畢業(yè)設(shè)計（論文）-PLC在自來水供水濾池中的應(yīng)用.doc

畢 業(yè) 論 文題 目：PLC在自來水供水濾池中的應(yīng)用專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 班 級： 自動化 學 生： 指導(dǎo)教師： 成 績 黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學院 建筑材料與工業(yè)技術(shù)學院二零一二年六月黑 龍 江 建 筑 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 材 料 學 院開 題 報 告姓名： 班級 專業(yè)： 電氣自動化 畢業(yè)論文題目：PLC在自來水供水濾池的應(yīng)用、立題目的和意義：濾池是水廠常規(guī)處理凈水構(gòu)筑物的最后一道工序，濾池運行得好壞直接影響到水廠的出水水質(zhì)。濾池反沖洗工藝復(fù)雜，如果仍然沿用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進行濾池自動化系統(tǒng)的改造。PLC 作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴展方便、性能價格比高等一系列優(yōu)點,在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用,在自來水處理中也得到一定程度的推廣。立題依據(jù)及技術(shù)條件：1、中控室 污水池凈化2、有指導(dǎo)教師指導(dǎo)3、PLC控制 系統(tǒng)工作計劃與時間安排： 1月4日1月20日 與指導(dǎo)教師交流，提出自己對畢業(yè)論文選題的初步意向，匯報頂崗實習情況，匯報相關(guān)資料收集整理情況，接受指導(dǎo)教師的指導(dǎo)；1月21日-1月31日 根據(jù)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)意見，進一步收集整理相關(guān)資料，醞釀畢業(yè)論文選題及論文內(nèi)容。2月1日3月5日 與指導(dǎo)教師交流，確定畢業(yè)論文選題，提交論文開題報告，指導(dǎo)教師審閱開題報告，雙方確認開題報告；3月6日4月20日 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，根據(jù)開題報告的有關(guān)安排開展論文的撰寫工作，論文撰寫過程中要及時與指導(dǎo)教師聯(lián)系，定期向指導(dǎo)教師匯報論文撰寫進度；4月25日6月12日 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，上交、打印論文終稿；準備答辯。指導(dǎo)教師意見： 年 月 日黑 龍 江 建 筑 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院畢 業(yè) 論 文 評 語 年 月 日學生 朱家龍 班級 自動化097專業(yè) 電氣自動化技術(shù)畢業(yè)論文題目： PLC在自來水供水濾池中的應(yīng)用指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師(簽字) 評閱人評語： 評閱人(簽字) 答辯委員會評語：答辯委員會根據(jù)畢業(yè)論文之材料及學生之答辯作出以下評語：學生 畢業(yè)論文答辯成績評定為 根據(jù)所提交之材料及畢業(yè)論文答辯成績，答辯委員會認為該學生已（未）完成黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學院的教學計劃準予畢業(yè)（肄業(yè)）。對畢業(yè)論文的特殊評語： 答辯委員會主任（簽字） 委員（簽字） PLC在自來水供水濾池中的應(yīng)用摘要：水是生命之源。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，對城市供水提出了更高的要求，不僅要滿足管網(wǎng)壓力的需要、保證充足供水，還要求水質(zhì)明顯提高。濾池是水廠常規(guī)處理凈水構(gòu)筑物的最后一道工序，濾池運行得好壞直接影響到水廠的出水水質(zhì)。濾池反沖洗工藝復(fù)雜，如果仍然沿用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障，為此必須進行濾池自動化系統(tǒng)的改造。