究的意義

本設(shè)計主要著重介紹各環(huán)節(jié)的控制和操作過程及原理，選用的控制設(shè)備也比傳統(tǒng)的設(shè)備更為先進，目前可編程序控制器在整個電氣控制領(lǐng)域已經(jīng)占領(lǐng)主導(dǎo)地位，發(fā)展的也是非常迅速，它的控制方式采用可編程序控制器進行控制。PC或PLC，它是在集成電路、計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有的功能強、可靠

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高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國外以廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快。除許多從國外引進的設(shè)備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機床設(shè)備已越來越多的采用PC控制系統(tǒng)取代的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PC性能也基本達到同類國外產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。目前PLC已廣泛用于冶金、化工、輕工、電力、建筑、交通、運輸?shù)雀鱾€行業(yè)[1]。

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第 4 頁 系統(tǒng)概述

2.1 設(shè)計要求

1．循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用，8h自動切換和非正常停泵自動起備用泵。

2．溫度控制精度1°C。3．采用可編程序控制器設(shè)計。4．畫出原理圖，編制程序。

2.2 控制系統(tǒng)簡介

布水口游泳池布水口溫度儀Ⅱ進池口水管熱力蒸汽熱交換伺服控制器溫度儀ⅠPH儀余氯儀濁度儀出池口水管循環(huán)水泵1號過濾沙缸N過濾沙缸2號定時器絮凝劑加投消毒劑加投稀鹽酸加投硫酸銅加投

圖2.1 游泳池水處理工藝流程圖

現(xiàn)代游泳觀的池水處理系統(tǒng)類似與自來水廠的水處理系統(tǒng)，通過循環(huán)水泵將池水置

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換出來檢測水質(zhì)，再通過化學(xué)和物理的方法調(diào)整水質(zhì)，然后將達到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“凈水”回灌進游泳池。本設(shè)計的游泳池水處理工藝流程如圖2.1所示。通過循環(huán)水泵將池水置換出來檢測水質(zhì)，再通過化學(xué)和物理方法調(diào)整水質(zhì)，然后將達到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“凈水” 回灌進游泳池。一般檢測項有濁度、過氧化物、尿素含量、菌去群含量、余氯值、臭氧值和pH值等。以pH值調(diào)節(jié)為例，當(dāng)pH值過高，超過控制時，則通過精確計量泵加投稀鹽酸以調(diào)低pH值，這就是化學(xué)的方法。再如當(dāng)濁度達到一定值時，亦通過精確計量泵將絮凝劑（需攪拌）加投到循環(huán)泵前，絮凝劑可將水中懸浮物凝結(jié)成塊，通過過濾沙缸把“濁水”過濾成“凈水”回灌到泳池[2]。另外，沙缸還有反沖洗過程，就是當(dāng)系統(tǒng)運行一定時間后，沙缸的沙層表面會積蓄很多的污物，使沙缸對水的阻力增大，流速減緩，過濾效果下降。因此，必須定期進行清除。清除的辦法就是使水流反方向流動，如圖2.2所示。溫度儀I、II進行溫度檢測。檢測的結(jié)果經(jīng)模擬量輸入模塊送到PLC，由PLC處理后一方面送控制屏進行溫度顯示，另一方面由PLC的PID指令控制。經(jīng)PID調(diào)節(jié)后，輸出的信號通過模擬量輸出模塊控制伺服蒸汽調(diào)節(jié)閥，定量的給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫[3]。

進水F1F3F5F2廢水F4沙缸

圖2.2 沙缸反沖洗工作示意圖

2.3 控制系統(tǒng)要求

該系統(tǒng)按只檢測濁度、余氯、pH值和溫度等幾項來配置，PLC按輸入/輸出點數(shù)、通信接口數(shù)等技術(shù)要求選定，檢測儀、泵、伺服控制器及操作系統(tǒng)根據(jù)工藝流程選定或按甲方要求選定。

具體硬件配置如下：西門子S7-300 CPU313一塊，SM321、SM322的數(shù)字量模塊各一塊，SM331S、M332模擬量模塊各一塊；德國普羅明特溫度傳感器——變送器兩支，遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計

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濁度儀、pH儀、余氯儀各一臺；高溫電動伺服閥一臺；精確計量泵四臺；循環(huán)水泵兩臺；大廳顯示屏（自制）一臺；5.7in臺達觸摸屏一臺；控制柜（定制）一臺。2.3.1 水循環(huán)及過濾部分

水循環(huán)主程序開始啟動準(zhǔn)備N手動自動？Y啟動1號泵Y故障？NNNY停泵？停泵延時10s計時8小時？停泵延時10sY啟動2號泵Y故障？NN計時8小時？停泵？NYY總停水循環(huán)主程序結(jié)束

圖2.3 水處理主程序流程圖

水循環(huán)及過濾部分主程序流程圖如圖2.3所示。循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用，8h自動切換和非正常停泵自動啟動備用泵（如熱繼電器動作等）。循環(huán)水泵的手

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動過程，只是配合自動過程的輔助手段，手動狀態(tài)除操作兩臺泵的起/停以外，還擔(dān)當(dāng)過濾缸反沖洗過程的操作。

正常情況下，水流的方向是F1入F4出，其他閥門關(guān)閉。反沖洗時，水流從F2入F3出，其他閥門關(guān)閉。污物被反向的水流帶走而排入污水管道。反沖洗持續(xù)時間需根據(jù)實際情況現(xiàn)場調(diào)整。從反沖洗結(jié)束到正常過濾狀態(tài)中間有一個過渡狀態(tài)，這段時間水流不應(yīng)流入泳池，因為此時水流不穩(wěn)且有殘余雜質(zhì)存在。因此這個過程的閥門狀態(tài)是F1入F5出，其他閥門關(guān)閉。這個過程持續(xù)時間很短，通常在 1min 之內(nèi)，需現(xiàn)場調(diào)整，最后，F(xiàn)5關(guān)閉，F(xiàn)4打開，反沖洗過程結(jié)束。反沖洗過程的觸發(fā)條件一般有3個：壓差反沖洗、定時反沖洗和手動反沖洗。這兩個過程基本是物理的過程[4]。2.3.2 水質(zhì)檢測及加投藥部分

