1、 四川理工學院畢業設計(論文)基于PLC的某電廠含煤廢水處理控制系統軟件部分設計 學 生: 學 號: 專 業:電氣工程及其自動化 班 級: 指導教師:四川理工學院自動化與電子信息學院二OO九年六月摘 要 本設計的主要任務是對某電廠含煤廢水處理系統的幾個部分進行工藝流程分析,主要包括煤水提升部分、加藥部分、帶壓式廢水處理部分和清水提升部分,然后根據工藝流程寫出輸入輸出點表。根據點表進行PLC選型、PLC硬件配置,結合工藝流程及點表進行PLC編程,最后檢查所編程序的正確性。本設計使用梯形圖編程,其具有直觀易懂的優點,特別適用于開關量邏輯控制。關鍵詞:工藝流程;點表;PLC選型;硬件配置;PLC編程

2、 ABSTRACT The main task of the design of a coal power plant wastewater treatment system in several parts of the analysis process, including upgrading coal-water part of Dosing of pressure-type wastewater treatment upgrade some parts and water, and then under the process write input and output points

3、 table. PLC-point scale based on selection, PLC hardware configuration, combined with process and points table for PLC programming for final inspection by the correctness of the procedure. The use of the design ladder programming, its easy to understand the advantages of intuitive, especially for lo

4、gic control switch.Key words: Process;Points Table;PLC Selection;Hardware configuration;PLC Programming目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 引 言11.1 水污染的現狀11.2 水處理的方法21.3 電廠廢水處理控制系統的研制背景21.4 本人的主要任務及論文的設計內容3第2章 電廠含煤廢水處理工藝流程42.1 工藝流程圖42.2 對工藝流程的闡述42.2.1 煤水提升系統52.2.2 煤水加藥系統52.2.3 帶壓式廢水處理系統82.2.4 清水提升系統10第3章 電廠含煤廢水處理控制

5、系統部分設計113.1 可編程序控制器介紹113.2 電廠含煤廢水處理系統控制柜的設計133.3 PLC的外部接線143.4 PLC控制系統的設計143.5 系統中變頻器控制的設計16第4章 電廠含煤廢水處理系統中的PLC控制系統設計194.1 電廠含煤廢水處理系統的IO點分配194.2 控制系統的輸入輸出分配與連接264.3 PLC控制程序的設計354.3.1 STEP 7項目創建374.3.2 硬件結構及組態404.4 軟件模塊的程序44第5章 結束語47致 謝48參考文獻49附 錄50第1章 引 言1.1 水污染的現狀 水,是人類生存、養息、發展的根本條件。然而,人類社會在工業化的進程中

6、大量消耗水資源的同時,排出污水,污染河湖,危害環境,造成嚴重后果。英國及美國都曾在19世紀中發生因引用水資源遭生活污水污染而引起的霍亂大流行,二十世紀工業迅速發展和城市人口劇增更帶來不少河流水質惡化、生物絕跡的惡果。有資料表明目前第三世界國家每年因水污染而造成200萬人口的死亡;全世界有100多個國家缺水,其中嚴重的有40多個,水資源的缺乏及水環境的污染己越來越成為制約發展的重要因素。【1】 近年來,中國經濟的迅猛發展,大大促進了世界經濟的發展,但是中國的水污染問題也變得更加突出。據統計,拉丁美洲2.79億的城市人口僅有41%的下水道普及率,10%的污水處理率;東南亞國家近1.9億人口集中在1

7、0個特大城市,下水道普及率不足10%。因此水污染問題不僅是中國的問題而且是亞洲乃至世界的嚴重問題。【1】 隨著人類的發展,水資源越來越不能滿足人類發展的需要,主要表現為可供水資源量不足和水質惡化導致環境污染這兩方面。我國改革開放二十年來,國民經濟及城市建設得到高速的發展,城市規模與人口的增加,帶來了城市的勃勃生機,也同樣帶來了水污染控制及水環境保護問題。1997年,全國污水排放量約416億噸,其中45%來源于城市生活污水,55%為工業廢水。我國七大水系,湖泊,水庫,部分地區地下水受到不同程度的污染,七大水系的水質繼續惡化。水資源的嚴重匱乏己成為制約我國國民經濟可持續發展的一個重要因素。因此,合

