基于組態(tài)、plc超純水監(jiān)控系統(tǒng)

1、浙江工業(yè)大學博士學位論文畢業(yè)設計說明書課題名稱： 基于組態(tài)、plc超純水監(jiān)控系統(tǒng) 學生姓名 石國邡 學 號 130207133212 所在學院 電氣電子工程學院 專 業(yè) 電氣自動化 班 級 電氣1332 指導教師 朱玉堂 起訖時間： 2016 年 月 日2016 年 月 日55浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書基于組態(tài)、plc超純水監(jiān)控系統(tǒng)摘 要超純水的概念是伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來.本次課題，根據超純水控制系統(tǒng)的需求特點，按照原有的超純水制取工藝和流程，設計一套基于三菱PLC和MCGS組態(tài)軟件用RS485總線方式進行連接的超純水監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)生產工藝的自動化控制。該系統(tǒng)具有自動化水平高

2、，控制方便，運行穩(wěn)定等特點，可以很好的保證出水的質量。同時在系統(tǒng)組態(tài)中可以很明確的反映出設備的運行狀態(tài)，提高了人機交互的能力，具有一定的推廣價值。關鍵詞：超純水監(jiān)控系統(tǒng)，三菱PLC，MCGS組態(tài)軟件目 錄摘 要I緒論3引言3主要制備原理和工藝分析3第1章 控制工藝要求及分析51.1 控制要求51.預處理+反滲透52.混床53.輸送64.顯示65.其它電源線61.2過濾器工作控制要求71.3控制電器介紹81.3.1泵的控制要求81.3.2閥的控制要求9第2章 硬件選型102.1可編程控制器（PLC）102.2其他元器件選型102.3觸摸屏選型112.4設備及元器件清單11第3章 圖紙設計123.

3、1I/O地址分配123.1.1輸入123.1.2輸出133.2圖紙設計143.2.1 柜體圖143.2.2泵的電氣控制圖163.2.3閥門電氣控制183.2.4 其他設備的電氣分析19第4章 軟件設計214.1 plc程序214.1.1 自動模式214.1.2 手動控制244.1.3 輸出254.2 組態(tài)模擬編寫264.3 參數設置與plc鏈接28第5章 設備調試分析315.1 程序寫入與調試31第6章 總結33參考文獻35致謝36附件一：CAD電氣控制圖37附件二：PLC程序44緒論引言超純水最初是美國科技界為了研制超純材料(半導體原件材料、納米精細陶瓷材料等)應用蒸餾、去離子化、反滲透技術

4、或其它適當的超臨界精細技術生產出來的水，如今超純水設備已在電子、醫(yī)藥、能源、化工、汽車、機械、電鍍、電池、冶金等幾乎全部的工業(yè)及實驗室領域中已得到了廣泛的應用。 應用領域： 化工材料的生產和加工過程所用的溶劑及清洗過程 超純材料和超純化學試劑勾兌用超純水 實驗室和中試車間用超純水 半導體材料、器件、印刷電路板和集成電路成品、半成品用超純水 石英、硅材料生產、加工、提純 高純墨水、傳真打印機中的噴墨、納米墨水 汽車、家電表面拋光處理 光電子產品 日用化妝品生產用水 其他高科技精微產品主要制備原理和工藝分析天然水中常見雜質包括可溶性無機物、有機物、顆粒物、微生物、可溶性氣體等。超純水機就是要盡可能

5、徹底地去處這些雜質。目前常用凈化水質的工藝方法有蒸餾法、反滲透法、離子交換法、過濾法、吸附法、紫外氧化法等。超純水機一般可以將水的純化過程大致分為4大步，預處理（初級凈化）、反滲透（生產出純水），離子交換（可生產出18.2M.cm超純水）和終端處理（生產出符合特殊要求的超純水）。1）預處理：由于預處理后的水將通過反滲透進行再一步的凈化，所以一定要盡量去除對反滲透膜有影響的雜質；主要包括大顆粒物質、余氯以及鈣離子鎂離子。根據進水水質的差異針對性地配備不同的處理單元。如設計多介質過濾器、活性碳吸附過濾器去除水中大顆粒物質的預處理效果。預處理過程中兩個過濾器會自動進行自身清潔，保證超純水制取設備的長