水質(zhì)檢測都是通過各檢測項目的檢測儀器送來的模擬量檢測信息，輸入到模擬量模塊進行處理，處理后根據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定的控制量，分別控制各藥劑精確計量加投泵加投水處理藥劑。各模擬量輸入的處理及控制都基本相同，這里僅以濁度—絮凝劑為例說明模擬量輸入及控制的基本方法[5]。濁度—絮凝劑流程圖如圖2.4所示。

從圖2.5所示濁度控制曲線看出，要求濁度控制值在2~4NTU，5NTU為濁度報值，即當(dāng)大于等于4NTU時開計量泵加投絮凝劑，當(dāng)小于等于2NTU時關(guān)計量泵，大于等于5NTU報警。如果在編程時將控制值轉(zhuǎn)換為程序刻度值，由于濁度儀輸出范圍是4~20mA。因此需分兩步換算，如圖2.6第一步，將2和4NTU對應(yīng)的電流值求出來。第二步，由電流值計算出對應(yīng)的轉(zhuǎn)換值。即：

x2?

4?(20?4)2?(20?4)?4?10.4,x2??4?7.2（2.1）

1010

y1?2.3.3 恒溫加熱系統(tǒng)控制

10.4?276487.2?27648?14377,y2??99

53（2.2）

2020在環(huán)境溫度和水溫較低時，還需對池水進行加溫控制。池水加溫在泳池水處理中，也占有重要的地位。它是通過溫度儀I、II進行溫度檢測。檢測的結(jié)果經(jīng)模擬量輸入模

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塊送

濁度—絮凝劑主程序開始子程序7開始調(diào)用子程序7初始化預(yù)置采樣計數(shù)器和清0調(diào)用子程序8計算平均值子程序7結(jié)束N循環(huán)水泵開？Y濁度 ≥ 4？N子程序8開始Y啟動絮凝劑攪拌器從模擬量輸入PIW4中取個值加到采樣值中，采樣計數(shù)器加1，直到最大采樣數(shù)用移位求采樣平均值3S后啟動絮凝劑劑量泵N濁度 ≤ 2？子程序8結(jié)束Y關(guān)泵及攪拌器濁度—絮凝劑主程序結(jié)束

圖2.4 濁度—絮凝劑流程圖

圖2.5 濁度刻度控制曲線

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10量程/NTU27648刻度值4204y2y10x1x2I/mA(a)204x1x2I/mA(b)20

圖2.6 濁度刻度值換算比例圖

到PLC，由PLC處理后一方面送控制屏進行溫度顯示，另一方面由PLC的PID指令控制。經(jīng)PID調(diào)節(jié)后，輸出的信號通過模擬量輸出模塊控制伺服蒸汽調(diào)節(jié)閥，定量的給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫。該流程圖僅介紹自動部分，如圖2.7所示，該部分主要介紹池水（冬天）恒溫PID調(diào)節(jié)，溫度值向大廳顯示屏傳送的有關(guān)內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)PID控制允許將閉環(huán)控制器、脈沖控制器以及步驟控制器集成到用戶程序中。帶集成控制器設(shè)置的參數(shù)分配工具允許設(shè)置控制器，可在極短時間內(nèi)優(yōu)化使用。如果簡單PID控制器不足以解決自動化任務(wù)，可使用模塊化PID控制?？梢曰ミB所包含的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，創(chuàng)建幾乎任何一種控制器結(jié)構(gòu)。

恒溫及加熱系統(tǒng)主程序、子程序及中斷部分梯形圖恒溫及加熱系統(tǒng)主程序、子程序梯形圖見附錄。在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的[6,7]。

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恒溫 加熱主程序開始Y模塊有錯？N調(diào)用溫度控制模塊？Y調(diào)用FB41 啟動PID調(diào)節(jié)水溫由PQW288輸出N由I1.3啟動伺服電動蒸氣閥驅(qū)動電源恒溫 加熱主程序結(jié)束

圖2.7恒溫加熱系統(tǒng)控制流程圖

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第 11 頁 PID溫度控制

3.1 基本概念

PID控制是比例積分微分控制的簡稱。PID控制是一種負反饋控制，在反饋控制系統(tǒng)中，自動調(diào)節(jié)器和被控對象構(gòu)成一個閉合回路。在連接成閉合回路時，可能出現(xiàn)兩種情況：正反饋和負反饋。正反饋作用加劇被控對象流入量流出量的不平衡，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定；負反饋作用則是緩解對象中的不平衡，這樣才能正確地達到自動控制的目的。

PID控制具有以下優(yōu)點 1．原理簡單，使用方便。2．適應(yīng)性強。

3．魯棒性強，即其控制品質(zhì)對被控對象特性的變化不大敏感 3.1.1 比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)）

在P調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號u與偏差信號e成比例，即：

u?KCe

（3.1）式中KC稱為比例增益。

比例調(diào)節(jié)的顯著特點就是有差調(diào)節(jié)。采用比例調(diào)節(jié)，則在符合擾動下的調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，被調(diào)節(jié)量不可能與設(shè)定值準(zhǔn)確相等，他們之間一定有殘差。比例調(diào)節(jié)的殘差隨著比例帶的加大而加大。3.1.2 積分調(diào)節(jié)（I調(diào)節(jié)）

在I調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號的變化速度du/dt偏差信號e成正比，即

du?S0e

（3.2）dtt0或

u?S0?ed t

（3.3）式中S0稱為積分速度，可視情況取正值或負值。

調(diào)節(jié)器的輸出與偏差信號的積分成正比。積分調(diào)節(jié)器的特點是無差調(diào)節(jié)與P調(diào)節(jié)的

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有差調(diào)節(jié)形成鮮明對比，只有當(dāng)被調(diào)節(jié)量偏差e為零時I調(diào)節(jié)器的輸出才會保持不變。然而與此同時調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停留在任何數(shù)值上。這意味著被控對象在負荷擾動下的調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，被調(diào)量沒有殘差，而調(diào)節(jié)閥則可以停止在新的負荷所要求的開度上。I調(diào)節(jié)的另一特點是它的穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差。