8、理開發利用水資源、保護環境己成為我國的基本國策。雖然近20年城市污水處理事業有較大的發展,但是仍然難以滿足城市發展的需要。各級政府對此都給予高度重視。由于我國污水處理事業起步較晚,落后于發達國家將近3040年,這些差距還表現在工藝技術,設備制造,運行管理等各個方面。此外,運行經費不足,設計經驗不足,設備使用維護不當,完好率低,有經驗的工藝及自控技術人員的缺乏,以上這些都制約了水處理的發展。【1】隨著國家經濟的發展,政府部門越來越重視到環境在經濟發展中的分量,要實現經濟的可持續發展,就必須要解決在經濟發展中造成的環境污染問題,而水環境的整治又是重中之重。可以預見污水廢水的處理將是我們一直面臨的重

9、要問題。1.2 水處理的方法 當前國際和國內在水處理的工藝上主要是有兩種,即生物處理法和物理化學處理法。其中水處理生物工藝有:生物膜法處理工藝、好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝、活性污泥法生物處理工藝、廢水自然凈化處理工藝;水處理物理化學工藝有:吸附法處理工藝、物理控制法處理工藝、離子交換法處理工藝、化學控制法處理工藝、氧化還原與電解法處理工藝、膜分離法處理工藝等。水污染是由很多種不同情況造成的,而且水處理要綜合考慮投資、運行成本和處理效果等多種因素,根據要處理的廢水水質不同可能選取一種或多種不同的處理工藝。【2】 電廠工業廢水主要來自鍋爐排污水、汽機房排水、油庫排水、輸煤系統沖洗排水、煤廠

10、排水、廠區辦公和生活用水等。由于工業廢水來源復雜,其水質、水量的變化較大。排水中的常規離子含量及PH值變化較小,接近于電廠的水源水質,有機物含量指標CODCr化學需氧量也不高,但有一定的變化,油和懸浮物的變化則較大。在廢水中高含油量出現的概率很小,且一般從源頭上就可制止廢油大量進入工業廢水。至于懸浮物,在交接班時段的大清掃和大沖洗后會出現高峰值,即水變混,水量也大。只要循環排污水及化學中和池排水不進入工業排水系統,那么工業廢水中的常規離子含量同水源水相近;超標的污染物指標主要是懸浮物,偶爾油和CODCr也會超標。根據火電廠工業廢水的特點,工業廢水中只要去除懸浮物及降低部分CODCr和油就能滿足

11、作為循環水的補充水的要求。目前電廠采用混凝澄清過濾工藝對工業廢水進行處理,并回用冷卻水。【3】1.3 電廠廢水處理控制系統的研制背景 火力發電廠是工業用水大戶,每天的工業廢水如果直接排放的話不僅水資源浪費嚴重而且要造成嚴重的污染。隨著國家環境保護政策與法規的不斷健全,對環境保護要求也更加嚴格。以往的廢水處理系統采用人工手動控制,造成人員工作強度大,控制效率低,控制工藝落后。電廠廢水處理中采用全新的自動控制系統和監控技術可以克服以前人工控制精度低、運行操作繁瑣、誤操作可能性大等缺點,該系統的廢水處理工藝流程具有一定的先進性,達到了電廠廢水零排放,大大提高了水的利用率。同時可以通過網絡把監控數據融

12、入整個電廠的自動化管理中,這樣更加節省人力物力,便于集中管理。通過本自動控制系統把處理過的廢水再納入整個電廠的水循環中,提高電廠用水的效率,節約成本,提高了整體的經濟效益。使電廠的自動化管理和自動化控制生產方面達到一個新的高度。1.4 本人的主要任務及論文的設計內容 為了實現電廠含煤廢水的循環利用,這個項目所要完成的任務是: 控制系統工藝流程分析 控制系統的點表 PLC控制程序(梯形圖) 通過PLC自動化控制要求達到下列控制要求: 含煤廢水最大限度的循環利用,高操作性。 本設計是通過分析某電廠含煤廢水處理系統的四個工藝流程,在此基礎上設計了PLC控制系統的硬件配置,完成了整個電氣控制系統的PL

13、C軟件設計部分。論文所研究的內容分為5部分。 引言 電廠含煤廢水處理工藝流程 電廠含煤廢水處理控制系統部分設計 含煤廢水處理控制系統中PLC控制系統的設計 結束語 第2章 電廠含煤廢水處理工藝流程2.1 工藝流程圖 電廠的廢水處理系統整個結構如圖2.1所示:圖中的圓角矩形代表提升泵,長方形代表集水池、加藥系統,橢圓代表廢水處理系統。箭頭的指向代表廢水的流向,它是從左往右流的。 該電廠含煤廢水處理系統中共包括:煤泥提升系統;煤水提升系統;煤水加藥系統(混凝劑加藥系統、助凝劑加藥系統);帶壓式廢水處理系統(A、B系統);清水提升系統。本設計主要考慮后四個系統,對其進行分析,從而設計出PLC控制系統