PLC 作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴展方便、性能價格比高等一系列優(yōu)點,在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用,在自來水處理中也得到一定程度的推廣，而且在其穩(wěn)定性、高自動化程度的不斷加強，使得其成為城市自來水處理自動化方面的首選 。 本文主要簡單介紹自來水公司的主要過程，及PLC在控制濾水池操作中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PLC 濾水池Water is the source of the life. With the development of society and the improvement of peoples living standard, to the city water supply put forward higher request, not only to satisfy the needs of the pipe pressure, assure enough water supply, also requires water quality improved obviously. Viewing a water plants processing water purification is the last procedure of the structures, ponds to run a direct influence on the waterworks effluent water. Viewing a reverse wash process complex, if can still use manual mode, the labor intensity and low working efficiency, to guarantee the safety, therefore must be viewing automation system transformation. PLC as a new type of industrial controller, with its universal performance, high reliability, flexible and convenient installation extension, performance to price higher a series of advantages, in the industrial control get more and more extensive application in water treatment in also get some degree of promotion, and in its stability, high automation degree of strengthen ceaselessly, make it a city water treatment automation of choice. This paper mainly introduces the main water company simple process, and PLC in the control of the application of the filter pool operation. Antistop：PLC Water filterII目 錄摘要第一章 研究背景及PLC系統(tǒng)概述(1)1.1研究背景及PLC定義 (1)1.2 PLC特點 (2)第二章 簡述供水公司工藝流程及濾池作用(3)2.1供水公司工藝流程 (4)2.2 濾池的主要作用 (4) 2.3 濾池控制策略 (5) 2.4液位控制 (6)第三章 濾池反沖洗系統(tǒng) (7)3.1反沖洗介紹 (8)3.2反沖洗制 (9)3.3 濾格操作臺設(shè)計(9)3.4濾池過濾控制設(shè)計 (10)3.5 濾格反沖洗判斷功能設(shè)計 (13)3.6反沖洗水泵一步化啟停設(shè)計 (15)3.7濾池設(shè)備故障檢測和保護設(shè)計 (18)結(jié)論(18)結(jié)束語(19)致謝(19)參考文獻 (20)黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文第一章 緒論1.1 PLC定義及供水背景PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！