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基于PLC控制的污水净化处理系统_0

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-06-11 14:04 我要评论( )

:1 引言 随着我国冶金工业的迅猛发展,企业规模的不断扩大和产量的增加,在冶金生产过程中用于冷却的工业用水也在......

1 引言

  随着我国冶金工业的迅猛发展,企业规模的不断扩大和产量的增加,在冶金生产过程中用于冷却的工业用水也在不断的增加,但是用过的冷却水中却含有大量的化学物质,导致冶金工业的冷却水不宜多次循环使用。近年来随着我国环保力度的加大,我国水污染的控制取得了一定的成绩,但由于水资源总量是有限的,而人口大国导致我国人均占有水资源甚少。因此工业用水的二次利用已成为众多冶金企业节约用水,保护保护环境的重要措施。本文以污水中含有氧化铁杂质的净化处理为例,介绍工业用水的循环使用。根据现场状况、控制要求、输入/输出的信号数量,选用三菱fx2n系列可编程序控制器fx2n-60mr实现。

2 系统设计

  2.1 fx2n-80mr技术平台

  fx2n系列可编程序控制器适用于普通的工业环境,具有很强的抗干扰能力和很高的可靠性,对工作电源没有特殊要求。fx2n系列plc是超小型机,i/o点数最大可扩展到256点。它有内置8k步的ram,使用存储卡盒后,最大容量可扩大到16k步。编程指令达327条。plc运行时,对一条基本指令的处理时间只要0.08us。它不仅能完成逻辑控制、顺序控制、模拟量控制、位置控制、高速计数等功能,还能做数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根以及浮点数运算、pid运算等更为复杂的数据处理。可见fx2n系列的plc具有容量大、运行速度快、指令功能强大,足以满足控制要求。

  2.2 系统组成

  为简单起见,本系统由2台磁滤器,8只电磁阀和连接管道组成的2台机组。系统组成示意图如图1所示。

图1 污水净化处理自动化系统

  2.3 工艺自动化流程设计

  污水净化处理可分为两道工序,以1号机组为例,其工艺自动化流程图如图2所示。

图2 污水净化处理自动化流程



  (1)滤水工序:滤水工序开始时先打开进水阀和出水阀,污水由进水阀流到出水阀途中要经过磁滤器,当磁滤器的线圈一直通电,磁滤器线圈通电时线圈周围产生磁场,污水流经通电的磁滤器线圈时,污水中的氧化铁杂质就会吸附在磁滤器的磁铁上,达到污水净化处理的目的。

 (2)反洗工序:滤水进行一段时间后,由于磁滤器上吸附较多的氧化铁杂质会影响污水净化的程度,为了使污水净化达到预定的净化标准,所以必须清洗吸附在磁滤器上的氧化铁杂质。开始反洗时只须切断磁滤器电源,关闭进水阀和出水阀,打开空气压缩阀和排污阀,使压缩空气进入水箱,强行把水箱中的水压入磁滤器中冲洗磁滤器磁铁,去掉附着的杂质,使冲洗后的污水进入污水池,进行二次净化处理就达到反洗的目的。

 2.4 控制功能分析

  两台机组的滤水工序,可单独进行,也可同时进行。而反洗工序只允许单台机组进行工作,一台机组反洗时,另一台必须等待。两台机组同时要求反洗时,1号机组优先。

  (1)为了保证污水净化处理系统滤水工序的正常可靠的进行,在每台机组的管道中安装管压差检测仪表,只要管压差检测仪表检测到管道中出现管压差高信号,则将管压差高信号反馈到plc输入端使系统立即停止污水净化处理的工序,自动进入反洗工序。

  (2)为了增加污水净化处理系统滤水工序的可靠性,将每台机组中的磁滤器及各个电磁阀的线圈是否接通的信号反馈到plc的输入端,一旦某一输出信号不正常,要立即停止工作系统,这样可避免发生故障。

  (3)接触器输出故障信号检测及系统报警。考虑到输入输出点数的备用余量,结合fx2n系列可编程序控制器型号的特点,本文介绍的机械手为某工厂的搬运装置,根据现场状况、控制要求、输入/出的信号,该系统选用三菱fx2n系列fx2n-48mr的可编程序控制器构成控制系统实现对机械手的控制。

  2.5 i/o分配

  根据工艺要求及控制需要,对i/o做如下分配:

 (1)输入端:启动/停止按钮:4点;管压差高信号:2点;手动控制与自动控制转换开关:2点;手动控制按钮:24点;紧急处理按钮:2点;以上输入共计34点。

 (2)输出端:执行电磁阀工作:36点;反洗铃控制:4点;以上输出共计40点。

 考虑到输入输出点数的备用余量,结合fx2n系列可编程序控制器型号的特点,本文介绍的污水净化处理控制装置,根据现场状况、控制要求、输入/出的信号,该系统选用三菱fx2n系列fx2n-80mr的可编程序控制器构成控制系统实现对机械手的控制。

  2.6 程序框图

  根据污水净化处理系统的工作过程及工艺要求,绘出系统的编程框图,如图3所示。

图3 自动化系统编程框图

3 编程问题讨论

  由于该控制工艺过程较复杂,为了编制程序可靠方便、调试简单,应考虑下述问题。

  两台机组的滤水工序可单独进行,要求有独立的启动/停止按钮。

 管压差高检测和反洗铃在每台机组上均单独配置。



  所谓将每台机组中的磁滤器及各个电磁阀线圈是否接通的信号反馈到plc的输入端,是考虑到由接触器控制这些线圈,当接触器线圈通电时,其动合触点应当闭合,动断触点应当断开;反之亦然。如果接触器线圈通电时,其动合触点不能闭合,或者动断触点不能断开,可能发生事故。体现在顺序控制部分如图4所示。

图4 输出反馈信号

5 结束语

  虽然自控技术及理论越来越来成熟和规模化,但在污水处理领域,自动化系统的设计使用管理仍然还处于完善发展之中。由于各种工程技术的不断改进,软件开发的多样性和通用型,污水处理的自控设计也面临较多的选择,如何配备较为适宜的污水处理工程自控技术与硬件配置,使未来水处理自控系统发展和研究的课题。

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