14、及程序。圖2.1 電廠含煤廢水處理系統整體結構圖2.2 對工藝流程的闡述 如下四個部分:煤水提升系統;煤水加藥系統(混凝劑加藥系統、助凝劑加藥系統);帶壓式廢水處理系統(A、B系統);清水提升系統。2.2.1 煤水提升系統 系統內有三臺煤水提升泵,三臺煤水提升泵由調節池液位開關自動連鎖啟停,互為備用,工作泵故障時備用泵自動投入。當調節池液位達到中液位時,啟動一臺煤水提升泵;調節池液位達到高液位時,啟動兩臺煤水提升泵;低液位停止所有泵。調節池設高、中、低液位開關。如圖2.2煤水提升系統流程圖。圖2.2 煤水提升系統流程圖2.2.2 煤水加藥系統 一體化含煤廢水處理機、加藥混合裝置的啟停與煤水提升

15、泵的啟停及臺數連鎖,加藥混合裝置自動投加混凝劑、助凝劑,根據含煤廢水綜合處理機進口流量自動控制加藥量,加藥計量泵和藥箱液位以及煤水提升泵連鎖,兩臺計量泵之間故障切換。煤水加藥系統包括(1)混凝劑加藥系統,(2)助凝劑加藥系統。 混凝劑加藥系統E: 圖2.3為混凝劑加藥系統E流程圖。 混凝劑加藥系統包括溶藥箱(帶開關量節點信號輸出的液位開關)、溶藥箱攪拌機、計量泵(2臺、一運一備,故障切換)。 液位開關設高、低兩位,液位信號送至方程控系統監視,且低位報警的同時停計量泵及與之相對應的攪拌機。計量泵的啟停以及加藥的速度與液位開關的高、低液位連鎖,混凝加藥裝置配有一個電磁閥。由電磁閥的開關來控制混凝裝

16、置加藥量的多少,液位開關顯示為高液位時,關閉電磁閥,顯示為低液位時電磁閥打開,并且攪拌機停止運轉。 圖2.3 混凝劑加藥系統E流程圖 助凝劑加藥系統F: 圖2.4為助凝劑加藥系統F流程圖。 助凝劑加藥系統包括溶藥箱(帶開關量節點信號輸出的液位開關)、溶藥箱攪拌機、計量泵(2臺、一運一備,故障切換)。 液位開關設高、低兩位,液位信號送至需方程控系統監視,且低位報警的同時停計量泵及與之相對應的攪拌機。計量泵的啟停以及加藥的速度與液位開關的高、低液位連鎖,助凝加藥裝置配有一個電磁閥。由電磁閥的開關來控制助凝裝置加藥量的多少,液位開關顯示為高液位時,關閉電磁閥,顯示為低液位時電磁閥打開,并且攪拌機停止

17、運轉。 圖2.4 助凝劑加藥系統F流程圖2.2.3 帶壓式廢水處理系統 JYMS-10帶壓式含煤廢水處理設備是對含煤廢水加入混凝劑和助凝劑混合均勻之后,對廢水進行沉淀、過濾的一體化設備。該設備本體為全封閉式,運行時帶壓運行(壓力一般為1kg/cm2)。 該系統使用兩套帶壓式含煤廢水處理設備,分別為A和B,圖2.5為A設備的處理流程圖,B設備的處理流程圖與A設備的一樣,故論文中未畫出。每套均需要用到10個電動閥,正常情況下進水處1至4號電動閥均處于常開狀態,5至8號反沖洗出水電動閥均處于常閉狀態,9號為清水出水電動閥處于常開狀態,10號為排泥閥處于常閉狀態,反沖洗由電控閥門控制,利用工作單元出水