6、期穩(wěn)定運行，保護核心部件。2）反滲透：反滲透是使用一個高壓泵對高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力，水分子將被迫通過半透膜到低濃度的一邊，反滲透可以濾除90%-99%的包括無機離子在內的絕大多數污染物，因為它出眾的純化效率，反滲透是水純化系統(tǒng)的一個非常有效的技術，因為反滲透能去除大部分的污物，所以它經常被用作為前道處理手段，能顯著地延長去離子交換柱的使用時間。為了盡可能延長反滲透膜的使用壽命以及提高反滲透膜的過濾效率，采用了獨特技術，結合領先的反滲透限流設計，在出水處有限流閥，使反滲透膜始終浸泡在水中，不致因變干而影響壽命。延長了反滲透膜壽命就是保證了出水水質，同時也提升了超純水系統(tǒng)的性價比。目前

7、超純水處理主要運用RO-混床超純水制備技術，制備過程主要分為三個階段：初步吸附過濾階段、反滲透凈化階段和樹脂離子交換階段。初步吸附過濾階段包括活性炭過濾器、多介質過濾器和保安過濾器。多介質過濾器主要是除去水中大顆粒懸浮物和膠態(tài)雜質從而較低水的SID值，雜質在反沖洗過程中雜質隨濾芯帶走；活性炭過濾器主要作用是活性炭利用其良好的吸附性將水中殘留的氯氣和小分子有機物截留在濾芯，隨濾芯帶走；保安過濾器主要是最后除去水中大于5um的凝聚膠體和懸浮顆粒，進一步保證反滲透水質要求。反滲透凈化階段主要是利用反滲透膜將溶質和溶劑分離開來的過程，此處的溶劑指的是水，溶劑即為大分子有機物、微生物，膠體和懸浮物。因反

8、滲透與自然滲透方向相反，所以稱為反滲透。樹脂離子分離交換階段是通過增壓泵將第二階段處理好的水注到拋光混床中的樹脂深度去除RO水中的離子以保證超純水的水質電阻率大于10M*CM。第1章 控制工藝要求及分析1.1 控制要求本課題自動控制可分為三部分：預處理+反滲透、混床、輸送。1.預處理+反滲透預處理+反滲透的控制點包括原水箱低水位、原水泵（2臺，一開一備）、絮凝劑計量泵、機械過濾器、活性炭過濾器、阻垢劑計量泵、低壓開關、高壓泵、沖洗電磁閥、中間水箱高水位等，具體控制如下：1) 原水箱低水位控制為開關控制，由浮球液位開關控制，不需要電信號，當水位到達低水位時，原水泵停止工作；2) 當原水泵停止工作

9、時，絮凝劑計量泵、機械過濾器、活性炭過濾器、阻垢劑計量泵、高壓泵都相應的停止工作；3) 當機械過濾器或活性炭過濾器其中一個在反沖洗時，由于無水而產生低壓，低壓開關起作用，高壓泵停止工作；4) 當中間水箱高水位時，原水泵、絮凝劑計量泵、阻垢劑計量泵、高壓泵停止工作；5) 當設備開機時，高壓泵啟動后電磁閥自動打開，對反滲透膜進行低壓沖洗，沖洗5分鐘后，自動關閉；2.混床混床的操作控制點包括中間水箱低水位、中間增壓泵（2臺，一開一備）、混床、純水箱高水位等，具體控制如下：1) 當中間水箱低水位時，中間增壓泵停止工作；2) 當純水箱高水位時，中間增壓泵停止工作；3) 當中間增壓泵停止工作時，混床也停止