彼畬θ祟惗杂兄峭瑢こ５囊饬x，不論是日常生活，還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都離不開水。特別是在現(xiàn)代社會中，人們不僅對水的需求量與日俱增，對水質(zhì)的要求也越來越高。人類對飲用水進行處理的歷史十分悠久，超過了兩千年。但這是小規(guī)模、家庭型的處理，范圍僅針對某個人或某個家庭。而面向社會興建水廠，工業(yè)化的集中處理水的歷史還不到200年，特別是以快濾池為標志的現(xiàn)代水廠更只有110多年歷史。在我國，水廠的大規(guī)模建設(shè)是從解放后開始的，時間較短，但取得了卓越的成就。目前各個城市都已興建了自己的凈水廠，基本普及了自來水。而且，更加現(xiàn)代化的、大規(guī)模的新型水廠也在成批的建設(shè)中。水廠和其它行業(yè)的工廠一樣，自出現(xiàn)以來不斷革新，不斷現(xiàn)代化，生產(chǎn)能力、凈化效果都不斷提高。日產(chǎn)百萬噸以上優(yōu)質(zhì)自來水的超大型水廠也不罕見。維持如此大規(guī)模的水廠正常運行，且要保證出廠水質(zhì)，對處理工藝和自動化水平都提出了很高的要求。水廠的處理工藝一百年來已經(jīng)比較成熟，基本上是混凝沉淀、過濾和消毒?；炷齽┮话悴捎娩X鹽、鐵鹽。利用凝聚原理去除原水中的懸浮顆粒。再進行沉淀，過濾。消毒一般采用氯化法。近幾十年，隨著凈水理論的發(fā)展，工藝設(shè)計和處理構(gòu)筑物的形式不斷變化，各類反應(yīng)藥劑也出現(xiàn)許多新的替代品，比如:以高分子化合物作為混凝劑，臭氧或二氧化氯作為消毒劑等等。不過，基本的工藝過程沒有根本性改變。相比之下，水廠的現(xiàn)代化更主要的表現(xiàn)在自動化監(jiān)控系統(tǒng)上。凈水廠的生產(chǎn)過程采用自動化技術(shù)，不是單純的為了節(jié)省人力，更主要的是加強各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的合理調(diào)度，保證水量、水壓，提高水質(zhì)，節(jié)約動力和投藥量，消滅事故，積累運行資料，提高供水的可靠性和管理水平。我國的凈水廠自動化技術(shù)起步較晚，一度比較落后。但在近二十年中，發(fā)展迅速，許多大城市的水廠也達到了較高的自動化程度1。在各中小型水廠水質(zhì)生產(chǎn)過程中，濾池處理過程的有效控制是保證水廠出廠水水質(zhì)優(yōu)劣及生產(chǎn)效率高低的關(guān)鍵因素。在傳統(tǒng)的濾池生產(chǎn)中，一般依靠人工操作進行生產(chǎn)，濾池正常的過濾時間以及濾池反沖洗各環(huán)節(jié)的時間和強弱都要依靠現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)。由于受到人員素質(zhì)及經(jīng)驗、環(huán)境溫度、源水水質(zhì)變化等各種復(fù)雜因素的影響，很難使出廠水水質(zhì)長期穩(wěn)定。因此水廠濾池的自動化控制對于出廠水質(zhì)優(yōu)劣尤為重要。為了更好地安全生產(chǎn)，實現(xiàn)水廠自動化控制，本課題希望通過研究PLC在水廠濾池控制系統(tǒng)中的實際應(yīng)用，使通過PLC設(shè)計出的水廠濾池控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)水廠濾池控制系統(tǒng)具有更好的維護性和擴展性，提高水廠濾池控制系統(tǒng)的自動化水平，確保水廠供水更安全更可靠。1.2 PLC特點第一、可靠性強，穩(wěn)定性強第二、功能完善，實用性強第三、易學易用，深受歡迎第四、系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，改造容易第五、體積小、重量輕、能耗低第二章 供水公司工藝流程及濾池作用2.1 工藝流程進水泵-蓄水池-澄清池-過濾池-加藥池-過濾池-澄清池-出水泵(如圖2-1)圖2-1工藝流程圖2.2 濾池作用水廠生產(chǎn)的基本工藝可分為加藥、反應(yīng)、沉淀、過濾、消毒、儲存、送水等幾個相關(guān)過程。其中過濾過程又可分為正常過濾和濾池反沖洗兩個子過程，這兩個子過程交替運行，相互之間間隔一定時間(24h)，表示濾池工藝過程簡圖(如圖2-2-1) 圖2-2-1濾池工藝圖所謂濾池的正常過濾過程就是通過濾料層將待濾水去除雜質(zhì)顆粒、細菌的過程，其主要目的是使濾后水的渾濁度達到國家飲用水的衛(wèi)生標準。