18、集中反沖需沖洗的單元,當需要反沖洗時關閉1號進水電動閥,打開5號反沖洗出水電動閥,同時關閉清水出水電動閥,進行反沖洗,反沖洗持續1至5分鐘,沖洗完了之后,打開1號進水電動閥關閉2號進水電動閥,關閉5號反沖洗出水電動閥打開6號反沖洗出水電動閥,進行反沖洗,此時9號清水排水閥仍處于關閉狀態,以此類推,整個反沖洗過程大概需要4到20分鐘,最后反沖洗完畢將1至4號電動閥均恢復至打開狀態,5至8號反沖洗出水電動閥均恢復至關閉狀態,9號清水排水閥恢復至打開狀態,10號排泥閥8小時排泥一次,持續1至5分鐘。 圖2.5.1 A設備的處理流程圖 圖2.5.2 A設備的處理流程圖2.2.4 清水提升系統 圖2.6

19、為清水提升系統的流程圖。清水池在高、低液位時報警。三臺清水泵通過出水管上的流量計自動連鎖啟停,互為備用,工作泵故障時備用泵自動投入。當出水流量小于等于一臺泵的流量時開一臺清水泵做變頻運行,當出水流量大于一臺清水泵的流量時,第一臺清水泵由變頻運行轉為公頻運行,第二臺清水泵啟動做變頻運行。當清水池水位到低液位時停所有清水泵。第3章 電廠含煤廢水處理控制系統部分設計3.1 可編程序控制器介紹 可編程序控制器Programmable Logic Controller簡稱PLC或PC,國際電工委員會IEC對可編程控制器是:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程

20、序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算數運算等操作的命令,并通過數字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械和生產過程。可編程控制器及其有關設備,都應按易于與工業控制系統聯成一體,易于擴充功能的原則設計。PLC在現代工業控制中占有重要地位,是公認的現代工業自動化三大技術支柱PLC、 CAD/DAM、機器人之一。【4】 PLC具有以下特點:1.可靠性高,抗干擾能力強;2.編程簡單,使用方便;3.設計安裝容易,維護工作量少;4.功能完善,通用性強;5.體積小,能耗低;6.性能價格比高。【5】 隨著技術的發展和市場的增加,PLC的結構和功能也不斷改進。現代PLC的發展有

21、兩個主要趨勢:其一是向體積更小,速度更快,功能更強,價格更低的微小型PLC方面發展;其二是向大型網絡化,高可靠性,好的兼容性,多功能方面發展。【6】 (1)、大型網絡化:主要是朝DCS方向發展,使其具有DCS系統的一些功能。網絡化和強化通信能力是PLC發展的一個主要方面,向下將多個PLC,多個I/0框架相連;向上與工業計算機、以太網、MAP網等相連構成整個工廠的自動化控制系統,現場總線技術在工業控制中將會得到越來越廣泛的應用。圖2.7為西門子S7-300PLC的可視圖。S7-300 PLC可以通過多點接口MPIMulti-Point Interface直接與計算機、編程器、操作員面板及其它PL

22、C相連,也可通過通信處理器連成更大的、范圍更廣的SINEC H1以太網絡或通過現場總線構成靈活實用的分布式SINEC L2網絡。 (2)、多功能:為了適應各種特殊功能的需要,各個公司陸續推出了多種智能模塊,智能模塊是以微處理器為基礎的功能部件,它們的CPU與PLC的CPU并行工作。占用主機CPU的時間很少,有利于提高PLC完成特殊的控制要求。智能模塊主要由模擬量I/0、PID回路控制、通信控制、機械運動控制、高速計數、中斷輸入等。由于智能I/0的應用,使過程控制的功能和實時型大為增強,某些PLC的過程控制還具有自適應,參數自整定功能,使設計、調試時間減少,控制精度提高。如S7-300的模擬量輸

23、入模塊可以直接輸入電流、電壓、熱電偶、熱電阻等多達18種不同類型不同范圍的信號,適應性很強。 (3)、高可靠性:由于控制系統的可靠性日益受到人們的重視,一些公司已將自診斷技術、冗余技術、容錯技術廣泛的應用到現有產品中,推出了高可靠性的冗余系統,并采用熱備用或并行工作,多種表決的工作方式。S7-400 PLC即使在惡劣、不穩定的工作環境下,堅固、全部密封的模板依然可正常工作,在操作運行過程中模板還可熱拔插。 (4)、好的兼容性:現代PLC已不再是單個的、獨立的控制裝置,而是整個控制系統中的一部分或一個環節。好的兼容性是PLC深層次應用的重要保證。SIMATICM7-300 PLC采用與SIMAT

