基于plc的过滤器控制系统.doc

水处理系统中过滤器的PLC控制系统设计摘 要：污水处理控制系统最初多采用继电器—接触器控制系统，但随着社会以及电子技术的快速发展，控制要求不断精密，此类控制方法已经完全不能满足工业污水处理系统的控制要求，所以逐渐被DCS、现场总线控制、PLC等控制方式所取代和现场总线控制系统比较，PLC系统可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障和DCS系统比较，PLC系统的可靠性高，所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰，采用性能优良的开关电源为了适应各种工业控制需要，除了单元式大的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构关键词:污水处理;PLC系统；控制；目 录一． 概 述 41.1 过滤器历史 41.2 过滤器简介 41.3 过滤器工作原理 5二． 过滤器控制系统硬件设计 52.1 过滤器流程图 52.2 过滤器的工作过程 62.3 PLC的选型 62.3.1 PLC的型号 62.3.2 三菱PLC的特点 62.3.3 三菱PLC的设计方法 72.4 PLC接线图的设计 82.5 过滤器的I/O点的分配 16三． 过滤器控制系统的软件设计 233.1 编程软件Gx Developer概述 233.1.1 Gx Developer简介 233.1.2 Gx Developer的特点 233.1.3 梯形图语言特点 243.2 梯形图设计 24四. 结束语 34参考文献 35致 谢 36附 录 37附录1：过滤器流程图 37附录2：过滤器各部分PLC接线图 38水处理系统中过滤器的PLC控制系统设计一． 概述1.1过滤器历史中国古代即已应用过滤技术于生产，公元前200年已有植物纤维制作的纸。

公元105年蔡伦改进了造纸法他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上水经竹帘缝隙滤过，一薄层湿纸浆留于竹帘面上，干后即成纸张最早的过滤大多为重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤20世纪初发明的转鼓真空过滤器实现了过滤操作的连续化此后，各种类型的连续过滤器相继出现间歇操作的过滤器(例如板框压滤器等)因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的过滤器得到了发展1.2过滤器简介过滤器由筒体、不锈钢滤网、排污部分、传动装置及电气控制部分组成过滤器工作时，待过滤的水由水口时入，流经滤网，通过出口进入用户所须的管道进行工艺循环，水中的颗粒杂技被截留在滤网内部如此不断的循环，被截留下来的颗粒越来越多，过滤速度越来越慢，而进口的污水仍源源不断地进入，滤孔会越来越小，由此在进、出口之间产生压力差，当大度差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，控制系统启动驱动马达通过传动组件带动轴转动，同时排污口打开，由排污口排出，当滤网清洗完毕后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状，系统正常运行过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、和差压控制器等部分组成。

壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分了过滤空间，显着缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲 洗吸盘工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔， 最后从出口送出过滤器采用高强度的楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动反冲洗机构当反冲洗吸盘口与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净循环水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内内壁上的杂质微粒随水流进穣盘内并从排污阀排出特殊设计的滤网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走当过滤器进出口压差恢复正常或定时器设定时间结束，整个过程中，物料不断流，反洗耗水量少，实现了连续化，自动化生产过滤器广泛用于冶金、化工、石油、造纸、医药、食品、采矿、电力、城市给水领域诸如工业废水， 循环水的过滤，乳化液的再生，废油过滤处理，冶金行业的连铸水系统、高炉水系统，热轧用高压水除鳞系统。

是一种先进、高效且易操作的全自动过滤装置1.3过滤器的工作原理过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差通过压差开关监测进出水口压差变化，当压差达到设定值时，电控器给水力控制阀，驱动电机信号设备安装后，由技术人员进行调试，设定过滤时间和清洗转换时间，待处理的水由入水口进入机体，过滤器开始正常工作，当达到预设清洗时间时，电控器给水力控制阀、驱动电机信号，引发下列动作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进行清洗，同时控制阀打开进行排污，整个清洗过程只需持续数十秒钟，当清洗结束时，关闭控制阀，电机停止转动，系统恢复至其初始状态，开始进入下一个过滤工序过滤器的壳体内部主要由粗滤网、细滤网、吸污管，不锈钢刷或不锈钢吸嘴、密封圈、防腐涂层、转动轴等组成用过滤介质把容器分隔为上、下腔即构成简单的过滤器悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(或称滤饼)过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。

液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢二．过滤器控制系统硬件设计2.1过滤器流程图：如图：2.2过滤器工作过程：按照工艺的要求， 在整个污水处理过程中， 过滤器起着非常重要的作用， 而过滤器的工作效果取决于滤料脏物的反洗控制 此工程共有 3 台过滤器， 每台过滤器均配置五个电控气动蝶阀：滤前进水阀、滤后出水阀、 反洗进水阀、 反洗出水阀及搅拌机， 其控制程序如下：过滤： 首先打开过滤进水阀， 紧接着打开过滤出水阀， 正常过滤反洗：当过滤时间达到预先设定值或流量小于一定值，则程序开始进行反洗关闭过滤进水阀和出水阀， 启动反洗泵， 打开反洗进水阀和出水阀， 开始水洗，然后启动搅拌机搅拌滤料， 经一段时间停止搅拌机， 然后停止反洗泵，关闭反洗进水阀，靠余压排水和稳定滤料 ，然后关闭反洗出水阀反洗结束2.3 PLC的选择：2.3.1 PLC型号本次说明书的设计选择三菱PLC, 三菱PLC英文名又称：Mitsubish Programmable Logic Controller，是三菱电机在大连生产的主力产品。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程三菱PLC在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q 2.3.2 三菱PLC的特点三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出16～25点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC它具有以下的特点：系统配置即固定又灵活；编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外部设备FX系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点； FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。

在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展可根据电源及输出形式，自由选择程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等外部设备相互通信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等 2.3.3 三菱PLC的设计方法三菱PLC控制系统一般设计方法：1、分析控制系统的控制要求熟悉被控对象的工艺要求，确定必须完成的动作及动作完成的顺序，归纳出顺序功能图2、选择适当类型的PLC根据生产工艺要求，确定I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等），并列出I/O点清单。

进行内存容量的估计，适当留有余量根据经验，对于一般开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8；对于只有模拟量输入的控制系统，每路模拟量需要100个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统，每路模拟量需要200个存储器字确定机型时，还要结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的PLC机型3、硬件设计根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电气控制系统原理接线图4、软件设计（1）软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅2）模拟调试将设计好的程序下载到PLC主单元中由外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，直到满足设计要求为止5、现场调试在模拟调试合格的前提下，将PLC与现场设备连接。

现场调试前要全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电将PLC的工作方式置为“RUN”反复调试，消除可能出现的问题当试运一定时间且系统运行正常后，可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，做好备份2.4 PLC接线图的设计 以其中一个罐体为例，如图：由图可见，一个过滤器罐体存在五个电控。