采用I調(diào)節(jié)時口制系統(tǒng)的開環(huán)增益與積分速度S0成正比。增大積分速度將會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程。3.1.3 微分調(diào)節(jié)（D調(diào)節(jié)）

調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)被調(diào)節(jié)量的變化速度來移動調(diào)節(jié)閥，而不要等到被調(diào)節(jié)量已經(jīng)出現(xiàn)較大偏差后才開始動作，那么調(diào)節(jié)效果將會更好，等于賦予調(diào)節(jié)器以某種程度的預(yù)見性這種調(diào)節(jié)稱為微分調(diào)節(jié)。此時調(diào)節(jié)器的輸出與被調(diào)量或其偏差對于時間的導(dǎo)數(shù)成正比。

即

u?S2de

（3.4）dt單純按上述規(guī)律運作的調(diào)節(jié)器是不能工作的。這是因為實際的調(diào)節(jié)器都有一定的失靈區(qū)，如果被控對象流入流出量只相差很少以至被調(diào)量只以調(diào)節(jié)器不能察覺的速度緩慢變化時，調(diào)節(jié)器并不會運作。但是經(jīng)過相當(dāng)長的時間以后，被調(diào)節(jié)量偏差去可以積累到相當(dāng)大的數(shù)字而得不到校正，這種情況是不能容許的。

3.2 PLC中的PID控制實現(xiàn)方法

典型的基于數(shù)字PID的閉環(huán)控制系統(tǒng)。PLC的PID控制器的設(shè)計是以連續(xù)系統(tǒng)的PID控制規(guī)律為基礎(chǔ)，將其數(shù)字化寫成離散形式的PID控制方程，再跟據(jù)離散方程進行控制程序設(shè)計。在連續(xù)系統(tǒng)中，典型的PID控制器的輸入輸出關(guān)系如下：

?1M(t)?Kc?e(t)?TI??T0e(t)dt?1de(t)? ??M0

（3.5）dtTD?式中:M(t)為控制器的輸出量，M0為輸出的初始值，e(t)為給定值與被控變量的誤差信號，Kc為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。

將上式離散化，第n次采樣時控制器的輸出為：

Mn?KC(spn?pvn)?KCTST(spn?pvn)?KCD(pvn?1?pvn)

（3.6）

TITS

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標(biāo)準(zhǔn)PID控制允許將閉環(huán)控制器、脈沖控制器以及步驟控制器集成到用戶程序中。帶集成控制器設(shè)置的參數(shù)分配工具允許設(shè)置控制器，可在極短時間內(nèi)優(yōu)化使用。如果簡單PID控制器不足以解決自動化任務(wù)，可使用模塊化PID控制。可以互連所包含的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，創(chuàng)建幾乎任何一種控制器結(jié)構(gòu)[8]。

FB41稱為連續(xù)控制的PID用于控制連續(xù)變化的模擬量，與FB42的差別在于后者是離散型的，用于控制開關(guān)量，其他二者的使用方法和許多參數(shù)都相同或相似。PID的初始化可以通過在OB100中調(diào)用一次，將參數(shù)COM-RST置位，當(dāng)然也可在別的地方初始化它，關(guān)鍵的是要控制COM-RST；PID的調(diào)用可以在OB35中完成，一般設(shè)置時間為200MS，原理上，PID的調(diào)節(jié)節(jié)奏應(yīng)該與其采樣周期一致，這是數(shù)學(xué)模型應(yīng)與物理過程一致的要求。這也就是FB41要在OB35中周期調(diào)用且OB35的周期要與FB41采樣周期一致的原因。

當(dāng)然，在OB1或其他FC、FB中調(diào)用FB41也是可以的，此時最好將OB1參數(shù)區(qū)中掃描周期作為FB41的采樣周期。FB41參數(shù)的設(shè)置很靈活，可根據(jù)自己的習(xí)慣或應(yīng)用的方便選擇。

PVPER_ON ：是PID輸入輸出參數(shù)“PERIPHERAL化”的使能位，即將參數(shù)看成0~27648之間的整數(shù)。換個說法，就是PID的反饋值直接取自相應(yīng)AIW通道，而PID輸出則直接給出到AQW通道。參數(shù)整定由FB41完成。本設(shè)計用調(diào)節(jié)裝置的啟動標(biāo)志來觸發(fā)本位。

CYCLE ：采樣周期。根據(jù)物理量變化快慢定，一般要求與FB41執(zhí)行的周期一致，選擇200ms。

SP_INT：PID的設(shè)定值。注意設(shè)定值與反饋值的單位一致。為了避免錯誤，建議將SP_INT轉(zhuǎn)換為-100.0~100.0%之間無量綱的百分?jǐn)?shù)，輸入到FB41時，注意只取百分號之前的數(shù)即可，輸入設(shè)定值38.8即23.5 ℃。

PV_PER：PID過程的反饋值，直接取自反饋量的PIW通道的A/D碼。GAIN：比例系數(shù)。設(shè)定1。TI：積分時間。設(shè)定10min。

LMN_PER：PID的調(diào)節(jié)輸出，直接對應(yīng)調(diào)節(jié)輸出AQW通道。

P_SEL： BOOL：比例選擇位：該位ON時，選擇P（比例）控制有效；選擇有效。I_SEL： BOOL：積分選擇位；該位ON時，選擇I（積分）控制有效；選擇有效。

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D_SEL ： BOOL：微分選擇位，該位ON時，選擇D（微分）控制有效；一般的控制系統(tǒng)不用。

LMN_HLM：REAL：PID上極限，一般是100%。LMN_LLM：REAL：PID下極限；一般為0%。

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第 15 頁 西門子S7-300及硬件設(shè)計

4.1 PLC的簡介

可編程序控制器（Programmable Controller），簡稱PC或PLC。它是20世紀(jì)70年代以來，在集成電路、計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，除許多從國外引進的設(shè)備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機床設(shè)備已越來越快地采用PC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PC性能也基本達到國外同類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。4.1.1 PLC的特點