24、IC S7-300相同的構造,能用SIMATIC S7模塊,其顯著特點是與通用微型機算機兼容,可運行MS-DOS/Windows程序,適合于處理數據量大、實時性強的工作任務。 (5)、小型化、低成本、簡單易用:隨著應用范圍的擴大和用戶投資規模的不同,小型化、低成本、簡單易用的PLC將廣泛應用于各行各業。小型PLC有整體結構向小型模塊化結構發展,增加了配置的靈活性。 (6)、編程語言向高層次發展:PLC的編程語言在原有梯形圖語言、順序功能塊語言和指令表語言基礎上,不斷豐富和向高層次發展。西門子SIMATICS7-300PLC的編程語言STEP 7,可運行在個人計算機Windows環境下,界面極為

25、友好,提供了強勁的梯形圖和語句表兩種形式的編程、調試和診斷等功能。并備有豐富的隨機幫助信息,可支持位、字節、日期、數組、結構等數據類型,SIMATIC M7則使用C/C+等高級語言進行編程,體現了面向未來的種種特征。3.2 電廠含煤廢水處理系統控制柜的設計 PLC控制系統是由很多模塊組成的,每個模塊都需要供電,進行保護。整個系統如果裸露在外,不但零亂的接線有損美觀,無按鈕及顯示屏也使得工人操作起來極其不方便,而且整個系統裸露會受到工業現場惡劣環境的影響,從而使得控制系統損傷或出現使用壽命下降等情況;同時一個大系統中除了控制系統外還有電氣系統等,這就要求它們之間進行有效的連接。所有這些使得設計一

26、個系統控制柜變的非常重要。控制柜設計的優劣也直接影響的整個控制系統的運行效能。 一個控制柜往往具有如下方面的作用: 隔離系統運行的噪音,改善操作人員的工作環境 強電回路與弱電回路的隔離,采集及控制信號的隔離 防止灰塵、靜電、電磁輻射等以保護PLC的正常運行 提供統一的走線,使得將來的檢修非常方便 提供和其它控制柜的接口,方便組成更大的系統及將來的擴展 給控制系統提供各種電源,并且進行過流、過壓的保護 提供UPS對系統進行斷電保護,最大限度地減少損失 提供系統的開關按鈕及報警指示燈,讓現場人員最大程度的了解狀況 綜上所述,設計了電廠含煤廢水處理系統的工業控制柜,以期最大限度地保護控制電路、方便操

27、作、便于和其它系統的擴展。控制柜采用220V電壓供電。在前面板上設計了電壓表和電流表以顯示當前的電壓電流,為操作員監視系統是否過壓和過流。柜子上兩盞電燈直接連接在220V線上,由控制柜門的開關來控制電燈,當門打開時燈自動亮,以給現場人員的檢修提供照明,門合上時燈自動關閉以節約用電。風扇也是直接連接在220V電壓上,它任何時候都在為控制系統進行冷卻。系統提供一個隔離變壓器,用于對工業現場取電和PLC供電的隔離,使得PLC的運行不受工業用電電壓的波動。一個UPS接在220V線上,用于斷電時對現場進行供電,其控制是從PLC的輸出節點上引出一個常閉繼電器,當系統運行正常時PLC給個輸出量繼電器斷開,當

28、斷電的時PLC無輸出則常閉繼電器打開,把UPS接入回路來供電,其功率為2500W,適合現場的容量。3.3 PLC的外部接線 電廠含煤廢水處理PLC的控制系統和其他類型的廢水控制系統一樣主要由輸入信號控制系統和泵運行控制系統組成。圖3.2為含煤廢水處理PLC控制系統的基本結構圖,主要硬件包括PLC主機及擴展、液位開關、變頻器、各個泵等。圖3.2 電廠含煤廢水處理PLC控制系統的基本結構圖3.4 PLC控制系統的設計 不管在機器制造領域還是過程工程領域,要想經濟并且柔性地實現工廠自動化,對于任何一種應用都必須有一個最適宜的方案。現今的市場變化越來越快,生產的周期也越來越短。對于工程承包商或機器制造

29、商,不論機器的尺寸或型號,對增加產量,滿足安全要求,優化診斷以及維護,用戶界面友好等要求在不斷提高。面臨競爭對手巨大的壓力,就必須減少開發和生產的成本以及開發和運輸的時間。 SIMATIC控制器提供了面向未來的投資,可以做到主動、柔性、經濟地響應新挑戰,能給用戶帶來如下好處【7】: 高速CPU和強大的工藝功能可以帶來更高的生產率 強大的CPU和超大的內存容量可以集成新的功能 控制器尺寸減小,大量的集成功能和無機柜操作可以減小機器體積 高效的工程軟件,全集成自動化帶來的集成性和應用程序的可重用性可以帶來更低的市場響應時間 分布式自動化可以減少安裝和調試時的時間和費用 對于標準和故障安全要求的應用