10、工作；3.輸送輸送的操作控制點包括純水箱低水位、輸送泵（2臺，一開一備）、紫外線等，具體控制如下：1) 當純水箱低水位時，輸送泵停止工作；2) 當輸送泵停止工作時，紫外線也停止工作。4.顯示本設備有部分儀表帶有輸出信號，需將數據傳送到觸摸屏控制系統(tǒng)，具體包括如下：原水電導儀、反滲透產水電導儀、混床出水電阻儀（2臺）等。5.其它電源線本設備另外有一些輔助設備，在設備正常工作時不需要使用此輔助設備，如清洗系統(tǒng)，混床再生系統(tǒng)；清洗系統(tǒng)上有1臺清洗水泵，需通電；混床再生系統(tǒng)上有2臺酸堿水泵，需通電。本課題中超純水處理系統(tǒng)工作流程圖如下：圖1超純水監(jiān)控系統(tǒng)工作流程1.2 過濾器工作控制要求過濾器操作分為

11、正常工作、反沖洗（水反沖、氣反沖）、正沖洗四部分。1) 正常工作 每次開機前打開排氣閥，到正常工作時關閉，此后為常閉。當正常工作時，閥1、4打開，閥2、3、5、排氣閥、進氣閥關閉，水流從左邊進，經過閥1到過濾器頂部，然后從過濾器下部經過閥4出，作為過濾水進入下一個流程。2) 反沖洗當設備運行一段時間（約40小時）后，需對不銹鋼過濾器進行反沖洗，將過濾下來的雜質沖出，與反洗水一起排出。反沖洗的操作可分為三步：水反沖5分種、氣反沖5分鐘、水反沖5分鐘；水反沖洗時，閥2、3打開，閥1、4、排氣閥、進氣閥關閉，水流從左邊進，經過閥3到過濾器下部，然后從過濾器上部經過閥2出，作為廢水排放；氣反沖洗時，排

12、氣閥、進氣閥打開，閥1、2、3、4、5關閉，氣經過進氣閥到過濾器下部，然后從過濾器上部經過排氣閥出。3) 正沖洗當反沖洗完后，需對不銹鋼過濾器進行正沖洗，時間為5分鐘。正沖洗時，閥1、5打開，閥2、3、4、排氣閥、進氣閥關閉，水流從左邊進，經過閥1到過濾器頂部，然后從過濾器下部經過閥5出，作為廢水排放。過濾器結構示意圖如下：圖2過濾器結構示意圖過濾器工作流程圖如下圖所示：圖3過濾器工作流程圖1.3 控制電器介紹1.3.1泵的控制要求本系統(tǒng)中有原水泵2臺（一開一備）、絮凝計量泵、阻垢計量泵、RO高壓泵、中間增壓泵2臺（一開一備）、輸送泵2臺（一開一備）和清洗水泵9個機械泵。該系統(tǒng)中的泵都是由空氣

13、開關控制的當出現(xiàn)故障時能夠及時斷開線路保護線路和設備不被損壞。同時每一個泵上面都有熱繼也能起到保護作用。同時作為PLC的一個輸入點，在其動作后，若有備用泵，會主動切換到另一臺泵。當兩臺泵都出現(xiàn)故障時，在程序內會產生一個報警，并將設備停止，等到泵工作正常后，再按啟動，設備繼續(xù)工作。本次設計中泵的啟動由PLC控制，由PLC輸出到中間繼電器，再由中間繼電器輸出到繼電器，繼電器吸合直接啟動。若有更高的客戶要求，可通過修改程序將泵的啟動轉變成星三角啟動，保證各個泵工作的穩(wěn)性和可靠性。1.3.2閥的控制要求本次設計中主要涉及到機械過濾器、活性炭過濾器、混床三個設備多個電磁閥的控制，由于在課題要求中，不同狀

14、態(tài)下有不同的閥在工作，為了更好的反饋閥的工作狀態(tài)，確保設備的穩(wěn)定運行，將閥的開反饋和閉反饋作為輸入點輸入到PLC中，通過程序內部的判斷，確定設備的工作情況，在出現(xiàn)故障時可以及時斷開水泵的運行，對水泵進行保護。本次設計中PLC通過中間繼電器輸入到電磁閥，控制電磁閥的打開和閉合，而電磁閥上的兩個限位開關則依據閥的狀態(tài)，再通過另一組中間繼電器輸入到PLC中。這樣的設計保護水泵，也進一步增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第2章 硬件選型2.1 可編程控制器（PLC）可編程控制器（Programmable Logic Controller）是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置