1．可靠性高，抗干擾能力強

為了確保PLC在惡劣的工作環(huán)境下能可靠的工作。在設(shè)計中強化了PLC 的抗干擾能力，使之能抗諸如點噪聲，電源波動，振動，電磁干擾等干擾，能在高溫高濕以及空氣中存在有各種強腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地工作。PLC能承受電網(wǎng)電壓的變化，可直接由交流市點供電，直接取自電控箱電源，即使在電源瞬間斷電的情況下仍可以正常工作[9]。

電源電壓： AC220 ±15% 抗振強度： 10Hz~55Hz 0.5mm 3軸方向各2h 抗沖擊強度：10g 3軸方向各3次

抗干擾強度：1000Vp-p、脈寬1us、30~100Hz噪聲 工作溫度：0℃~55℃ 存放溫度：-20℃~+70℃ 濕度：

35%~90%（不結(jié)霧）

耐壓：

AC1500V 1min（各端子與接地端之間）2．編程簡單，易于掌握

PLC在基本控制方面采用“梯形圖”語言進行編程，這種梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應(yīng)的，形式簡練，直觀性強，廣大電氣工程人員容易接受，還可以采用系統(tǒng)流程

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圖和語句表方式編程，三種語言可有條件地相互轉(zhuǎn)化，PLC這是PC優(yōu)于微機的另一個特點。

3．模塊化結(jié)構(gòu)

PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計有機架和電纜將各模塊連接起來。系統(tǒng)的功能模塊可根據(jù)用戶的實際需求自行配置，從而實現(xiàn)最家性能價格比。由于配置靈活，使擴展，維護方便。4．安裝簡便，調(diào)試方便

PLC安裝簡便，只要把現(xiàn)場的I/O設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端子相連就能完成了全部的接線任務(wù)，縮短了安裝時間。5．網(wǎng)絡(luò)通信

PLC提供標(biāo)準(zhǔn)通信接口，可以方便地進行網(wǎng)絡(luò)通信 6．體積小，重量輕，功耗低。4.1.2 PLC的分類

1．按結(jié)構(gòu)型式分類：整體式和模塊式。

（1）整體式PLC是將電源，CPU，I/O不見都集中在一個機箱內(nèi)。（2）模塊式PLC是將PLC各部分分成若干個單獨的模塊。（3）疊裝式PLC是將整體式和模塊式結(jié)合起來。2．按PLC控制規(guī)模分類

（1）小型PC I/O點數(shù)在256以下，存儲器容量2K步。

（2）中型PC I/O點數(shù)在256~2048點之間，存儲容量是2K~8K步。（3）大型PC I/O點數(shù)在2048點以上，存儲容量達8K步以上。

4.2 PLC的基本組成

從廣義上說，PLC也是一種工業(yè)控制計算機，只不過比一般的計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的借口和更直接的適用與控制要求的編程語言。所以PLC與計算機控制系統(tǒng)十分相似，也具有中央處理器，存儲器，輸入/輸出接口，電源等[10]。4.2.1 主機

既PC本機，它就是以CPU（中央處理單元）為核心的一臺專用計算機。

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1．CPU CPU在PLC控制系統(tǒng)中的作用類似與人體的神經(jīng)中樞。是運算與控制中心。用來實現(xiàn)邏輯運算、算術(shù)運算，并對全機進行控制。它按照PLC中系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù)：

（1）接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)

（2）用掃描的方法接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)積存器中。

（3）診斷電源，PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。

（4）在PLC進入運行狀態(tài)后，從存儲器中逐條讀出用戶的程序，經(jīng)指令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的信號，去啟動有關(guān)控制電路，分時、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運算或算術(shù)運算等任務(wù)。（5）根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位數(shù)據(jù)寄存器和輸出寄存器的內(nèi)容，再由輸出寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等外部功能。（6）PLC的CPU包括三種：單片機、通用微型處理芯片、雙極性位片處理芯片。2．存儲器

（1）系統(tǒng)程序存儲區(qū)

用以固化PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)工作程度，相當(dāng)于單片機的監(jiān)控程序或個人計算機的操作系統(tǒng)。在很大程度上它決定該種PLC的性能和質(zhì)量用戶無法更改或調(diào)用。（2）用戶程序存儲區(qū)

包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲區(qū)（數(shù)據(jù)區(qū)）兩種。前者用于存放用戶程序，后者用于存放用戶在執(zhí)行過程中使用的有關(guān)狀態(tài)量或數(shù)值量以生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)。3．輸入、輸出單元（I/O單元）

I/O單元又稱I/O接口電路，PLC程序執(zhí)行過程中需調(diào)用的各種開關(guān)量（狀態(tài)量）數(shù)字量或模擬量等各種外部或設(shè)定值，都是通過輸入電路進入PC。而程序執(zhí)行結(jié)果又是通過輸出電路送到現(xiàn)場實現(xiàn)外部控制功能[11]。（1）輸入接口電路

各種PC輸入電路結(jié)構(gòu)大都相同，其輸入方式有三種： 接口輸入12V或24V 交流輸入100V~200V或200V~240V

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交直流輸入 交直流12V或24V（2）輸出接口電路

為適應(yīng)不同的負載需要，各類PLC有三種輸出方式： 繼電器輸出 晶體管輸出 晶閘管輸出（3）電源單元

PLC對供電電源要求不高，可直接采用普通單相交流電。允許電源電壓額定值在+10%~-15%范圍內(nèi)波動。4.2.2 編輯器

編輯器用作用戶程序編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過鍵盤去調(diào)用和顯示PC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它接口與CPU聯(lián)系，完成人機對話連接。它可分為簡易型和智能型兩種。前者只能用于聯(lián)機編程，后者既可聯(lián)機又可脫機編程。4.2.3 I/O擴展和其他外圍設(shè)備

1．I/O擴展機用來擴展輸入、輸出點數(shù)

當(dāng)用戶所需的輸入、輸出點數(shù)超過主機輸入、輸出點數(shù)時，就要加I/O擴展機來擴展。

2．其他外圍設(shè)備

根據(jù)系統(tǒng)控制的需要，PLC還可以通過自身的專用通信接口連接一些其他外圍設(shè)備。[12]

