PDF《基于 PLC 的污水净化处理控制系统的设计》

1 号磁滤器的辅助触点,用于 YA1 的故障诊断 I0.5 YA2

1 号出水阀的辅助触点,用于 YA2 的故障诊断 I0.6 YA3

1 号进水阀的辅助触点,用于 YA3 的故障诊断 I0.7 YA4

1 号排污阀的辅助触点,用于 YA4 的故障诊断 输入继电器I1.0 YA5

1 号压缩空气阀的辅助触点,用于 YA5 的故障诊断 Q0.0 YA1

1 号磁滤器线圈 Q0.1 YA2

1 号出水阀线圈 Q0.2 YA3

1 号进水阀线圈 Q0.3 YA4

1 号排污阀线圈 Q0.4 YA5

1 号压缩空气阀线圈 Q0.5 HA 反洗铃 Q0.6 HL1 故障指示灯 Q0.7 HA1 故障报警铃 输出继电器因为

1 号机组和

2 号机组的工作原理相同,故净水系统总的输入点数为

18 点,总的输出点

3 数为

16 点.为此选择西门子公司的 S7-200 系列的 CPU224 可编程控制器和 S7-200 的数字 量扩展模块 EM223,它们可以提供

22 点输入和

18 点输出. (2) 压差检测仪表的选择: 压差检测仪表的作用是检测磁滤器的入口和出口的压差, 如果压差过高,表示磁滤器有堵塞故障,需要进入反洗工序.压差检测仪表应 该具有设定压差、显示压差、压差信号输出功能.综上所述选择美国德威尔公 司(dwyer)的3000IMR 系列的 Photohelic 压力表/开关. (3) 其它的输入和输出元件的选择比较容易,限于篇幅限制,从略. 3.2 软件的设计: 根据净水机组的工艺要求和控制任务设计如下的顺序功能图: 图

2、净水机组的控制系统顺序功能图

4 根据以上的顺序功能图,很快能写出梯形图,在此不详细列出梯形图.只列出梯形图设计的 几个小技巧: (1) PLC 的其它编程元件的地址和作用在顺序功能图上有明确的标示,故没有列表. (2) 为了避免系统工序的切换所造成的冲击,阀门和磁滤器的开启和关闭采用延时顺序 动作. (3)

1 号机组和

2 号机组的反洗工序的调度算法:如果

1 号机组和

2 号机组同时进入反 洗工序,由于

2 号机组延时 0.1 秒,故1号机组优先执行;

如果不同时进入反洗工 序,由于

1 号机组和

2 号机组反洗工序有互锁功能,则哪个机组先进入反洗工序, 另一机组只能等待. (4) 故障诊断子程序: (4.1)故障诊断子程序的作用: 相对于 PLC 而言,外部输出器件如电磁阀、磁滤器容易出现故障.如果电磁阀和 磁滤器出现故障而不能及时处理,容易造成系统工作不正常,甚至会损坏系统.处理的方法 是:外部主要输出器件如果出现故障,必须停机并且报警,提醒工作人员维修. (4.2)故障诊断子程序的设计: 本控制系统共有

8 个故障诊断子程序,它们的故 障诊断算法都是类似的.具体的算法是:如果某个线圈通 电,对应的常开辅助触点应该闭和;

如果没有闭和,判断 该器件损坏.如果某个线圈断电,对应的常闭触点应该闭 和;

如果没有闭和,判断该器件损坏.下面以故障诊断子 程序

1 为例,谈谈故障诊断子程序的实现. 故障诊断子程序的梯形图见右图.它用顺序功能的逻辑语 言解释如下:在M1.1 步即{滤水工序}如果磁滤器或者出 水阀或者进水阀没有打开、或者排污阀或者压缩空气阀打 开了,则报警并且进入停机状态. (5) 磁滤器的压差保护:如果磁滤器的入口和出口压差大于设定压差,则滤水工序无条 件结束,顺序进入反洗工序.

4、 本文作者的创新点: 利用 PLC 实现了污水净化处理系统的自动控制,详细介绍了污水净化处理控制系统的硬件 设计和软件设计方法. 软件设计给出了控制系统的顺序功能图, 并且采用结构化程序设计方 法. 硬件设计采用了压差检测仪表, 保证滤水工序的性能指标并且有防止滤水器堵塞的功能. 由于采用 PLC 作为控制器,系统结构比传统控制系统结构简单,可靠性高,系统很少出故 障;