15、，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產品而出現(xiàn)的。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。PLC是該控制系統(tǒng)的核心部件，合理選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術指標和質量至關重要的。選擇PLC應包括PLC機型、容量等的選擇。根據本課題要求這里選用三菱FX2N系列PLC，該系列plc最大范圍包容了標準特點，程式執(zhí)行更快，全面補充了通信功能，適合全世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它具有較大的靈活性和可控性。FX系列PLC 支持無協(xié)議的RS232和RS485通信協(xié)議兩種通

16、信方式。三菱FX-232 PLC設備構件把PLC的通道分為只讀、只寫、讀寫三種情況。只讀用于把 PLC 中的數據讀入到PC的監(jiān)視環(huán)境中；只寫通道用于把PC程序和參數寫入到PLC 中；讀寫則可以從 PLC中讀數據。也可以往PLC中寫數據，X輸入繼電器(位操作只讀) ，Y輸出繼電器(位操作，可讀可寫)， M中間繼電器(位操作，可讀可寫)，D變量存儲器(字，雙字，浮點，可讀可寫)。2.2 其他元器件選型控制系統(tǒng)硬件由：FX1N-40MR PLC , PC機, 熱繼電器, 交流接觸器, 低壓斷路器等組成。1. 熱繼電器熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產生熱量，使有不同膨脹系數的雙金屬片發(fā)生形變，

17、當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。根據課題要求這里選用正泰NR8熱繼電器，該繼電器具有溫度補償、動作指示、自動與手動復位、停止等功能，產品性能穩(wěn)定可靠。2. 交流接觸器交流接觸器是廣泛用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主接點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。根據課題要求這里選用CJ10Z-40/3型交流接觸器3. 低壓斷路器低壓斷路器(曾稱自動開關)是一種不僅可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，還可以接

18、通和分斷短路電流的開關電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、欠壓和漏電保護等。低壓斷路器容量范圍很大，最小為4A，而最大可達5000A。低壓斷路器廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機械設備的電源控制和用電終端的控制和保護。 這里選用正泰NM8S-100S/3(M) 型號斷路器2.3 觸摸屏選型觸摸屏是本系統(tǒng)的人機界面，通過觸摸屏我們可以和系統(tǒng)進行信息交流。觸摸屏可以對系統(tǒng)的運行流程、水泵運行電流、變頻器的輸出頻率、輸出電壓以及系統(tǒng)報警情況進行顯示，同時通過觸摸屏我們可以進行壓力的設定、選擇系統(tǒng)的運行方式(自動/手動)、泵的運行方式(正常運行

19、/檢修)。所以我們在選擇觸摸屏時，要考慮它與 PLC 通訊情況，PLC 和觸摸屏的使用同一個廠家的，因此觸摸屏選擇選 FX-DU-WIN 系列。2.4設備及元器件清單名稱符號型號數量PLC三菱fx2n-48R,1PLC擴展模塊三菱FX2NC-32EX1電動機M上海韓奧B3750w/800r10低壓斷路器FU正泰NM8S-100S/3(M) 1空氣開關QF正泰nb7le 4p 63A1交流接觸器KMCJ10Z-40/310熱繼電器FR正泰NR810RS485線宇泰UT-890 USB1SC-09PLC編碼器1按鈕SB長江LA38-11 LA38-11 BN平鈕2開關SA展越LA38-1

20、15第3章 圖紙設計3.1 I/O地址分配本次設計按照泵和閥的具體情況，除PLC輸出控制之外，在輸入中加入了泵閥的反饋，保證系統(tǒng)運行高效穩(wěn)定。3.1.1 輸入超純水監(jiān)控系統(tǒng)輸入點分配如下表所示：序號名稱地址序號名稱地址1手/自動X024多介質閥2開到位X272啟動X125多介質閥2關到位X303停止X226多介質閥3開到位X314低壓開關X327多介質閥3關到位X325中間水箱低水位X428多介質閥4開到位X336中間水箱高水位X529多介質閥4關到位X347純水箱低水位X630多介質閥5開到位X358原水泵熱繼X731多介質閥5關到位X369原水泵（備）熱繼X1032活性炭排氣閥開到位X37

