本溪市機(jī)電工程學(xué)校 郝 爽

1 反滲透純化水控制系統(tǒng)的組成

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)控制早已深入人心。自動(dòng)控制可以提高效率，節(jié)省人力、物力，所以本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)同樣也涉及到自動(dòng)控制，以起到錦上添花的作用。

反滲透純化水控制系統(tǒng)由昆侖通態(tài)觸摸屏、PLC、原水罐液位開(kāi)關(guān)（4組）、一級(jí)淡水罐液位開(kāi)關(guān)（4組）、純水罐液位變送器、電導(dǎo)率檢測(cè)儀和各級(jí)泵等組成，如圖1所示。

圖1 反滲透純化水控制系統(tǒng)的組成圖

本系統(tǒng)的控制器件為原水進(jìn)水閥、泵、液位開(kāi)關(guān)、液位變送器、流量計(jì)、PLC和人機(jī)界面等，而PLC和人機(jī)界面更是實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的核心。

2 反滲透純化水控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

2.1 泵的接線

泵在整個(gè)反滲透純化水系統(tǒng)中起到了決定性的作用。它主要是為輸送水提供壓力，使水能夠通過(guò)RO膜，實(shí)現(xiàn)反滲透；其次是為防止RO膜結(jié)垢，定量給加藥箱中添加阻垢劑。

2.2 閥的連接

閥是用于控制系統(tǒng)各管路的開(kāi)啟與關(guān)閉的。系統(tǒng)中各控制閥均連接一個(gè)繼電器，通過(guò)對(duì)繼電器線圈供電使其觸點(diǎn)動(dòng)作，從而決定閥的啟閉。

2.3 PLC控制電路

PLC的控制電路是控制各級(jí)泵與閥的通斷，其控制電路圖，如圖2所示。

3 反滲透純化水控制系統(tǒng)的控制流程

3.1 原水閥的控制流程

原水閥是原水罐進(jìn)水的控制閥，它的開(kāi)啟和關(guān)閉是由原水罐1號(hào)液位和2號(hào)液位決定的。當(dāng)進(jìn)水達(dá)到原水罐2號(hào)液位時(shí)，原水進(jìn)水閥開(kāi)啟；當(dāng)進(jìn)水達(dá)到原水罐1號(hào)液位時(shí)，原水進(jìn)水閥關(guān)閉。

3.2 原水泵及一級(jí)高壓泵的聯(lián)動(dòng)控制流程

原水泵為進(jìn)入預(yù)處理的原水提供壓力，一級(jí)高壓泵為一級(jí)反滲透系統(tǒng)的RO膜進(jìn)水提供壓力。它的開(kāi)啟與關(guān)閉是由原水罐3號(hào)液位和4號(hào)液位、一級(jí)淡水罐1號(hào)液位和2號(hào)液位聯(lián)合控制的。當(dāng)水位達(dá)到原水罐3號(hào)液位及一級(jí)淡水罐2號(hào)液位時(shí)，原水泵和一級(jí)泵聯(lián)動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)水位達(dá)到原水罐4號(hào)液位計(jì)一級(jí)淡水罐1號(hào)液位時(shí)，原水泵和一級(jí)泵聯(lián)動(dòng)關(guān)閉。

圖2 PLC的控制電路圖

3.3 二級(jí)高壓泵的控制流程

二級(jí)高壓泵為二級(jí)反滲透系統(tǒng)的RO膜進(jìn)水提供壓力，它的開(kāi)啟與關(guān)閉是由一級(jí)淡水罐3號(hào)液位和4號(hào)液位、純水罐的高低液位及二級(jí)高低壓開(kāi)關(guān)聯(lián)合控制的。當(dāng)水位達(dá)到純水罐下液位及一級(jí)淡水罐3號(hào)液位且二級(jí)高壓開(kāi)關(guān)閉點(diǎn)、二級(jí)低壓開(kāi)關(guān)開(kāi)點(diǎn)時(shí)，二級(jí)泵開(kāi)啟；當(dāng)水位達(dá)到純水罐上液位及一級(jí)淡水罐4號(hào)液位且二級(jí)高壓開(kāi)關(guān)開(kāi)點(diǎn)、二級(jí)低壓開(kāi)關(guān)閉點(diǎn)時(shí)，二級(jí)泵關(guān)閉。

3.4 二位三通閥的控制流程

兩位三通閥是用來(lái)控制反滲透產(chǎn)水流向的，當(dāng)產(chǎn)水水質(zhì)合格時(shí)（電導(dǎo)率≤1.8μs/cm），產(chǎn)水流入純水罐，二位三通閥關(guān)閉；當(dāng)產(chǎn)水水質(zhì)不合格時(shí)（電導(dǎo)率≥2.0μs/cm），產(chǎn)水流回至原水罐，二位三通閥開(kāi)啟。

3.5 沖洗閥的控制流程

反滲透制水時(shí)，由于滲透壓的作用會(huì)使RO膜表面沉淀大量的難溶鹽，從而降低了反滲透系統(tǒng)的脫鹽率，所以要定時(shí)對(duì)RO膜進(jìn)行清洗。制水開(kāi)始起，PLC延時(shí)60min后，一級(jí)或二級(jí)沖洗閥開(kāi)啟；PLC延時(shí)10s后，一級(jí)或二級(jí)沖洗閥關(guān)閉。

4 反滲透純化水控制系統(tǒng)的畫(huà)面設(shè)計(jì)

為了使管理人員和操作人員有一個(gè)良好的系統(tǒng)監(jiān)視界面，本系統(tǒng)選用昆侖通態(tài)MCGSE7.6版組態(tài)軟件進(jìn)行畫(huà)面設(shè)計(jì)，其具有可視性、高處理性、多媒體畫(huà)面、安全機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)、報(bào)警、支持多種硬件等功能。

其設(shè)計(jì)步驟為：

（1）在MCGSE7.6版組態(tài)環(huán)境中，新建一個(gè)項(xiàng)目，并在“新建工程設(shè)置”對(duì)話框中，對(duì)觸摸屏類型進(jìn)行設(shè)置（選用TPC1062K）。

（2）定義設(shè)備和變量。

PLC是MCGSE7.6版組態(tài)所支持的硬件之一，MCGSE7.6版組態(tài)在定義設(shè)備時(shí)可直接調(diào)用西門(mén)子S7-200驅(qū)動(dòng)的默認(rèn)通訊參數(shù)。在MCGSE7.6版組態(tài)運(yùn)行時(shí)，變量是作為中介環(huán)節(jié)出現(xiàn)的。工作人員在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令要快速送至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況也要以動(dòng)畫(huà)的形式反應(yīng)在屏幕上，這些都是需要由變量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。變量的名稱和數(shù)據(jù)類型是和PLC一一對(duì)應(yīng)的。

（3）設(shè)計(jì)組態(tài)畫(huà)面。

畫(huà)面設(shè)計(jì)可以顯示反滲透純化水系統(tǒng)的整個(gè)工藝流程。本系統(tǒng)的畫(huà)面分為主畫(huà)面和手動(dòng)畫(huà)面，如圖3、圖4所示。

圖3 反滲透純化水系統(tǒng)的主畫(huà)面

圖4 反滲透純化水系統(tǒng)的手動(dòng)畫(huà)面

5 結(jié)語(yǔ)

上述控制系統(tǒng)為反滲透純化水系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，其成品已投入使用。按照用戶要求，本系統(tǒng)可加以改進(jìn)，以期達(dá)到更好的實(shí)用性。

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