4.3 PLC的基本工作原理和工作方式

PLC是采用周期性循環(huán)掃描，集中輸入和集中輸出的工作方式。這種工作方式的顯著特點：可靠性高、抗干擾能力強，但響應(yīng)滯后、速度慢，也就是說PLC以降低速度求得高可靠性。PLC處于（停止）工作狀態(tài)，只進行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容，一旦進入（運行）狀態(tài)，就采用周期性循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。在正常情況下，一個用戶程序掃描周期分為三個階段組成。1．輸入采樣階段

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PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入相對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷新。接著，進入程序執(zhí)行階段，在此階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。所以一般來說，輸入信號的寬度要大于一個少秒周期，否則很可能造成信號的丟失。2．程序執(zhí)行階段

根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左到右，從上到下的步驟順序執(zhí)行程序。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)的元件的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件的狀態(tài)會隨著程序而變化。3．輸出處理階段

在所有程序指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，最后經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負載。

4.4 硬件介紹

具體硬件配置如下：西門子S7-300 CPU313一塊，SM321、SM322的數(shù)字量模塊各一臺，SM331S、M332模擬量模塊各一塊；德國普羅明特溫度傳感器——變送器兩支，濁度儀、pH儀、余氯儀各一臺；高溫電動伺服閥一臺；精確計量泵四臺；循環(huán)水泵兩臺；控制柜（定制）一臺。

CPU313最大數(shù)字量I/O點128個，最大模擬量I/O點32個，可連接8塊模板。內(nèi)置20KBRAM最大可擴展512KB FLASHEPROM存儲卡，64個計數(shù)器128個定時器。具有PID控制器。具有MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。4.4.1 數(shù)字量模塊

S7-300有多種型號的數(shù)字量I/O模塊可供選擇 1．SM321數(shù)字量輸入模塊

SM321數(shù)值量輸入模塊主要有4種模塊可供選擇，即直流16點輸入、直流32點輸入、交流8點輸入、交流16點輸入模塊。另外，還提供了直流16點輸入帶過程診斷和

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中斷的模塊、直流8點輸入帶源輸入模板，交流32點輸入模板。2．SM322數(shù)字量輸出模塊

SM322數(shù)值量輸出模塊經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，信號可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電動機，燈和電動機啟動器等。按負載回路使用電源不同分為：直流輸出模塊、交流輸出模塊和交支流兩用輸出模塊。按輸出開關(guān)的種類不同又可分為：晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式和繼電器觸電輸出方式。

SM322數(shù)字量輸出模塊有7種型號輸出模板可供選擇，即16點晶體管輸出.、32點晶體管輸出、16點晶閘管輸出、8點晶閘管輸出、8點繼電器輸出和16點繼電器輸出模塊。選擇模塊時，因每個模塊的端子共地情況不同，應(yīng)根據(jù)模塊輸出類型和現(xiàn)場輸出信號負載回路的供電情況選擇。3．SM323數(shù)字量I/O模塊

此模塊有兩種類型，一種是8個共地輸入端和8個共地端，另一種上一帶有16個共地輸入端和16個共地輸出端，兩種模塊特性相同。I/O額定負載電壓DC24V，輸入電壓“1”信號電平為11V~30V，“0”信號電平為-3V~+5V。I/O通過光耦合器與背板總線隔離。輸出具有短路保護。4.4.2 模擬量模塊

1．SM331模擬量輸入模塊

SM331模擬量輸入模塊目前有三種規(guī)格型號：既8AI×12位模塊、8AI×16位模塊和2AI×12位模塊。其中具有12位的輸入模塊除通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參數(shù)設(shè)置等個方面都完全一樣。

SM331輸入模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補償電路恒流源、光電隔離部件、邏輯電路組成。實際應(yīng)用時可使用STEP7組態(tài)工具屏蔽掉不用的模擬量通道。

SM331的每兩個聽到構(gòu)成一個通道輸入組，可以按通道輸入組任意選擇測量方法和測量范圍。模塊上需要接DC24V的負載電壓L+，有反接性保護功能；對于變送器或熱電偶的輸入具有短路保護功能。2．模擬量輸出模塊

SM322模擬量輸出模塊目前有三種規(guī)格型號：既4AO×12位模塊、2AO×12位模塊、4AO×16位模塊。其中具有12位的輸出模塊除通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參

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數(shù)、設(shè)置等各方面都完全一樣。

這里4AO×12位模擬量輸出模塊為代表介紹SM332。SM332，4×12位模擬量輸出模塊，上有4個通道，每個通道都可以單獨編程為電壓輸出或電流輸出，輸出精度為12位，模塊對CPU背板和負載電壓都有光隔離。在輸出電壓時，可以采用2線回路和4線回路兩種方式與負載相連。3．模擬量I/O模塊

模擬量輸入/輸出模塊有兩種規(guī)格：一種是4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為8位：另一種也是有4模入/2模出的模擬量模塊，其輸入、輸出精度為12位。輸入范圍為0V~10V或0mA~20mA。

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第 22 頁 操作與軟件部分

5.1 水循環(huán)控制過程

當(dāng)按下按鈕SB0時，系統(tǒng)開始啟動，按下SB1水循環(huán)自動控制系統(tǒng)啟動，首先1號泵得電運轉(zhuǎn)，當(dāng)1號泵運轉(zhuǎn)時，PLC內(nèi)部計時器開始計時，當(dāng)計時8小時后將自動切換到2號泵，當(dāng)其中某一個泵運轉(zhuǎn)的期間有故障非正常停泵，PLC內(nèi)部設(shè)有監(jiān)控裝置，比如當(dāng)1號泵非正常停轉(zhuǎn)，PLC回在10秒鐘后自動啟動2號泵，當(dāng)2號泵非正常停泵時，其內(nèi)部指令也會在10秒鐘后自動啟動1好泵，兩臺泵互為備用。

總停開關(guān)SB2，當(dāng)想停止運轉(zhuǎn)整個系統(tǒng)時，可以通過此按鈕停止所有動作，當(dāng)按下此鍵后PLC內(nèi)部有個切斷兩臺水泵的中間繼電器，當(dāng)其得電時，兩臺水泵將失去供電而停止運轉(zhuǎn)。

