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關(guān)鍵詞：凈水設(shè)備、可編程控制器(PLC)、人機(jī)界面

引言：

工業(yè)對發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了不可磨滅的作用，特別是中國的今天，工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，成為國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱之一。但是經(jīng)過工業(yè)迅猛發(fā)展的國家都明白，工業(yè)的發(fā)展也意味著自然環(huán)境的破壞，特別是對水源的嚴(yán)重污染，所以對水源的保護(hù)，污水的治理，水的凈化就顯得十分的重要。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，特別是醫(yī)院、化工實(shí)驗(yàn)室等單位，對水的品質(zhì)也提出了更高的要求，所以根據(jù)現(xiàn)狀的需要，對更好的凈化水的設(shè)備也提出了相應(yīng)的需求。而此促進(jìn)了凈化設(shè)備公司的飛快成長，也對控制部分要求更穩(wěn)定，更可靠！像目前一些凈化水設(shè)備廠商加大資金與技術(shù)的投入，用PLC代替以前的單片機(jī)控制系統(tǒng)。

設(shè)備控制背景：

系統(tǒng)構(gòu)成：電源模組+以8051單片機(jī)為主，加擴(kuò)展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板；
系統(tǒng)分析：系統(tǒng)采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于電路的整體設(shè)計(jì)不能夠很合理，尖峰等保護(hù)措施不好，很容量出現(xiàn)電路故障。這也增加了服務(wù)，也隱形的增加了產(chǎn)品的成本，影響公司市場的發(fā)展，所以用戶很想用更可靠的系統(tǒng)來代替原有的系統(tǒng)，以減少服務(wù)量，減少綜合成本。

原理說明：

化學(xué)反應(yīng)在專門的反應(yīng)箱里，通過PLC控制兩路加熱信號并及時(shí)的采集PT100溫度信號，使反應(yīng)箱始終保持在設(shè)定的溫度，再通過PLC發(fā)出脈沖對計(jì)量泵進(jìn)行控制加入ClO2藥劑量，使適當(dāng)濃度的ClO2與水的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到消毒的目的。



控制要求：

1. 溫度控制：系統(tǒng)反應(yīng)需要在指定的溫度下進(jìn)行，所以需要保持反應(yīng)箱水的溫度恒定。
具體方法是設(shè)定一溫度D414，設(shè)定回差D410，超溫設(shè)定D535。當(dāng)采集溫度D310小于D414時(shí)，開始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到D414+D410時(shí)停止加熱，溫度降到D414時(shí)再次加熱，使溫度在設(shè)定回差內(nèi)徘徊，達(dá)到恒溫的目的。如果溫度超過超溫設(shè)定D535則停止加熱并報(bào)警。
2. ClO2投加量控制：系統(tǒng)控制需要嚴(yán)格控制加入反應(yīng)器里的ClO2的濃度，能夠使水充分的消毒，又不會(huì)太多形成二次污染，所以對氯氣的控制精度要求極高。
具體方法是ClO2的投加量根據(jù)待消毒水流量和單位投加量計(jì)算，爾后，感測器將水中的余氯量反饋到控制器(PLC)，將余氯量與設(shè)定值(目標(biāo)值)進(jìn)行比較并根據(jù)二者的差值確定單位投加量的糾正的速度和幅度，計(jì)算出新的單位投加量，從而將投加量控制在合理的范圍內(nèi)，
◆ 水流量×ClO2單位投加量→計(jì)量泵的輸出頻率
◆ 余氯高于設(shè)定值(即目標(biāo)值)后，減小單位投加量，減小量由差值大小控制。
◆ 余氯低于設(shè)定值(即目標(biāo)值)后，增大單位投加量，增大量由差值大小控制。
◆ 檢測到的流量信號，經(jīng)延時(shí)后參與運(yùn)算，延時(shí)長短在0~150分鐘內(nèi)可設(shè)，經(jīng)運(yùn)算后得到控制泵的頻率(即控制投加ClO2的量)
◆ 輸出控制計(jì)量泵的頻率計(jì)算公式：

3. 報(bào)警控制：

◆ 壓力水欠壓、負(fù)壓系統(tǒng)超壓、缺原料--------報(bào)警，停計(jì)量泵
◆ 缺水、超溫、高溫-----報(bào)警，停止加熱

器件選型：

1.控制器：
采用臺達(dá)DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主機(jī)DVP14SS11T2負(fù)責(zé)反應(yīng)箱兩路加熱信號；并控制計(jì)量泵的頻率達(dá)到控制加入反應(yīng)箱的ClO2的藥量。DVP04PT-S采集反應(yīng)箱的2路溫度信號；
2.顯示部分：
采用臺達(dá)DOPA-A57GSTD及TP04終端顯示器。根據(jù)最終用戶的不同選擇采用不同的顯示幕。
3.米頓羅（MILTON ROY）LMI電磁驅(qū)動(dòng)隔膜計(jì)量泵：（型號P766-y/流量0.08~7.6L/H/壓力3.5bar）
供給反應(yīng)器ClO2，計(jì)量泵受PLC脈沖的控制，PLC每發(fā)一個(gè)脈沖，計(jì)量泵動(dòng)作一次，輸出一個(gè)沖程的ClO2，最大100次/分鐘；計(jì)量泵的沖程可以手動(dòng)調(diào)整，即計(jì)量泵每動(dòng)作一次能夠輸出的液體的量，可設(shè)定0~100%范圍。
4.氯酸納、鹽酸采用電磁閥開關(guān)進(jìn)行供給。

5.反應(yīng)箱的溫度采集采用標(biāo)準(zhǔn)Pt100，用臺達(dá)DVP04PT-S
直接采集并轉(zhuǎn)換，十分方便。
6.ClO2濃度采集采用德國普羅名特流體控制（中國）有限公司的CDE 2-mA-2ppm型專用ClO2感測器，可以直接輸出4~20mA到DVP06XA-S模塊進(jìn)行采集。

市場分析：

隨著人民日常生活的提高，對生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)的用水就特別關(guān)注，如果水源不潔，又怎幺能夠生產(chǎn)出讓人放心的產(chǎn)品乃至食品呢？沒有好的水，對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)又怎幺能夠分析準(zhǔn)確呢？沒有好的清潔水，醫(yī)院怎幺能夠?qū)Σ∪擞凶銐虻谋ＷC呢？在很多行業(yè)里，都是需要有較好的水來保障下一步驟的順利進(jìn)行，所以凈化設(shè)備將會(huì)日益俱增。從國內(nèi)一些凈化廠商來看，目前都有加注資金投入情況，而且銷售情況整體較好，廠商也忙得不亦樂乎，所以水處理行業(yè)是一個(gè)自動(dòng)化廠商配套的很有前景的一個(gè)行業(yè)。

小結(jié)：

凈化水設(shè)備廠商的崛起，對于臺達(dá)PLC來說無疑是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。根據(jù)目前接觸的幾家廠商來看，技術(shù)人員對自動(dòng)化電氣實(shí)現(xiàn)功能理解還不深刻，需要進(jìn)行交流培養(yǎng)，也更需要有耐心去推廣我們的PLC。在此種小型設(shè)備上，臺達(dá)PLC具有先天優(yōu)勢，體積小，功能強(qiáng)，輕松實(shí)現(xiàn)其要求的功能。所以凈化水設(shè)備是一個(gè)設(shè)備配套較有潛力的行業(yè)，應(yīng)該把臺達(dá)的PLC技術(shù)應(yīng)用到更多的凈化水設(shè)備當(dāng)中，提高凈水設(shè)備自動(dòng)化控制水平，提高控制精度。