30、可以共用一套系統 強大的診斷功能可以提高機器和工廠的可靠性 全球190個國家和全面的SIMATIC支持可以增加機器和工程的出口機會 SIMATIC S7-300是一種通用型的PLC,能適合自動化工程中的各種應用場合,其模塊化、無風扇結構,易于實現分布式的配置以及易于掌握等特性,使得S7-300在實施各種控制任務時,成為一種即經濟又切合實際的解決方案。它的主要特點有: 1速度快:極其快速的指令處理大大縮短循環周期。2存儲器容量大。3功能強:極強的計算性能;強勁的內部集成功能;全面的故障診斷功能;用戶程序的多級口令保護;采用不同性能級別的CPU,適用于任意一應用場合。4良好的擴展性能:一個系統除一

31、個主機架外,根據需要最多可擴展至3個擴展機架,最多可安裝32個模塊,每個機架可以插入8個模塊;主機架與擴展機架之間通過接口模塊連接:每個機架可以遠距離獨立安裝,兩個機架間最長距離可達10米;5極強的網絡通訊能力:可以通過通訊處理器連接AS-I接口、Profibus和工業以太網總線系統和點到點的通訊系統,或通過集成在CPU中的多點接口MPI連接編程器、PC機、人機界面系統及其它SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統,S7-300可以支持過程通訊和數據通訊兩種通訊形式。6采用無槽位限制的模塊化結構,便利的連接系統,易于安裝維護。 SIMATIC S7-300組成的自動化控制系統由如下模塊

32、構成: 中央處理單元CPU 各種CPU有各種不同的性能,例如,有的CPU上集成有輸入/輸出點,有的CPU上集成有Profibus-DP通訊口。 信號模塊SM 數字量和模擬量輸入/輸出,用于使不同級的過程信號電平和S7-300的內部信號電平相匹配。 通訊處理器CP 用于連接網絡和點對點的連接,降低CPU的處理任務,使CPU能夠更快的處理其它重要事務。 功能模塊FM 用于時間要求苛刻、存儲器容量要求較大的過程信號處理任務,例如高速計數、定位操作和閉環控制。 負載電源模塊PS 將民用交流電120/230VAC轉換為24V直流,用于向S7-300和直流24V負載電路提供負載電源。 接口模塊IM 用于多

33、機架配置時連接主機架CR和擴一展機架ER。 帶STEP 7軟件包的編程器或個人計算機 用于S7-300組態、初始化、編程和測試。3.5 系統中變頻器控制的設計 數據采集只是完成了輸入的功能,在一個控制系統中有輸入也要有輸出,只有輸出了才能完成所要達到的目標。要來完成控制目標,就要用到執行器。一般的執行器有閥門、電機、變頻器。一般來說PLC的模擬量輸出不直接控制電機,而是通過電壓的輸出來給變頻器輸入。通過不同的電壓變化來使得變頻器的不同頻率輸出,控制電機的不同轉速。在含煤廢水處理控制系統中使用施耐德公司的ATV31和ATV38變頻器,整個項目中共用到了5臺變頻器控制4個計量泵和2個提升泵,其中A

34、TV31有4臺和ATV38有1臺。 ATV31主要用于加藥系統中,1號混凝計量泵,2號混凝計量泵,1助凝計量泵,2助凝計量泵各用1臺。而清水提升系統部分,只用了1臺ATV38控制1號清水提升泵,2號清水提升泵。 ATV31的控制端子的技術參數如表3.1所示。【8】 表3.1 ATV31控制端子的技術參數端子功能電氣特性R1AR1BR1C可編程繼電器R1的公共點C/O觸點(R1C)? 最小開關能力:5V直流為10mA? 阻性負載的最大開關能力cos1,L/R 0ms: 對于250V交流和30V直流為5A? 感性負載的最大開關能力cos? 采樣時間 8ms? 使用壽命:最高開關功率下為 100,0