手動加反沖洗部分，當(dāng)按鈕SB3按下后2號泵會開始運轉(zhuǎn)，當(dāng)下按鈕SB5時，可以停止2號泵，當(dāng)按下按鈕SB4后1號泵開始運轉(zhuǎn)，如果想停止運轉(zhuǎn)可按按鈕SB6，則1號泵也會停止下來。按下SB8可以進行反沖洗過程，按下SB7結(jié)束反沖洗過程。

整個水循環(huán)控制過程：水循環(huán)主程序開始，啟動準(zhǔn)備，當(dāng)無異常發(fā)生將進行自動控制，自動控制過程中可以切換到手動部分，由于手動操作直接簡單就不在這里闡述了，當(dāng)自動控制開始后首先啟動1號泵，1號泵檢測如果沒有故障則開始進行計時當(dāng)計時8小時后1號泵停轉(zhuǎn)，自動切換到2號泵，2號泵也將進行檢測如果沒有故障也將進行計時，當(dāng)8小時后自動切回1號泵，如果1號泵發(fā)生故障系統(tǒng)將決定是否停泵，如果停泵，經(jīng)過10秒鐘后切換到另一臺泵繼續(xù)工作，如果不需要停泵，系統(tǒng)將跳回啟動泵的位置，重新進行檢測，當(dāng)整個水循環(huán)過程不需要時可以停止系統(tǒng)，則水循環(huán)主程序結(jié)束。

根據(jù)第二章水循環(huán)主程序流程圖（2.1），寫出控制梯形圖程序（自動程序段），見附錄。

其中T37為定時器PT為80s，1號泵和2號泵8小時長延時計時器，前8小時計時器由T37和C20組成： 80×360/3600=8h，Q0.2輸出到1號泵接觸器，M0.2為1號泵自動中繼，M2.0為反沖洗中繼，M2.2為1號泵手動中繼。Q0.3輸出到2號泵接觸器，M0.3為2號泵自動中繼，M2.0為反沖洗中繼，M2.3為2號泵手動中繼。

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第 23 頁

5.2 恒溫加熱部分控制

當(dāng)水循環(huán)過程開始運轉(zhuǎn)后，可對水溫進行調(diào)節(jié)與控制，當(dāng)按下按鈕SB9后，他通過設(shè)置在PLC內(nèi)部的子程序來完成對溫度的監(jiān)控與顯示，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水溫發(fā)生過高或者過低時，可通過按鈕SB10，系統(tǒng)將自動進行調(diào)節(jié)，可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)溫度，當(dāng)兩個按鈕都按下后，系統(tǒng)將很快很穩(wěn)定的把溫度調(diào)節(jié)在規(guī)定范圍以內(nèi)，由于他是不間斷監(jiān)控，所以調(diào)節(jié)速度會很快，SB10按鈕是通過控制PLC內(nèi)部的一個繼電器來控制伺服蒸汽閥的，省略了人為調(diào)節(jié)過程，也避免了人為造作的超調(diào)量過高。其中SB9、SB10必須在水循環(huán)系統(tǒng)開始以后才可以進行調(diào)節(jié)的。

當(dāng)池水溫度過高或者過低時，通過出池口水溫的測量，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)是否報警，此系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)溫度為23.5度，最低為20度，最高45度，如果超過45度或者低于20度，系統(tǒng)將發(fā)出響鈴報警。

恒溫及加熱系統(tǒng)主程序、子程序及中斷部分梯形圖見附錄。

其中I2.3由控制按鈕操作，M22.3由按鈕操作，開機運行中調(diào)用子程序。溫度設(shè)定值=0.388對應(yīng)溫度值為23.5度，當(dāng)PIW308≤11520時，其輸出轉(zhuǎn)換成溫度值為20度，當(dāng)PIW308≥17920時，其輸出轉(zhuǎn)換成溫度值為45度，將這些數(shù)值編入程序，使伺服控制器定量控制蒸汽流量，使進水管與出水管溫差不會過大。

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結(jié) 論

本設(shè)計通過對水處理工藝流程的研究，做出了水處理系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的PLC控制程序和引入PID溫度控制對恒溫及加熱系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，而且完成了對各環(huán)節(jié)控制程序的調(diào)試工作。PLC技術(shù)的應(yīng)用使游泳池水處理的全自動可視化控制成為可能，使水處理系統(tǒng)的自動化水平及控制系統(tǒng)的可靠性、智能性和安全性都得到提高，很好地滿足了人們對現(xiàn)代化游泳場館的需要。同時也降低了能耗，減輕了工人的勞動強度，提高了管理效率。本系統(tǒng)采用 S7-300可編程控制器，很好地完成了預(yù)定的控制任務(wù)，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，具有非常好的推廣價值和應(yīng)用前景。

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致 謝

經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里要感謝我的導(dǎo)師李福云老師。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是李老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩李老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下自動化專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。最后感謝電信學(xué)院和我的母?！|寧科技大學(xué)四年來對我的大力栽培。

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參考文獻

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附 錄

OB1 游泳池水處理主程序

NETWORK 1 I0.0I0.1I0.4I0.7M0.0M0.0

NETWORK 2 M0.0ENFC100ENOFC101ENENO

NETWORK 3 I1.3M0.2I1.4M0.0M21.4M5.0M5.0M0.3

NETWORK 4 M5.0M5.1Q1.1

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FC100 水循環(huán)系統(tǒng)程序 NETWORK 1 M0.1I0.3M1.0I0.4I0.5M0.3M2.0M0.2M0.2M1.6T40I0.6M1.1I0.7I0.1M0.2M2.0M0.3M0.3M1.5T38

NETWORK 2

Q0.2I0.4M0.1T39M0.4M0.4

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NETWORK 3

T38M0.4Q0.2S_ODTSSQM4.0S5T#10STVBIT39RBCD

NETWORK 4

T39T38S_ODTSSQM4.1S5T#1STVBIT39RBCD

NETWORK 5 T38M1.1M1.5M1.5

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NETWORK 6 Q0.3I0.7M0.1T40M0.5M0.5