21、10絮凝熱繼X1133活性炭排氣閥關到位X4011阻垢熱繼X1234活性炭進氣閥開到位X4112RO高壓泵熱繼X1335活性炭進氣閥關到位X4213中間增壓泵X1436活性炭閥1開到位X4314中間增壓泵（備熱繼X1537活性炭閥1關到位X4415輸送X1638活性炭閥2開到位X4516輸送泵（備）熱繼X1739活性炭閥2關到位X4617清洗泵熱繼X2040活性炭閥3開到位X4718多介質排氣閥開到位X2141活性炭閥3關到位X5019多介質排氣閥關到位X2242活性炭閥4開到位X5120多介質進氣閥開到位X2343活性炭閥4關到位X5221多介質進氣閥關到位X2444活性炭閥5開到位X532

22、2多介質閥1開到位X2545活性炭閥5關到位X5423多介質閥1關到位X26表 1輸入點分配表3.1.2 輸出該系統(tǒng)輸出點分配如下表所示：序號名稱地址序號名稱地址1原水泵（開）Y114閥2YV4Y162原水泵（備）Y215閥3YV5Y173絮凝劑計量泵Y316閥4YV6Y204阻垢劑計量泵Y417閥5YV7Y215RO高壓泵Y518進氣閥YV8Y226中間增壓泵Y619排氣閥YV9Y237中間增壓泵（備）Y720閥1YV10Y248輸送泵Y1021閥2YV11Y259輸送泵（備）Y1122閥3YV12Y2610紫外線殺菌器Y1223閥4YV13Y2711進氣閥YV1Y1324閥5YV15Y30

23、12排氣閥YV2Y1425清洗水泵Y3113閥1YV3Y1526沖洗電磁閥Y32表 2輸出點分配表3.2 圖紙設計3.2.1 柜體圖超純水監(jiān)控系統(tǒng)電氣柜體圖如下圖所示：圖 4電氣柜體圖為清楚了解各設備工作狀態(tài)，用指示燈來反映泵和閥門的工作狀態(tài)，其柜體分布圖如下：圖 5電氣柜指示燈上圖為電器柜部分電器柜指示燈示意圖，具體情況請看附件一。圖 6電器柜按鈕按照課題要求，本人畫出如上圖（圖5電氣柜體圖）所示電氣控制柜。超純水系統(tǒng)分為自動控制和手動控制兩部分，自動控制主要是面板上的啟停，手動控制主要在設備調試時使用，因為PLC可以帶有觸摸屏，因此在電氣柜上用觸摸屏代替了外部按鍵，即既節(jié)省了成本也減少了設

24、備的故障率。該電氣控制柜自上往下分別是設備指示燈（如圖6電氣柜指示燈所示），按鈕開關（如圖8電氣柜按鈕所示），進線通道（如圖7電氣柜進線通道所示）。3.2.2 泵的電氣控制圖1. 電氣控制圖本課題中泵電氣控制原理方法基本相同，這里就取一臺泵來舉例說明。1) 主電路圖 7泵的主電路控制圖2) 熱繼輸入圖 8熱繼PLC輸出3) 輸出圖 9泵PLC控制4) 熱繼反饋圖 10熱繼控制反饋電路2. 控制原理分析如圖10 水泵主電路圖所示，在泵的主電路中每個泵都有熱繼保護，是為了在泵出現(xiàn)故障的情況下及時切斷泵的電源，保證系統(tǒng)正常工作，在泵的運行中，熱繼不僅會斷開泵的電源，同時也會作為反饋輸入到PLC中（如