35、00 次動作; 最低開關功率下為 1,000,000 次動作R2AR2C可編程繼電器R2的公共點N/O觸點COM模擬I/O公共端0VAI1模擬電壓輸入模擬輸入0+10V最高安全電壓30V? 阻抗 30k3/4? 分辨率 0.01V,10位轉換器? 精度為最大值的±4.3%,線性度為最大值的±0.2%? 采樣時間 8ms? 配用最長100m的屏蔽電纜。10V設定點電位計的電源1至10k3/4+10V+8% -0,最大10mA,帶有短路和過載保護AI2模擬電壓輸入雙極性模擬輸入0±10V最高安全電壓±30VAI2上電壓的+或-極性會影響設定點的方向,繼而影響

36、運轉的方向。? 阻抗 30k3/4? 分辨率 0.01V,10位+符號轉換器? 精度為最大值的±4.3%,線性度為最大值的±0.2%? 采樣時間 8ms? 配用最長100m的屏蔽電纜。AI3模擬電流輸入模擬輸入X-YmA。X和Y可從0到20mA范圍內進行編程。? 阻抗 2503/4? 分辨率 0.02mA,10位轉換器? 精度為最大值的±4.3%,線性度為最大值的±0.2%? 采樣時間8msCOM模擬I/O公共端0VAOVAOC模擬電壓輸出AOV或模擬電流輸出AOC或邏輯電壓輸出AOCAOV或AOC可被指定(任何一個均可,但不能同時被指定)模擬輸出0至1

37、0V,最低負載阻抗4703/4或模擬輸出X-YmA。X和Y可0到20mA范圍內進行編程,最高負載阻抗8003/4。? 分辨率 8位1? 精度 ±1%1? 線性度 ±0.2%1? 采樣時間 8ms? 此模擬輸出端在AOC上可被配置為24V邏輯輸出,最低負載阻抗1.2k3/4。數字/模擬轉換器的特性。24V邏輯輸入端電源+24V 帶有短路和過載保護,最低19V,最高30V最高可為用戶提供100mA的電流LI1LI2LI3邏輯輸入可編程邏輯輸入端? +24V電源最高30V? LI-與CLI之間的電壓差低于5V為0狀態,高于 11V為1狀態? 采樣時間 4msLI4LI5LI6邏輯

38、輸入可編程邏輯輸入端? +24V電源最大30V? LI-與CLI之間的電壓差低于5V為0狀態,高于11V 為1狀態? 采樣時間 4msCLI邏輯輸入公共端 ATV38的控制端子的技術參數如表3.2所示。【9】 表3.2 ATV38的控制端子的技術參數端子功能電氣特性R1AR1BR1C故障繼電器R1帶公共點的C/O觸點(R1C)最低通斷能力 :? 對于直流24 V為10mA對感性負載的最大通斷能力cos為0.4,L/R為7ms:? 對于交流250 V和直流30V為1. 5 AR2AR2CR2可編程繼電器的N/O觸點AO1模擬電流輸出X-Y mA模擬輸出,其中X和Y可進行配置出廠設定為0-20mA

39、阻抗 500WCOM邏輯和模擬輸入公共點AI1模擬電壓輸入模擬輸入0 + 10 V 阻抗 30 k+101至10 k給定電位器的電源+10V - 0, + 10% 最大10mAAI2模擬電流輸入X-Y mA模擬輸入,其中X和Y可進行配置出廠設定為4-20mA阻抗 100WLI1LI2LI3LI4邏輯輸入可編程邏輯輸入阻抗 3.5 kW + 24V電源 最高30V如小于5 V為0狀態,大于11V為1狀態+24輸入端電源+ 24 V防短路和過載保護,最低18V,最高30 V最大電流 200mA第4章 電廠含煤廢水處理系統中的PLC控制系統設計 經過對該電廠含煤廢水處理系統的分析,結合PLC方面的知

40、識,做出以下的設計。4.1 電廠含煤廢水處理系統的IO點分配 通過對電廠含煤廢水處理系統中:煤泥提升系統;煤水提升系統;煤水加藥系統(混凝劑加藥系統、助凝劑加藥系統);帶壓式廢水處理系統(A、B系統);清水提升系統的處理工藝及電路圖分析得出了系統的IO點分配,如表4.1。【10】 表4.1 電廠含煤廢水處理系統IO點分配測點名稱I/O 類 型I/O 形式測 量 范 圍上限值下限值水泵閥門控制柜遠方/就地DI干接點 #1煤水提升泵運行DI干接點 #1煤水提升泵故障跳閘DI干接點 #2煤水提升泵運行DI干接點 #2煤水提升泵故障跳閘DI干接點 #3煤水提升泵運行DI干接點 #3煤水提升泵故障跳閘D