而濾池的反沖洗，就是先后運行氣洗、水洗兩種清洗方式去除濾料層中的雜質(zhì)，是濾池自凈的工藝措施。(如圖2-2-2)(如圖2-2-2) 濾池基本工藝結(jié)構(gòu)簡圖 濾池的進水利用虹吸原理完成。真空泵對進水虹吸管抽真空，當真空形成(虹吸管中空氣全部排除)后，真空引水器及時準確地發(fā)出真空形成信號，進水成功。從沉淀池來的經(jīng)初步處理的原水進入濾池，經(jīng)濾層過濾，從清水管經(jīng)清水閥門去清水庫。水頭損失儀由傳感器和數(shù)顯儀組成，傳感器中壓力接口與濾前水引管相接，差壓接口與濾后清水管相接，不同水位差值得到相應(yīng)的差壓信號，經(jīng)放大處理后由顯示儀顯示，即反應(yīng)濾池實際水頭損失值。過濾層混濁時，相應(yīng)水位壓差增大，當水頭損失到一定數(shù)值時，關(guān)閉清水閥門，濾層即用反沖水箱中的儲水反沖。濾池對反沖時產(chǎn)生的污水排水也是利用虹吸原理完成的，真空泵對排水回路抽真空，真空形成后排出。根據(jù)工藝，濾池PLC控制要求為：距上一次反沖結(jié)束6小時(該時間段可根據(jù)工藝要求修改)之間不進行反沖：距上一次反沖結(jié)束6小時之外到24小時(該時間段亦可修改)之內(nèi)，如水頭損失值達到設(shè)定上限值時，啟動該濾池反沖；距上次反沖結(jié)束24小時，則啟動該濾池反沖。多個濾池輪流反沖，反沖間隔時間控制反沖水箱自動上水至設(shè)定高水位在濾池正常下作時間內(nèi)，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)清水閥門開啟度，以保持濾池液位在一定高度。2.3 濾池控制策略 當濾池正常過濾的時候，其工藝要求就是要保持濾池水位的恒定以保證濾池有一個穩(wěn)定的生化環(huán)境。由于進水閥全開，瞬時進水量上下波動比較大，所以就需要通過控制濾后水閥的開啟度，以達到濾池水位的恒定。在如何確定濾后水閥開啟度的方法上，傳統(tǒng)控制和控制存在相當大的不同。在傳統(tǒng)的控制中，往往依靠操作人員的目測估計水位的高低，進而手動調(diào)整濾后水閥的開啟度，達到水位的相對平穩(wěn)，顯然這種操作方式受各種因數(shù)的影響不能滿足自動化和精度的要求；而在自動控制系統(tǒng)中，超聲波水位計實時監(jiān)測水位的變化，并傳送回模擬數(shù)據(jù)，利用專門的回路控制閉環(huán)控制指令，通過算法確定出濾后水閥的開啟度，再以此控制濾后水閥使濾池水位保持相對恒定。當濾池正常生產(chǎn)一段時間之后，就需要對濾池進行反沖洗，以去除濾料層的雜質(zhì)。其步驟如下：首先關(guān)閉進水閥，全開濾后水閥，將濾池水排空當濾池水位降為的時候，關(guān)閉濾后水閥，打開排污閥，打開氣洗閥，啟動鼓風機進行氣洗。維關(guān)閉鼓風機，關(guān)閉氣洗閥，打開水洗閥，對濾池進行水洗。維持關(guān)閉水洗閥，并維持系統(tǒng)靜止關(guān)閉排污閥，打開進水閥。當濾池水位到時，打開濾后水閥，并根據(jù)濾池水位利用算法調(diào)節(jié)濾后水閥開啟度。2.4 濾池液位控制一般的液位控制，是對調(diào)節(jié)閥采用功能塊進行控制，比較方便。但自來水廠的情況有所不同，其對液位的要求不十分嚴格，允許存在相對較大的偏差。因而從節(jié)約成本的角度出發(fā)，可以不使用調(diào)節(jié)閥，而采用開關(guān)閥作為清水閥來調(diào)節(jié)液位。這意味著無法再使用功能塊的輸出來控制閥位，必須人工編寫閉環(huán)控制程序，程序中通過控制開、關(guān)閥門的動作時間來控制閥門位置。相應(yīng)的電氣要求是閥門開、關(guān)無連鎖，開、關(guān)動作能隨開、關(guān)命令的中斷而中斷。據(jù)此設(shè)計的控制回路見圖2-4。 圖2-4 控制回路圖來自液位計的AI采樣信號作為反饋值與設(shè)定值比較，判斷是否超出預(yù)定范圍，若不在預(yù)定范圍內(nèi)，再進行液位升降判斷，決定閥門是否動作。當液位低于設(shè)定下限且仍在下降時，給出關(guān)閥命令，當液位高于設(shè)定上限且仍在上升時，給出開閥命令。其它情況下，閥門不動作。本框圖在具體實現(xiàn)中有兩個問題必須解決。第一，清水閥由全開到全關(guān)的動作時間大約為18s，這對于液位升降的速度來說很短。