25、圖11 水泵PLC熱繼輸入所示），類似原水泵的情況，若一臺泵停止運行，為保障系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)會切換到備用泵上。若兩臺泵都出現(xiàn)故障則系統(tǒng)會停止工作，以減少系統(tǒng)傷害為主。 輸出方面，本課題采用了過橋的設置（如圖12水泵PLC控制輸出、圖3.9水泵繼電器輸出所示），由PLC控制中間繼電器，再控制繼電器，這樣的好處是為了保護PLC不受大電流沖擊，減少后期的維護成本。同時指示燈輸出到電氣柜面板上，可以讓工作人員直觀的看到設備的運行狀態(tài)。3.2.3 閥門電氣控制本課題中的閥的工作原理及控制方式基本相同，因此只取幾個舉例來說明。1. 電氣控制圖1) 主電路圖 11閥的主回路控制圖 12電磁閥位置反饋2)

26、輸出控制圖 13電磁閥plc輸出控制3) 電磁閥位置開關反饋輸出圖 14電磁閥反饋輸出2、 控制工藝解釋主電路中（如圖14電磁閥主電路所示）電磁閥主要由空氣開關來保護，在發(fā)生故障時可以及時斷開電源。各個電磁閥主要由中間繼電器控制打開和閉合，同時在電磁閥中有開和閉兩個限位開關（如圖15電磁閥位置反饋所示），作為反饋輸入到PLC中，借助PLC程序可以判斷電磁閥的工作是否正常，同時在電氣柜面板上和觸摸屏中也可以看到電磁閥閥工作狀態(tài)，及時判斷出故障原因。電磁閥直接由PLC通過中間繼電器控制（如圖16電磁閥PLC輸出控制所示），同時兩個限位開關則作為反饋輸入到PLC中（如圖17電磁閥反饋輸入所示），保證

27、系統(tǒng)安全運行。3.2.4 其他設備的電氣分析1. 水箱輸入控制圖 15水箱液位輸出在系統(tǒng)中水箱的液位作為輸入點（如圖18水箱液位輸入所示）控制泵、閥的工作，是實現(xiàn)系統(tǒng)自動化的關鍵步驟。本說明以中間水箱為例，其他水箱和其工作狀態(tài)一致。2、 其他設備工作電氣控制 在本課題中還有其他一些附屬設備，例如紫外線殺菌器，其電氣控制結構和電磁閥類似，在電器柜面板上和觸摸屏中有狀態(tài)顯示。根據以上的分析結果，本人做出如附件一所示電氣控制圖紙。第4章 軟件設計根據課題工藝流程要求來編寫程序，其具體設計思路在本章將進行逐步闡述。4.1 PLC程序本課題程序分為自動和手動兩部分，通過外部電器柜上（如圖7電氣控制柜按鈕

28、部分所示）的手自動切換開關可實現(xiàn)系統(tǒng)手動到自動控制或者自動到手動控制的切換。在整體程序中采用中間繼電器組合輸入、組合輸出控制，便于后期程序進行修改。在相關的程序中也采用互鎖及及自鎖指令，滿足課題要求，實現(xiàn)控制目的。圖 16 手/自動切換程序如圖20 手自動切換程序所示，在PLC程序中，主要使用了聯(lián)鎖指令，實現(xiàn)手自動控制功能的切換。4.1.1 自動模式圖 17自動控制程序啟動圖 18自動控制程序泵的控制自動模式下，當按下圖19 電氣控制柜按鈕部分的啟動按鈕，PLC程序內M8000得電沖洗電磁閥啟動，此時根據系統(tǒng)中原水箱和中間水箱的水位來確定是否啟動原水泵，繼而啟動絮凝劑計量泵和阻垢劑計量泵。因為