NETWORK 7 M0.5Q0.2ST40M4.2S_ODTSQS5T#10STVBIT41RBCD

NETWORK 8

T41T40S_ODTSSQM4.3S5T#1STVBIT41RBCD

NET WORK 9 T40M1.0M1.6M1.6

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NETWORK 10

T37M0.1T37S_ODTSSQM4.4S5T#1H20MTVBIT37RBCD

NETWORK 11

C20T37C21S_CDCDQM4.5M0.1SCVC#360C21PVCV_BCDRI0.0

NETWORK 12 T37C20CDC21S_CDQM4.6M0.1SCVC#360C21PVCV_BCDRI0.0

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NETWORK 13 M0.1C20M1.0C21M1.1

NETWORK 14 M0.1I0.1I1.1I0.4M2.2M0.2I0.2I1.2I0.7M2.3M0.3I1.3I1.4I0.4I0.5M2.0M2.0

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NETWORK 15 M0.2Q0.2M2.0M2.2

NETWORK 16 M0.3Q0.3M2.0M2.3FC101水質(zhì)檢測及投藥控制系統(tǒng)主程序 NETWORK 1 FC102ENENO

NETWORK 2 M9.0M9.1FC103ENENO

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NETWORK 3 M0.3CMP ≤ IM5.2M0.2MW420IN1

9953IN2CMP ≤ IM5.4MW420IN114377IN2M5.4M5.2M5.5M5.5T44M5.5S_ODTSSQS5T#3STVBIT44RBCDT44M5.6

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NETWORK 4 M5.5Q0.5M8.0

NETWORK 5 M5.6Q0.4M8.1

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FC101 濁度平均值計算初始化

設(shè)置采樣次數(shù) NETWORK 1 I0.0M0.0PENMOVEENO0INOUTMW400ENMOVEENO256INOUTMW402ENMOVEENO0INOUTMW410ENMOVEENO0INOUTMW414ENMOVEENO0INOUTMW418

FC103 計算濁度采樣平均值 NETWORK 1

M0.0ENPIW304INMOVEENOOUTMW412

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NETWORK 2 CMP ≥ IENMW4120IN1IN20INMOVEENOOUTMW410

NETWORK 3 M0.0ENADD_DIENOOUTMD414MD410IN1MD414IN2ADD_DIENENOOUTMW400MW400IN11IN2

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NETWORK 4

CMP ≥ IMW400IN1MW402IN2

I_DIENENOMW402INOUTMD402MOVEENENOMD414INOUTMD418DIV_DIENENOMD408IN1OUTMD418MD402IN2MOVEENENO0INOUTMD414MOVEENENO0INOUTMW400

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OB35 PID溫度控制 NETWORK 1 M5.0ENCOM_RESTMAN_ONM0.0M0.0M0.0PVPER_ONP_SELI_SELINT_HOLDI_ITL_OND_SELT#200MS3.880000e+001CYCLESP_INTPV_INPIW306PV_PERMAN1.000000e+000T#10MGAINTITDTM_LAGDEADB_W1.000000e+0020.000000e+000LMN_HLMLMN_LLMPV_FACPV_OFFLMN_FACLMN_OFFI_ITLVALDISVENOLMNLMN_PERQLMN_HLMQLMN_LLMLMN_PLMN_ILMN_DPVERPQW2889.700000e+0013.000000e+000

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第五篇：鋼鐵工業(yè)節(jié)水調(diào)查報告

我國水資源短缺日益嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約今后國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的瓶頸因素之一，是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和循環(huán)經(jīng)濟亟待解決的一個難題，鋼鐵工業(yè)節(jié)水調(diào)查報告。鋼鐵工業(yè)作為高耗水行業(yè)，必須承擔(dān)起促進全社會資源永續(xù)利用和環(huán)境持續(xù)改善的重要責(zé)任。堅持節(jié)約發(fā)展，清潔發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念，將節(jié)能減排作為發(fā)展的硬約束，納入鋼鐵企業(yè)總體發(fā)展戰(zhàn)略，始終堅持走低投入、低消耗、低排放和高效率的發(fā)展道路，積極推進循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)。如何最大限度地合理使用有限的水資源，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗工作的重要組成部分，也是企業(yè)降低成本，提高產(chǎn)品市場競爭力的重要途徑。鋼鐵工業(yè)必須由“大量生產(chǎn)、大量消耗、大量廢棄”的傳統(tǒng)發(fā)展模式，向“資源--產(chǎn)品--廢棄物--再生資源”的反饋式循環(huán)模式轉(zhuǎn)軌。國家已對鋼鐵等高耗水行業(yè)實行強制性用水定額管理，并出臺發(fā)展政策，今后推行強制性節(jié)水技術(shù)應(yīng)用也將成為必然趨勢。鋼鐵生產(chǎn)流程的各個工序幾乎都離不開水，燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼各工序都需要大量消耗水，都有廢水排放，特點是：廢水量大、水質(zhì)差異大、污染物種類多。燒結(jié)廢水中污染物成分簡單，主要是懸浮物，經(jīng)處理后可以循環(huán)使用或外排。主要用水特點是串級使用率較高，可以提高循環(huán)用水率；有益礦物含量高，回收利用價值較高；外排廢水的水量與水質(zhì)的隨機性大；廢水pH值較高，屬結(jié)垢性廢水。焦化廢水主要是裝入焦?fàn)t的煉焦煤中水和化產(chǎn)、濕法熄焦過程中使用水和蒸汽所形成的廢水；其特點是水質(zhì)成分復(fù)雜、污染物濃度高、毒性大、水量和水質(zhì)波動大。煉鐵廢水主要是高爐煤氣洗滌水、沖渣廢水、鑄鐵機廢水等；廢水特點是生產(chǎn)工藝過程用水，含有多種有害物質(zhì)，必須經(jīng)過很好處理才能循環(huán)利用。煉鋼廢水根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，廢水來源也不同，主要分轉(zhuǎn)爐煉鋼廢水、電爐煉鋼廢水、連鑄廢水，其成分和性質(zhì)隨冶煉周期的變化而變化。軋鋼廢水分為熱軋廢水和冷軋廢水。熱軋廢水主要特點是用水量大，含有大量的氧化鐵皮和油，經(jīng)過沉淀、冷卻處理后可循環(huán)使用。冷卻廢水主要包括含酸污水、含堿污水等。含酸污水中有各種酸類及相應(yīng)的鐵鹽和重金屬離子等。含堿污水除含有堿性物質(zhì)外，還含有懸浮物、油類等。含油污水中含油各種油類、乳化液、懸浮物和氧化鐵皮等。廢水的主要特點是種類多、成分復(fù)雜、廢水量變化大、含油及乳化液廢水需要單獨處理。據(jù)統(tǒng)計，我國冶金工業(yè)水重復(fù)利用率平均不到70%，而發(fā)達國家高達90%，調(diào)查報告《鋼鐵工業(yè)節(jié)水調(diào)查報告》。與國外先進企業(yè)相比，目前我國鋼鐵企業(yè)噸鋼耗新水還有一定差距，節(jié)水潛力很大。另一方面，國內(nèi)各鋼鐵企業(yè)之間的差距仍然較大，技術(shù)限制和管理落后等諸多原因造成浪費水的現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該全流程統(tǒng)籌部署節(jié)水工作，從各工序著手，盡可能采用先進技術(shù)、工業(yè)和先進設(shè)備及新材料，挖掘潛能，減少用水量，提高水的重復(fù)利用率。當(dāng)前，鋼鐵工業(yè)采取的節(jié)水技術(shù)措施可以歸納為以下四個方面：即與主體技術(shù)改造配合，盡可能采用不用水或少用水的工藝及大型設(shè)備，做到源頭用水減量化；采用安全可靠、先進高效的水處理技術(shù)和工藝，提高水的循環(huán)利用率，進一步降低噸鋼耗新水量；采用先進工藝對循環(huán)水系統(tǒng)的排污水及其他排水進行有效處理，使工業(yè)廢水資源化，實現(xiàn)工業(yè)廢水“零排放”；做好污水處理和分級別回用，最大限度地利用水資源。