如果沒有任何措施，則一旦給出開(關(guān))閥命令，該閥會一直開(關(guān))到底；第二，液位信號始終是波動的(盡管很小)，這會影響對液位升降的判斷，而當其在上、下限設(shè)定值附近波動時，更會造成PLC頻繁給出開、關(guān)閥命令。實際工程中，是通過兩個定時器來解決的。第一個定時器加在采樣前，使采樣從每掃描周期一次，變?yōu)槊慷〞r器周期一次。只要定時時間設(shè)定足夠長，便可消除波動影響。第二個定時器加在開、關(guān)閥命令中，將每次開、關(guān)閥動作限制在較短的時間里。另外，液位升降的判斷是通過最新采樣值與上一周期采樣值相減得出的，因此編制程序時有必要將舊采樣值保存第三章濾池的反沖洗3.1反沖洗介紹濾池是水處理工藝中的重要環(huán)節(jié)，而濾池過濾能力的再生，是濾池穩(wěn)定高效運行的關(guān)鍵。若采用較好的反沖洗技術(shù)，使濾池經(jīng)常處于最優(yōu)條件下工作，不僅可以節(jié)水、節(jié)能、還能提高水質(zhì)，增大濾層的截污能力，延長工作周期，提高產(chǎn)水量。根據(jù)技術(shù)文件，本水廠采用氣水反沖洗工藝，而氣水反沖洗濾池采用了先進的氣、水反沖洗這一技術(shù)。因此其過濾周期比單純水沖洗的過濾周期長，截污量要高，同時反沖洗水的耗量比單純水沖洗的耗量少。同時濾池在氣沖洗時，由于用鼓風機將空氣壓入濾層，從而改善了濾池的過濾性能。 濾池包括沖洗泵房、8格均質(zhì)濾料濾池，采用恒水位過濾，氣水聯(lián)合沖洗；均質(zhì)濾料濾池反沖洗包括氣沖、氣水混沖和水沖。沖洗水泵為3臺，兩用一備。鼓風機為羅茨風機，數(shù)量2臺，一用一備。濾池閥門采用氣動控制。另外濾池系統(tǒng)還配置有液位計等測量儀表。全套濾池系統(tǒng)組成1.梅格濾池需要6只閥門，分別為進水閘板閥、排水閘板閥、出水調(diào)節(jié)蝶閥、水沖蝶閥、氣沖蝶閥、排氣閥各一個。為了保證濾池過濾效果，使濾后水質(zhì)達到國家標準，工藝上要求恒水位等速度過濾，420mA控制的連續(xù)調(diào)節(jié)閥門滿足上述要求。2.濾池的沖洗包括氣沖、氣水混沖、水沖，氣沖的作用是打開沙泥結(jié)塊，然后通過氣水混沖及水漂洗將濾砂洗凈，與普通快濾池相比較，氣水反沖洗濾池的洗砂效果更好，同時，它的閥門也較多，正因為閥門多，閥門開閉的積累時間相應(yīng)較長，為了縮短濾池的沖洗時間，動作靈敏的氣動閥門是好的選擇。選用高質(zhì)量的閥門時濾池運行的可靠保證。3.鼓風機采用一用一備，反沖洗泵是兩用一備。氣沖的時候是兩臺鼓風機運行，氣水混沖的時候是一臺鼓風機和一臺沖洗泵運行，水漂洗的時候兩沖洗泵運行。濾池PLC管理控制鼓風機、沖洗泵及其出口閥門，及管理全部的濾池閥門，濾池PLC站下掛PLC子站，上接全廠控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2反沖洗控制濾池的反沖洗控制可分為兩部分：反沖洗啟動和反沖洗過程的控制。反沖洗啟動有兩種途徑，一是由上位機下達反沖洗命令；二是當反沖洗條件滿足時自動開始反沖洗。反沖洗條件有二：定時沖洗和根據(jù)水頭損失情況沖洗。這兩個條件是并列的，只要滿足一個，就必須進行反沖洗。定時沖洗可以設(shè)置為具體時間，也可以按照過濾的運行時間來安排，即當濾池連續(xù)過濾一定時間后自動啟動反沖洗。本工程選用后者，在反沖洗結(jié)束、過濾開始的時候，啟動一計時器，定時24h，時間到便開始反沖洗程序。水頭損失反沖洗可以這樣設(shè)計：在液位控制中，如果清水閥已開到最大，就把采樣液位與預(yù)先設(shè)置的水頭損失液位比較，如果超出，再看液位是否上升，如果是，則條件滿足，啟動反沖洗如圖3-2 反沖洗過程說明。如圖3-2 反沖洗過程說明反沖洗過程比較繁瑣，有一系列開、關(guān)閥門，開、關(guān)風機，開、關(guān)水泵的命令，大致過程如下：關(guān)進水閥，液位降低到一定程度后關(guān)清水閥，再打開排水閥及氣沖閥，之后開鼓風機氣沖(時間可調(diào))，水沖閥在鼓風機啟動后打開，再啟動一臺反沖洗泵，作氣水沖(時間可調(diào))，氣沖結(jié)束，關(guān)鼓風機、氣沖閥，再打開第二臺泵，僅作水沖(時間可調(diào))。結(jié)束時，先關(guān)反沖洗泵，再關(guān)水沖閥，最后關(guān)排水閥。反沖洗完畢，打開進水閥開始過濾。在編制梯形圖時，對開、關(guān)閥門的條件必須嚴格限制，避免錯誤的、不適時機的開、關(guān)閥門命令。大量的閥門故障，計時校驗等報警也必不可缺。其中兩個報警更需要特別處理。