41、I干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵合閘狀態DI干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵跳閘狀態DI干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵故障狀態DI干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵遠方/就地狀態DI干接點 #1煤水處理設備A1進水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A1進水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A1進水電動門故障信號DI干接點 #2廢水貯存槽#2排水泵合閘狀態DI干接點 #2廢水貯存槽#2排水泵跳閘狀態DI干接點 #1煤水處理設備反沖洗電動閥門控制信號DI干接點#1煤水處理設備A1進水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A2進水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A2

42、進水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A2進水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備A2進水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A5出水電動門全開信號DI干接點 #2廢水貯存槽

43、#2排水泵故障狀態DI干接點 #2廢水貯存槽#2排水泵遠方/就地狀態DI干接點 #1煤水處理設備A5出水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A5出水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備A5出水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A6出水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A6出水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A6出水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備A6出水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A7出水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A7出水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A7出水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備

44、A7出水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備A8出水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備A8出水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備A8出水電動門故障信號DI干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵合閘狀態DI干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵跳閘狀態DI干接點 #1煤水處理設備A8出水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備清水出水電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備清水出水電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備清水出水電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備清水出水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理排泥電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理排泥電動門全關信號

45、DI干接點 #1煤水處理排泥電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理排泥電動門遠方/就地DI干接點 #2煤水處理設備反沖洗電動閥門控制信號DI干接點#2煤水處理設備B1進水電動門全開信號DI干接點 #2煤水處理設備B1進水電動門全關信號DI干接點 #2煤水處理設備B1進水電動門故障信號DI干接點 #2煤水處理設備B1進水電動門遠方/就地DI干接點 #2煤水處理設備B2進水電動門全開信號DI干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵故障狀態DI干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵遠方/就地狀態DI干接點 #2煤水處理設備B2進水電動門全關信號DI干接點 #2煤水處理設備B2進水電動門故障信號DI干接點 #2煤水

46、處理設備B2進水電動門遠方/就地DI干接點 #1煤水處理設備進水管電動門全開信號DI干接點 #1煤水處理設備進水管電動門全關信號DI干接點 #1煤水處理設備進水管電動門故障信號DI干接點 #1煤水處理設備進水管電動門遠方/就地DI干接點 #2煤水處理設備進水管電動門全開信號DI干接點 #2煤水處理設備進水管電動門全關信號DI干接點 #2煤水處理設備進水管電動門故障信號DI干接點 #2煤水處理設備進水管電動門遠方/就地DI干接點 清水泵控制柜控制柜遠方/就地DI干接點 #1清水泵工頻運行DI干接點 #1清水泵故障跳閘DI干接點 #1清水泵變頻運行DI干接點 #2清水泵變頻運行DI干接點 #2清水

47、泵工頻運行DI干接點 #2清水泵故障跳閘DI干接點 #3清水泵工頻運行DI干接點 #3清水泵故障跳閘DI干接點 變頻器運行DI干接點 備用DI干接點 備用DI干接點 備用DI干接點 備用DI干接點 備用DI干接點 備用DI干接點 二氧化氯裝置運行信號DI干接點 鹽酸液位低報警DI干接點 氯酸鈉液位低報警DI干接點 變頻器故障DI干接點 備用DI干接點 #1煤水提升泵運行指令DO干接點 備用DO干接點 #2煤水提升泵運行指令DO干接點 備用DO干接點 #3煤水提升泵運行指令DO干接點 備用DO干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵合閘指令DO干接點 #2廢水貯存槽#1排水泵跳閘指令DO干接點 #2廢水貯存槽#2排水泵合閘指令DO干接點 #2廢水貯存槽#2排水泵跳閘指令DO干接點 #1煤水處理設備A1進水電動門開指令DO干接點 #1煤水處理設備A1進水電動門關指令DO干接點 #1煤水處理設備A2進水電動門開指令DO干接點 #1煤水處理設備A2進水電動門關指令DO干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵合閘指令DO干接點 #1廢水貯存槽#1排水泵跳閘指令DO干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門開指令DO干接點 #1煤水處理設備A3進水電動門關指令DO干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門開指令DO干接點 #1煤水處理設備A4進水電動門關指令DO干接點 #1煤水處理設備A5出水電動門開指令DO干接點