1、采用節(jié)水型的工藝技術(shù)與裝備，如干熄焦技術(shù)、高爐(轉(zhuǎn)爐)干法除塵等干熄焦是在密閉系統(tǒng)內(nèi)完成熄焦過程，可基本消除酚、HCN、硫化氫、氮氣的排放，減少焦塵排放，與傳統(tǒng)的濕法熄焦相比，每噸焦炭可節(jié)水0.45立方米。高爐煤氣全干法除塵技術(shù)省去了濕法除塵的洗滌塔和沉降池等，全干法除塵工藝在除塵過程中不需要使用水洗和冷卻，只是在爐塵輸送過程中加濕時使用極少量的水，節(jié)水效果顯著。轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵回收技術(shù)可回收轉(zhuǎn)爐冶煉過程產(chǎn)生的煤氣，并對煙氣進行凈化，將含塵濃度由150-200毫克/立方米降至10毫克/立方米，可大幅降低轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗，系統(tǒng)阻損小，煤氣發(fā)熱值高。該系統(tǒng)全部采用干法處理，節(jié)約水資源，有利于保護環(huán)境。

2、重點加強焦化廢水處理、軋鋼廢水處理回用技術(shù)與膜法水處理技術(shù)等焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水。其組成復(fù)雜，含油大量有機污染物，還含油有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，屬于較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水，一直是國內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的難題。目前，國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬生物處理技術(shù)，正逐步由過去的活性污泥法向A-A-O-O法，即厭氧-缺氧-好氧-好氧法過渡。軋鋼過程中產(chǎn)生大量的含油廢水，其中以冷軋乳化液廢水的處理最為困難，較為成熟的處理技術(shù)是采用電化學(xué)催化氧化(ECO)、膜生物反應(yīng)器(Mbr)、氣能絮凝(GEF)和超濾(UF)，尤其是電化學(xué)催化氧化法可以提供充足能量打斷持久性有機污染物的化學(xué)鍵，使之氧化分解，甚至徹底礦化。膜法水處理技術(shù)是一種強化的自然水凈化過程，經(jīng)過微濾、超濾、納濾和反滲透等技術(shù)可以去除廢水中的雜質(zhì)。其最大優(yōu)勢在于對雜質(zhì)的去除率高，處理后的水質(zhì)不僅以達標(biāo)排放為目的，且可以實現(xiàn)廢水利用。膜分離技術(shù)在循環(huán)水處理中應(yīng)用也比較廣泛，特別是反滲透技術(shù)，可以脫除水中99%的鹽分，經(jīng)過反滲透處理的水基本不會造成管道和設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕。

3、冷卻過程節(jié)水技術(shù)，如高效空冷技術(shù)、節(jié)水噴霧型冷卻塔等閉路冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是冷卻過程節(jié)水技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，閉路循環(huán)水系統(tǒng)采用空冷器冷卻降溫是節(jié)水的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是干式空冷器節(jié)水效益明顯?？绽浼夹g(shù)在高爐設(shè)備、轉(zhuǎn)爐設(shè)備等應(yīng)用較廣、技術(shù)成熟，在連鑄結(jié)晶器、加熱爐的設(shè)備冷卻中應(yīng)進一步推廣應(yīng)用。

4、污水回用技術(shù)，如串級供水、企業(yè)外排水綜合處理回用、城市污水再生水處理利用等串級供水和污水綜合處理回用可使鋼鐵企業(yè)水的重復(fù)利用率得到有效提高，如冷卻水可供煤氣洗滌除塵用水，再供沖水渣用水和原料場的灑水等。關(guān)鍵環(huán)節(jié)是要進行水的科學(xué)合理的串級供應(yīng)和優(yōu)化污水處理工藝技術(shù)設(shè)備，使回用的水可以滿足不同用途的各種需求標(biāo)準(zhǔn)。鋼鐵工業(yè)的節(jié)水工作任重而道遠，鋼鐵企業(yè)應(yīng)積極貫徹執(zhí)行國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)保政策，結(jié)合自身特點，開發(fā)適合鋼鐵工業(yè)的節(jié)能型水處理技術(shù)和設(shè)備，運用經(jīng)濟杠桿激發(fā)企業(yè)各部門的節(jié)水積極性、支持發(fā)展和采用各項節(jié)水技術(shù)、污水處理技術(shù)、成套循環(huán)用水技術(shù)，真正做到工業(yè)廢水的“零排放”。