其一是反沖洗中的關(guān)清水閥故障，除報警外，如果短時間內(nèi)無法排除故障，就要重新打開進水閥否，則液位一直下降會使砂面暴露；其二是鼓風機或水沖泵停止后關(guān)氣沖閥或水沖閥的故障。該故障發(fā)生后，應(yīng)允許反沖洗結(jié)束后進入過濾，但卻不允許其它濾格進行反沖洗。反沖洗中的鼓風機、水泵都只有一套，為多個濾格共用，因而單個濾格的手動命令必須在鼓風機、水泵控制命令中有所體現(xiàn)，避免出現(xiàn)濾格切換到手動后，機或水泵仍處于運行狀態(tài)，導(dǎo)致事故發(fā)生3.3 濾格操作臺設(shè)計 每格濾池配置一臺人性化設(shè)計的琴式操作臺，每個操作臺內(nèi)配置一臺小型PLC，在自動過濾和反沖洗時對濾格的閥門進行控制，并與反沖洗PLC交換信息。操作臺在PLC出故障或調(diào)試時進行手動過濾和反沖洗控制。保證在PLC出故障的情況下仍能進行過濾和反沖洗。對某一濾格進行操作時可以看到其閥門的狀態(tài)、調(diào)節(jié)閥的開度、濾格的水位等信息。該控制柜包括：濾后水閥門開度指示和故障指示濾格的水位濾格手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)濾后水調(diào)節(jié)閥控制器（可手動調(diào)節(jié)）進水閥開關(guān)，開到位、關(guān)到位、故障指示燈排水閥開關(guān)，開到位、關(guān)到位、故障指示燈排氣閥開關(guān)，開到位、關(guān)到位、故障指示燈反沖洗氣閥開關(guān)，開到位、關(guān)到位、故障指示燈反沖洗水閥開關(guān)，開到位、關(guān)到位、故障指示燈每臺反沖洗泵手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)反沖洗水泵開關(guān)，運行、停止、故障指示燈每臺鼓風機手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)反沖洗鼓風機開關(guān)，運行、停止、故障指示燈考慮到濾池控制室比較潮濕，加之水中散發(fā)出的氯氣對電器設(shè)備的元器件有一定的腐蝕作用。因此選用保護等級較高的進口的琴臺式操作柜。該控制柜應(yīng)用在很多工程中，均收到很好的效果，操作簡單、方便、可靠性很高，深受用戶的歡迎。3.4濾池過濾控制設(shè)計 濾池過濾控制分為就地/遙控兩種。在操作臺通過按鈕開關(guān)對濾池每個閥門進行開/關(guān)控制、通過手操器對濾后水調(diào)節(jié)閥進行手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)。在上位機電腦上能開啟濾池過濾或停止自動過濾。濾池的開啟或停止由原水流量計計算濾池的開啟個數(shù)，具有開啟或停止哪個池由先開先停隊列決定。（1） 自動控制過程在自動過濾狀態(tài)下，濾池在過濾過程中，PLC依據(jù)水位傳感器測得的濾池水位的變化，調(diào)節(jié)濾池出水閥的開度，以保證濾池水位恒定。以濾池水位作反饋，用PID調(diào)節(jié)控制濾后水調(diào)節(jié)閥門開度。調(diào)節(jié)周期大于1分鐘，水位調(diào)節(jié)范圍小于10mm，調(diào)節(jié)過程不受濾料堵塞程度和濾池進水量變化和影響。（2） 中控人工過濾控制在選中的中控人工過濾，通過人工輸入濾后水閥開度（%）對過濾后水閥門進行調(diào)節(jié)控制。（3） 就地自動過濾控制利用就地控制柜中的手操器，將水位信號引入到手操器中，利用手操器的控制功能對濾后水調(diào)節(jié)閥進行自動調(diào)節(jié)控制。該方式我們在很多工程中采用，效果很好。該方式可以獨立于PLC，即在PLC不工作的情況下仍能保證正常的恒水位過濾，使用十分方便，可靠。（4） 人工就地手動過濾控制在手動方式下，通過就地集中控制柜上的按鈕對閥門進行開/關(guān)控制，通過手操器的按鈕對濾后水閥進行開度調(diào)節(jié)，以此來實現(xiàn)人工過濾。 恒水位控制專家軟件用以濾格PLC根據(jù)采集的濾格實時水位，完成濾格水位的自動控制，對控制過程的設(shè)備故障實現(xiàn)故障檢測判斷和保護，完成濾格水位的超限報警，在運行過程中逐步優(yōu)化出濾池運行的最佳參數(shù)，實現(xiàn)濾池的最優(yōu)化運行。 恒水位過濾控制過程如下： 出水閥開度調(diào)節(jié)過程如下：PLC根據(jù)實測池內(nèi)液位自動調(diào)節(jié)出水閥門開度，保證濾池液位在過濾過程中保持相對穩(wěn)定，從而保障出水水質(zhì)。