plc與壓力變送器在濾池中的改造中的應(yīng)用

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1、PLC與壓力變送器在濾池改造的應(yīng)用一濾池出現(xiàn)濾干或溢流的主要原因1、進(jìn)出水閥門的開度大小進(jìn)水閥門開度比出水閥門開度要大，濾池會出現(xiàn)溢流；出水閥門開度比進(jìn)水閥門開度大，濾池則出現(xiàn)濾干。2、水泵流量的大小水泵的流量不是恒定不變的，受多方面因數(shù)的影響（如電壓、轉(zhuǎn)速）加上根據(jù)用戶用水量需求的變化，需要多開或少開一臺水泵，因此即使操作人員將進(jìn)出水閥門調(diào)節(jié)平衡，但因流量的變化也會出現(xiàn)濾干或溢流。3、濾池的濾料所含的雜質(zhì)比如操作人員將進(jìn)出水閥門調(diào)節(jié)平衡，水泵的流量也基本保持不變，但由于水中的雜質(zhì)附在濾料中形成堵塞而出現(xiàn)溢流。根據(jù)上述的原因解決方法是可使濾池恒水位過濾。如采用調(diào)節(jié)進(jìn)水閥開度使濾池恒水位過濾

2、這種方法，就是出水閥門開度不變，進(jìn)水閥根據(jù)濾池水位高低控制閥門的開度，濾池水位高進(jìn)水閥門開度減小，水位低時閥門開大，可以實(shí)現(xiàn)恒水位過濾。但當(dāng)濾池濾料所含雜質(zhì)過多時，濾池濾速過慢水位升高到一定水位時進(jìn)水閥全關(guān)，沉淀池就有溢流的可能。如果采用進(jìn)水閥和出水閥同時調(diào)節(jié)控制使濾池恒水位過濾，經(jīng)過分析這種方法效果很好，由于考慮系統(tǒng)控制工藝要求不需要很高的要求，覺得沒有必要用，因?yàn)橐环矫嬖黾恿讼到y(tǒng)的投資費(fèi)用，另一方面控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜的多。因此，經(jīng)過大家的多次考慮覺得根據(jù)濾池水位高低調(diào)節(jié)出水閥門的開度大小使濾池恒水位過濾是比較理想的方法。二設(shè)計方案選擇與論證1、設(shè)計方案選擇經(jīng)過現(xiàn)場的多次觀察和分析對出

3、現(xiàn)濾干或溢流的問題，可用根據(jù)濾池水位高低自動調(diào)節(jié)出水閥的開度解決這個問題，有兩種控制方案。19方案一：用單片機(jī)與壓力變送器及轉(zhuǎn)換模塊對濾池進(jìn)行恒水位的控制方法。單片機(jī)具有控制功能強(qiáng)、功耗小、編程靈活的特點(diǎn)；采用8051單片機(jī)為主，輔以LM324線性運(yùn)放集成電路、ADC0809A/D轉(zhuǎn)換電路、DAC0832D/A轉(zhuǎn)換電路和壓力變送器，并用兩組電源供電+5V和+15V。使濾池恒水位過濾。方案二：用可編程邏輯控制器與壓力變送器及轉(zhuǎn)換模塊對濾池進(jìn)行恒水位的控制方法?？删幊淌枪I(yè)自動控制的首先產(chǎn)品，具有極高的可靠性，抗干擾能力強(qiáng)能經(jīng)受惡劣的環(huán)境考驗(yàn)；采用FX1N-40MR型可編程為主，以FX2N-4

4、AD、FX2N-2DA、壓力變送器及24V的直流電源為輔，使濾池恒水位過濾。2、方案分析比較采用單片機(jī)控制，單片機(jī)雖然具有控制功能強(qiáng)，成本低、體積小、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，但控制柜安裝在濾池現(xiàn)場，工作環(huán)境比較惡劣，電磁干擾較大。由于單片機(jī)抗干擾能力低，雖然可以采取系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，但工作環(huán)境惡劣仍怕系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，再加上單片機(jī)輸出工作電壓較低需要外加驅(qū)動器控制執(zhí)行元件從而增加了接觸點(diǎn)的故障率；采用PLC控制，PLC價格比單片機(jī)要貴，適用于惡劣的工作環(huán)境、抗干擾能力強(qiáng)，編程方便可現(xiàn)場修改參數(shù)和直接控制執(zhí)行元件等多方面優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過大家多次討論和對各方案因數(shù)的綜合分析覺得雖然采用PLC的控制方案投資價格要

5、比單片機(jī)控制方案投資貴的多，但考慮到系統(tǒng)長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和今后的擴(kuò)展性，決定采用可編程邏輯控制器（PLC）控制方案。三濾池控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)要求1、本次改造是針對沙灣水廠濾池控制系統(tǒng)而設(shè)計的，內(nèi)容包括如下四點(diǎn)：（1）濾池的各閥門電氣控制回路。（2）濾池及公共設(shè)備的PLC控制，每格濾池采用一個FX1N-40MR進(jìn)行控制。（3）濾池壓力變送器、高低水位計及顯示儀表的設(shè)計。（4）濾池就地控制柜的設(shè)計。2、本次改造要達(dá)到的目標(biāo)為：（1）要有自動、停止、手動轉(zhuǎn)換功能。（2）濾池處在自動控制方式下時，可自動調(diào)節(jié)出水閥門開度以實(shí)現(xiàn)恒水位過濾。（3）當(dāng)濾池處在手動控制方式19下時，操作員可在就地操作柜手動

6、調(diào)節(jié)出水閥門的開度實(shí)現(xiàn)過濾，可控制各設(shè)備開關(guān)的。四濾池控制系統(tǒng)設(shè)計1、濾池的構(gòu)造及組成濾池由電氣部分和配水系統(tǒng)組成，電氣部分主要控制各閥門的開關(guān)，配水系統(tǒng)主要由濾格、濾頭、濾料和各控制閥門組成，如下圖所示：1進(jìn)水閥2排水閥3氣水分配渠4水沖閥5出水閥6氣沖閥7排氣閥8壓力變送器濾池底部至排水槽的頂部高為170CM，在這高度安裝壓力變送器；225CM為恒水位過濾的給定值。132氣沖閥水沖閥出水閥6471170CM55CM240CM15CM壓力變送器8225CM5濾池的剖面圖2、濾池恒水位過濾的工作原理（1）濾池閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示：19實(shí)際水位PID調(diào)節(jié)器D/A出水閥門濾池壓力傳感器變送器

7、A/DSp(n)點(diǎn)劃線內(nèi)用PLC實(shí)現(xiàn)，SP為給定值,pv(n)為A/D將變送器轉(zhuǎn)換后反饋的數(shù)字量，e(n)為誤差=sp(n)-pv(n)，M(n)為PID輸出數(shù)字量。e(n)M(n)pv(n)（2）工作原理：將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動，各閥門就狀態(tài)初始化，狀態(tài)初始化是指關(guān)閉排水閥、水沖閥、氣沖閥、排氣閥、打開進(jìn)水閥。閥門初始化后，濾池開始進(jìn)水，水位慢慢升高，壓力變送器根據(jù)濾池水位的高低輸出一個與壓力信號成比例關(guān)系的4~20ma標(biāo)