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    1 引言

    25t/h凈水設(shè)備的工作為單純的開關(guān)量邏輯控制，無模擬量處理。此凈水系統(tǒng)完成對(duì)水中雜質(zhì)的沉淀和過濾，使得水質(zhì)較差的井水變?yōu)榭梢岳玫纳钣盟顼嬘茫赐氲鹊取Ｕ麄€(gè)設(shè)備的運(yùn)行全由PLC進(jìn)行控制，通過對(duì)各液位開關(guān)進(jìn)行開關(guān)量采集和運(yùn)算，控制加水，排水電磁閥及水泵的工作。相對(duì)與人工及其他設(shè)備控制來說，PLC具有可靠性高，接線簡(jiǎn)單，邏輯更改方便等優(yōu)點(diǎn)。

    2 凈水設(shè)備介紹

    2.1設(shè)備簡(jiǎn)介

    整個(gè)設(shè)備主要由藥箱、源水池、沉淀池、袋慮、凈水池、各個(gè)水泵和閥等組成。設(shè)備支持自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，手動(dòng)方便在設(shè)備維護(hù)時(shí)進(jìn)行操作。控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)斷電再上電后繼續(xù)運(yùn)行，如泵保持原狀態(tài)不變，沉淀延時(shí)繼續(xù)等。對(duì)于多臺(tái)泵并聯(lián)的控制，能夠定時(shí)進(jìn)行工作泵的切換，使得每臺(tái)泵的運(yùn)行時(shí)間盡量均勻，延長(zhǎng)其使用壽命。

    2.2凈水設(shè)備工作過程

    當(dāng)某一藥箱處于低位時(shí)，相應(yīng)的藥箱低位指示燈亮，手動(dòng)加藥后點(diǎn)擊混合按鈕，相對(duì)應(yīng)的加藥泵或電磁閥（D3和D5）啟動(dòng)，D4或D6電磁閥關(guān)閉，設(shè)備開始自動(dòng)混藥。延時(shí)混合完成后，根據(jù)兩個(gè)沉淀池和源水池的水位條件判斷藥箱和源水池是否向沉淀池中加水。若源水池水位處于高位，任一沉淀池處于低位，則潛水泵和兩個(gè)加藥泵，D4和D6電磁閥打開，D3和D5電磁閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)向沉淀池中加水。在沉淀池中，藥加速水中雜質(zhì)的沉淀，使源水池中的水進(jìn)行凈化。沉淀結(jié)束后根據(jù)凈水池的液位高度決定是否向凈水池送水。若凈水池水位為低位，則沉淀池中的水經(jīng)過袋慮式過濾器過濾后儲(chǔ)存在凈水池中。使用PLC設(shè)備可以方便的對(duì)各個(gè)液位開關(guān)等開關(guān)量狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)邏輯運(yùn)算結(jié)果控制水泵、電磁閥或指示燈等的輸出，非常適合與此凈水設(shè)備結(jié)合實(shí)現(xiàn)凈水過程自動(dòng)化。

        

                                    圖  2-1  凈水設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

    3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    本凈水系統(tǒng)是以PLC為控制核心，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電磁閥，水泵）、聲光報(bào)警和開關(guān)按鈕等外圍設(shè)備組成。其中，對(duì)水泵的控制通過接觸器實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)組成如圖3-1所示。

               
                                    圖  3-1  控制系統(tǒng)組成

    通過PLC的運(yùn)算控制，使凈水設(shè)備能夠高效進(jìn)行凈水工作，避免了人工操作產(chǎn)生的失誤和時(shí)間浪費(fèi)或使用其他控制設(shè)備產(chǎn)生的復(fù)雜的維護(hù)工作。

    4 硬件選型

    4.1 PLC硬件配置

    根據(jù)控制的工藝和要求確定控制點(diǎn)數(shù)。其中開關(guān)量輸入27點(diǎn)，開關(guān)量輸出20點(diǎn)。無模擬量處理。據(jù)此選擇以下PLC模塊可滿足使用要求。

    1、 LM3109 CPU，自帶24路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出及RS232和RS485通訊口；

    2、 LM3231數(shù)字量擴(kuò)展模塊，為4路數(shù)字量輸入和4路繼電器輸出；
   
    LM3109和LM3231共計(jì)數(shù)字量輸入28點(diǎn)，繼電器輸出20點(diǎn)，滿足使用要求。理論上應(yīng)多預(yù)留些點(diǎn)，但考慮到成本和PLC相當(dāng)高的可靠性，最終硬件選型如上。

    4.2 PLC I/O分配

    表  4-1 輸入輸出信號(hào)清單

           

    4 應(yīng)用特點(diǎn)

    準(zhǔn)確性及可靠性

    準(zhǔn)確性、可靠性是所有PLC產(chǎn)品都具有的特點(diǎn)。 LM PLC可以精確定時(shí)，且運(yùn)算速度很快，當(dāng)判斷條件滿足時(shí)，會(huì)立刻進(jìn)行輸出動(dòng)作，保證了執(zhí)行的準(zhǔn)確性。PLC具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和抗干擾能力，且維護(hù)方便（若工作環(huán)境好幾乎不需要維護(hù)），充分體現(xiàn)了其高可靠性。
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    系統(tǒng)功能強(qiáng)

    凈水過程需要一套較復(fù)雜的邏輯控制完成，其控制點(diǎn)數(shù)較多，各結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。 LM PLC可以輕易完成復(fù)雜模擬量的處理和控制，對(duì)于開關(guān)量運(yùn)算速度僅為0.37微秒，并支持模塊擴(kuò)展。因此應(yīng)用于凈水設(shè)備完全可以滿足所有的控制要求，并可根據(jù)今后的需要進(jìn)行擴(kuò)展，完成復(fù)雜的邏輯控制。

    參考文獻(xiàn)  

    [1] 《-LEC G3系列小型一體化PLC硬件手冊(cè)》，北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司，2007.1
   
    [2] 《 LM系列PLC軟件手冊(cè)》，北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司，2008.1

    [3] 《-LEC G3系列小型一體化PLC指令手冊(cè)》，北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司，2007.5