29、在課題中原水泵的要求是一開一備，所以如圖22控制程序原水泵控制。當系統(tǒng)啟動時若原水泵1出現(xiàn)故障，先會跳到原水泵2，若兩臺泵都出現(xiàn)故障保護，則系統(tǒng)停止運行。圖 19自動控制程序沖洗電磁閥控制當RO高壓泵啟動后沖洗電磁閥啟動，運行五分鐘后停止，其plc控制程序如圖23所示。圖 20自動控制程序閥的控制1圖 21自動控制程序閥的控制2本課題中主要涉及到多介質過濾器、活性炭過濾器和三種過濾裝置，由于設備的復雜性，因此本課題將混床的控制程序簡化。因為活性炭過濾器的程序設計和工作方式與多介質過濾器一樣。所以以多介質過濾器為例，如圖24自動控制過濾器程序、圖25自動控制過濾器程序（2）所示當系統(tǒng)中M0得電，

30、多介質過濾器的閥1和4工作，此時處于正常工作狀態(tài)。因水中的雜質的積累會影響設備的運行，故到了一定時間必須對過濾器進行清洗，在程序中主要運用定時器和計數器，滿足計時要求。清洗主要分為反沖洗和正沖洗，其中反沖洗又分為水反沖、氣反沖、水反沖三步，在程序中主要通過定時器來實現(xiàn)步驟的控制。在過濾器的程序設計時，采用了順序控制，保證設備每個環(huán)節(jié)都可以正常工作，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。4.1.2 手動控制圖 22手動控制在手動模式下，程序如上圖所示（如圖26控制），在PLC程序中加入中間繼電器，在和組態(tài)軟件的通道設置連接后，通過觸摸屏對各個設備進行調試，在泵的調試中為保證泵的正常運行，在程序中加入熱繼反饋。4

31、.1.3 輸出圖 23輸出程序如圖27PLC輸出程序所示，程序中采用組合輸出，在程序編寫時可以將程序分成若干部分，保證每部分的程序正確率，同時也方便后續(xù)的修改，也讓程序的邏輯結構變得一目了然。以上是本課題的程序介紹，詳細程序見附件二。4.2 組態(tài)模擬編寫根據課題的控制要求，在組態(tài)軟件中繪出以下幾塊內容，分別實現(xiàn)組態(tài)軟件中系統(tǒng)的自動和手動控制需求。圖 24組態(tài)窗口設置圖 25組態(tài)封面在啟動界面里有四個選項：純凈水監(jiān)控畫面、泵手動控制、過濾器手動控制和退出系統(tǒng)，當鼠標點到相應的按鈕時會跳轉但相應界面或退出系統(tǒng)。圖 26泵的運行監(jiān)控畫面泵的運行狀態(tài)界面里指示燈對應著不同的設備，其燈接通時的顏色反映該

32、設備的工作狀態(tài)。在界面的下方有三個按鈕：純水監(jiān)控畫面、過濾器閥手動控制和返回，其對應的功能跳轉到相應的界面或返回啟動界面。圖 27閥運行的監(jiān)控界面閥運行監(jiān)控界面里指示燈對應著不同的閥，其燈接通時的顏色反映該設備的工作狀態(tài)。在界面的下方有三個按鈕：純水監(jiān)控畫面、泵手動控制和返回，其對應的功能跳轉到相應的界面或返回啟動界根據超純水制取工藝要求畫出如圖32 超純水監(jiān)控頁面所示的組態(tài)軟件內容，通過設備聯(lián)機后可以直觀的展示出超純水的制取工藝。圖 28超純水監(jiān)控畫面4.3 參數設置與plc鏈接根據課題需要在組態(tài)軟件中主要進行如圖33態(tài)數據類型設置、圖所示的數據類型創(chuàng)建，在完成這一步后在設備屬性部分設置通道

33、，如圖34通道設置所示的設置。這一步驟是調試的關鍵，因此在做這部分內容時需要花費很多的時間，耐心和細致是完成這一項內容的關鍵。圖 29組態(tài)數據類型設置圖 30組態(tài)設備通道設置圖 31通道鏈接第5章 設備調試分析5.1 程序寫入與調試在GX-WORKS2軟件中對已編寫好的程序進行編譯、調試。下圖為程序編譯的顯示欄：圖 32PLC程序寫入狀態(tài)如果程序出現(xiàn)錯誤下面的標題欄將出現(xiàn)錯誤代碼，顯示框如下：圖 33由于時間和設備的局限無法進行現(xiàn)場調試，只能在電腦上模擬操作，在GX-WORKS2中可通過改變摸一個輸入或輸出點的通斷狀態(tài)來調試程序，驗證程序的正確性，是否能夠達到課題的要求。狀態(tài)調試方法如下圖所示