出水閥調(diào)整過程如下圖所示：恒水位自動控制指標可達到：10mm3.4濾池過濾控制設(shè)計濾池沖洗氣強度為1317L/s.m2;氣水聯(lián)合反沖洗時氣沖強度為1317L/s.m2、水沖強度為34.5L/s.m2；水漂洗強度為46L/s.m2;表面掃洗強度為1.42.4L/s.m2。 濾池反沖洗控制分為就地、遙控、自動三種。在上位機上能強制對某一濾池進行反沖洗。濾池反沖洗有以下四種反沖洗情況。（1） 人工反沖洗在就地操作臺切換到手動的情況下，操作人員在濾池就地控制臺上使用開關(guān)按鈕手動對某一濾格進行反沖洗，反沖洗的過程應(yīng)嚴格遵從反沖洗的流程、反沖洗時間由操作人員掌握。（2） 中空人工反沖洗在就地操作臺切換到自動的情況下，中控室值班人員在電腦上選擇人工反沖洗，使用鼠標要求濾池立即反沖洗。整個反沖洗過程由PLC來完成。過濾時間超過設(shè)定時間進行反沖洗 在就地操作臺切換到自動狀態(tài)且中控室的電腦設(shè)置為自動反沖洗狀態(tài)時，PLC自動記錄過濾時間，當PLC檢測到過濾時間（周期）達到設(shè)定值（可在中控室電腦上設(shè)定）是，在其他濾格無反沖洗的情況下，PLC控制進行反沖洗，整個反沖洗過程完全由PLC來完成。 堵塞值（壓力差）大于設(shè)定值進行反沖洗 在就地操作臺切換到自動狀態(tài)且中控室的電腦設(shè)置為自動反沖洗狀態(tài)時，當PLC檢測到壓差值（堵塞值）達到設(shè)定值（可設(shè)定，如1000mm）時（表明其濾料堵塞程度很高，需要反沖洗），在其他濾格無反沖洗的情況下，PLC控制進行反沖洗，整個反沖過程完全由PLC來完成。 在中控人工反沖洗和自動反沖洗完成后自動進入過濾過程。反沖分為三個階段： 氣沖階段（15分鐘可調(diào)） 氣水混合反沖洗階段（46分鐘可調(diào)） 水漂洗階段（46分鐘可調(diào)） 反沖洗過程為了節(jié)約水用量，采用過濾降低水位，在進入正常的反沖洗過程。而不是排水降低水位。具體反沖洗步驟如下： 關(guān)閉進水閥 濾后水調(diào)節(jié)閥開到一定開度，過濾降低水位到設(shè)定的反沖洗水位（濾料上500mm）關(guān)閉濾后水調(diào)節(jié)閥、開排水閥啟動兩臺鼓風機、開反沖洗氣閥（氣洗時間13分鐘） 啟動一臺水泵，開反沖洗水閥（氣水洗時間46分鐘） 停鼓風機、關(guān)反沖洗氣閥 開排氣閥到設(shè)定時間后管閥 啟動兩臺水泵（水漂洗時間46分鐘） 關(guān)反沖洗水閥，停止水泵 轉(zhuǎn)到過濾狀態(tài)3.5 濾格反沖洗判斷功能設(shè)計 濾池PLC在控制濾格運行過程中，不斷判斷濾格是否需要反沖洗。1過濾周期 業(yè)主根據(jù)水廠的工藝上提出的要求，確定濾格的最大過濾時間。在濾格開時過濾進行時，PLC開始計時，當過濾時間大于設(shè)定的最大過濾周期時，立即發(fā)反沖洗請求，PLC根據(jù)每個濾格請求反沖洗的先后次序安排反沖洗（由隊列安排）。一個濾格發(fā)出反沖洗請求后，如果有其他濾格在反沖洗，則該濾格繼續(xù)過濾等待反沖洗。濾格反沖洗完成后，立即將過濾時鐘復(fù)位（置零）。2濾格堵塞值 利用濾板上下的壓力差作為濾料堵塞的程度，當模擬堵塞值（即壓力差值達到1000mm）到達設(shè)定值時，立即向控制反沖的PLC發(fā)出反沖洗要求，PLC根據(jù)每個濾格請求反沖洗的先后次序安排反沖洗（由隊列安排）。一個慮格發(fā)出反沖洗請求后，如果有其他濾格在反沖洗，則該濾格繼續(xù)過濾等待反沖洗。濾格反沖洗完成后，立即將過濾時鐘復(fù)位（置零）。3強制反反沖洗 由操作人員通過鼠標或鍵盤對某一濾格向PLC發(fā)生強制反沖洗命令，濾池PLC接受命令后自動對其濾格進行反沖洗。濾格反沖洗完成后，立即將過濾時鐘復(fù)位（置零）濾格反沖洗控制如圖3-53-5濾格反沖洗控制圖3.6反沖洗水泵一步化啟停設(shè)計1反沖洗水泵、出水閥的聯(lián)動一步化控制功能（1） 泵機開啟過程：有開泵指令。檢查出水氣動碟閥關(guān)到位否，沒有關(guān)到位，則關(guān)到位正式啟動水泵電機泵機“運行”信號到，延時時間到打開氣動蝶閥氣動碟閥開到“全開位”（2） 泵機關(guān)閉過程：有關(guān)泵指令。關(guān)出水氣動閥碟氣動蝶閥到“全關(guān)位”停水泵電機2負責指揮和協(xié)調(diào)8格濾池自動反沖洗全過程的控制功能 主要有“排序沖洗”、“自由沖洗”、“強制沖洗”。濾池公用2#PLC負責指揮和協(xié)調(diào)8格濾池反沖過程控制。梅格濾池在滿足沖洗條件后都會向2#PLC發(fā)出沖洗請求，由于沖洗資源的限制和濾池沖洗的特點，只能由2#PLC按以下優(yōu)先次序接受沖洗要求。 “強制沖洗”：中控室管理計算機下達的沖洗申請。 “自由沖洗”：PLC檢測濾池阻塞值大于設(shè)定值或過濾時間超過設(shè)定點給出沖洗申請。 “排序沖洗”：當有多個濾格滿足沖洗條件，公用2#PLC按先后的優(yōu)先原則對沖洗請求進行排序，并順序進行排序沖洗。 其控制可用如下框圖表示。3-6 開啟順序框圖（3） 一步化關(guān)閉順序框圖： 3-6-2關(guān)閉程序框圖3.7濾池設(shè)備故障檢測和保護設(shè)計梅格濾池閥門故障檢測和保護設(shè)計（1） 沖洗過程發(fā)出該濾格濾水調(diào)節(jié)閥關(guān)閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，關(guān)閥不到位，PLC作關(guān)閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，請求人工處理。（2） 沖洗程序發(fā)出該濾格進水閘閥開/關(guān)閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，開/關(guān)閥不到位，PLC作開/關(guān)閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，請求人工處理。（3） 沖洗程序出該濾格排水閥開閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，開閥不到位。PLC作開閥故障。立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，請求人工處理。（4） 沖洗程序發(fā)出該濾格反沖洗氣閥開閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，開閥不到位，PLC作開閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，把反沖洗鼓風機等相關(guān)設(shè)備作停機保護，請求人工處理。（5） 沖洗程序發(fā)出該濾格反沖洗水閥開閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，開閥不到位，PLC作開閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，把反沖洗水泵等相關(guān)設(shè)備作停機保護，請求人工處理。（6） 沖洗程序發(fā)出該濾格反沖洗氣閥關(guān)閉指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，關(guān)閥不到位，PLC作開閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。反沖洗繼續(xù)進行。（7） 沖洗程序發(fā)出該濾格反沖洗水閥關(guān)閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，關(guān)閥不到位，PLC作開閥故障，立即切斷該閥電源，并報警。中斷沖洗，把發(fā)沖洗水泵等相關(guān)設(shè)備作停機保護，請求人工處理。反沖洗水泵故障檢測和保護設(shè)計（1） 過電流預(yù)報警反沖洗水泵電機電流大于額定電流時，計算機聲光報警。（2） 過電流故障反沖洗水泵電機電流大于額定電流時，立即關(guān)閉水閥門和停水泵，計算機聲光報警。（3） 空車故障以沖洗水泵電機電流小于額定電流時或水壓低于正常值時，為空車故障，立即停機保護，計算機聲光報警。（4） 電氣故障反沖洗水泵電機正常啟動運行后，運行信號持續(xù)丟失5秒為“電器”故障，PLC立即停機保護，計算機聲光報警。反沖洗水泵出口閥門故障檢測和保護設(shè)計。（1） 開閥故障發(fā)出開閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，開閥不到位，PLC作開閥故障，立即切斷該閥電源，對反沖洗水泵作停泵保護，并報警。（2） 關(guān)閥故障發(fā)出關(guān)閥指令后，在設(shè)定時間內(nèi)，關(guān)閥不到位，PLC作關(guān)閥故障，立即切斷該閥并報警。反沖洗鼓風機故障檢測和保護