34、：圖 34PLC輸入輸出點狀態(tài)設置第6章 總結這些就是我對于本次課題的理解所做出的設計，本文檔詳述了我的整個設計思路。下面是我對整個畢業(yè)設計的過程做一下總結。主要分為以下幾個流程：下面是我對整個畢業(yè)設計的過程做一下總結。主要分為以下幾個流程： 一、查找資料接到任務以后選題。選題是畢業(yè)設計的開端，要選擇恰當的、感興趣的題目。在題目確定后，主要工作是資料的查找，作為畢業(yè)設計的前期準備工作，一些有用的資料可以讓我們有一個清晰的思路。通過對網絡和圖書館書籍的參考，了解到超純水的具體制備工藝及其用途學習到超純水制備的歷史和發(fā)展方向。同時本人也向老師請教練有關電氣控制部分、軟件編寫以及設備的調試方面的資料

35、。過程雖然比較漫長，以此為鋪墊，對于后續(xù)的設計起到了很大的作用。二、具體內容的實施綜合已有的資料，按照課題要求，主要涉及CAD電氣控制圖繪制、三菱PLC程序編寫，組態(tài)軟件繪制三個方面。在和指導老師交流后，本人了解了設備的具體工作方式，確定好主要的輸入輸出點。再按照課題內容繪制CAD電氣控制圖，直觀的將系統(tǒng)的流程展現(xiàn)出來。隨后編寫PLC程序，為了避免程序出現(xiàn)太多的問題，所以在一開始我便將程序分為自動、手動、輸出三部分，每一部分都做好了備注，將這些整合后，在通過計算機上的模擬，找出程序中的問題，及時做出修改。之后按要求繪制組態(tài)軟件，設置好數據和通道。對已編寫好的程序進行反復調試，對plc于組態(tài)進行

36、聯(lián)調，使其聯(lián)通性更好，確保程序的正確性，和整個設計的正確性。 此次畢業(yè)設計是對于大學三年所學到的知識的一個綜合運用，讓我對于自動化工作流程，和工程項目的設計思路有了更深入的了解。在完成設計的過程中也在不斷提高完善自己知識結構。畢業(yè)設計即將完成，在此過程中，本人學到很多，也經歷了不少艱辛。畢業(yè)設計其實就是步入工作崗位前的一次實習，它要求我們面面俱到，熟悉每一個流程，掌握每一樣知識，同時它更是讓我們學會了獨立，獨立的思考分析，獨立的嘗試實踐。正是這樣的過程，才讓我們明白什么叫做真實，不積跬步無以至千里，要學習的還有很多，只有對自己有了更高的要求，才能作為動力不斷取得新的成績! 在完成畢業(yè)設計的過程

37、中不僅對自己學過的知識得到一個很好的整合，同時也發(fā)現(xiàn)自己所所學知識的局限性。深刻理解到書面上的知識只是片面的，要想得到提升必須要通過不斷實踐和學習更多專業(yè)的知識充實自己。同時也體會到對于自動化工程類工作經驗是多么重要。只有足夠的經驗才能更好的提高工作效率，提升設計和安裝的簡潔實用性。在此要感謝指導老師朱老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在整個設計中使我懂得了許多東西，樹立了對自己工作能力的信心。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不夠完善，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，卻使我終身收益。參考文獻1) 基于西門子PLC的超純水控制系統(tǒng)設計張鳳西、鄭萍、馮濟武、吳晨、劉江設計2) 三菱fx系列plc完全精通教程向曉漢主編3) plc編程實用指南宋伯生編著4) 求是科技.PLC應用開發(fā)技術與工程實踐.人民郵電出版社，2005 5) 趙燕，周新建.可編程控制器原理與應用.北京大學出版社，2006 6) 潘元明.國內外全自動洗衣機現(xiàn)狀