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目 录 前 言.... 1 paper51.com
第一章 概述.... 2 http://www.paper51.com 1.1 V型滤池的结构与作用.... 2 http://www.paper51.com 1.2 设计思路.... 3 内容来自www.paper51.com 第二章 V型滤池控制系统的硬件设计.... 5 paper51.com
2.1 控制系统总体设计.... 5 http://www.paper51.com
2.2 控制系统主要元器件的选择.... 6 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
2.2.1 PLC的选择.... 7 内容来自www.paper51.com
2.2.2 超声波水位计的原理与使用.... 10 paper51.com 2.2.3 开关选择.... 10 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.3 控制系统的电路设计.... 11 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.3.1 控制方式选择电路.... 11 http://www.paper51.com 2.3.2 阀门的开关控制电路.... 12 http://www.paper51.com 2.3.3 PLC输入与水位控制电路.... 16 paper51.com 第三章 V型滤池控制系统的梯形图设计.... 19 paper51.com 3.1 主程序的编制.... 19 copyright paper51.com
3.1.1 参数的设定.... 20 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3.1.2 SCP指令与参数整定计算.... 20 paper51.com 3.1.3 MSG指令与错误位的屏蔽.... 24 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3.2 阀门控制子程序（U: 3）的编制.... 26 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
3.2.1 进水阀控制子程序.... 27 http://www.paper51.com
3.2.2 水冲阀控制子程序.... 28 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 3.2.3 气冲阀控制子程序.... 29 paper51.com 3.2.4 排污阀控制子程序.... 30 内容来自www.paper51.com
3.2.5 排气阀控制子程序.... 31 http://www.paper51.com
3.2.6 反冲洗时的水位控制.... 32 http://www.paper51.com 3.3 过滤控制子程序（U:4）的编制.... 33 copyright paper51.com 3.3.1 PID指令的使用.... 33 http://www.paper51.com 3.3.2过滤控制基本流程.... 36 http://www.paper51.com
第四章 现场调试.... 39 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4.1 调试步骤.... 39 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4.2 主要问题与解决方案.... 40 http://www.paper51.com 第五章 结 论.... 42 paper51.com 致 谢.... 43 http://www.paper51.com 参考文献.... 44 copyright paper51.com 附录一 V型滤池系统电气控制原理图.... 45 http://www.paper51.com 附录二 V型滤池系统梯形图程序.... 53 http://www.paper51.com copyright paper51.com 前 言 内容来自www.paper51.com 本次毕业设计我所做的题目是V型滤池控制系统的设计。V型滤池是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的一项用于自来水厂对源头水进行过滤的技术，大部分90年代后新建的水厂都采用了这项技术，它是在普通快滤池基础上发展起来的，它具有出水水质好、滤速高、节能、自动化管理等特点。 http://www.paper51.com V型滤池的工作状态可分为以下两种：①过滤工作状态， 这时V型滤池是恒水位过滤，出水阀根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定；②反冲洗状态，反冲洗按照气洗→气水混冲→表面扫洗→水冲洗的步骤进行，需要对各阀门的开关动作进行协调的控制，才能完成反冲洗工作。通过采用PLC对滤池的过滤状态和反冲洗状态进行控制，实现滤池控制的自动化。 内容来自www.paper51.com 当初我国引进的V型滤池控制系统采用的是德国西门子的PLC控制，之后也有人改用三菱或是欧姆龙的PLC进行控制，在本次设计中，我采用了Allen-Bradley公司的SLC-500型PLC来对滤池系统进行控制。 paper51.com Allen-Bradley公司所生产的SLC-500系列处理器，体积小，功能强，配置灵活，性价比高，特别适合中、小型应用，它可以控制单个机架中的全部I/O端口，并且有一个非常强大的控制器装置。它使用的I/O机架的尺寸比它前一代的PLC-5系列的更小，所以所需要的控制面板空间也要比PLC-5系列中所使用的标准尺寸的机架小得多。因此这一系列的PLC已经成为目前大多数新项目的首选。 copyright paper51.com 在本次毕业设计中，整个V型滤池系统的硬件电路设计以及滤池的过滤控制和阀门控制的PLC梯形图设计是由我完成的。而在阀门控制部分的梯形图程序中，反冲洗条件和反冲洗的四个步骤的条件判定是由苏州学院李云同学完成设计的，在论文中我直接引用了其结果，在此表示感谢。 内容来自www.paper51.com
第一章 概述 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
1.1 V型滤池的结构与作用 copyright paper51.com V型滤池（图1-1）是我国于20世纪80年代末从法国Degremont公司引 内容来自www.paper51.com
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http://www.paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图1-1 V型滤池结构示意图 http://www.paper51.com 进的一项用于自来水厂对源头水进行过滤的技术，我国大部分90年代后新建的水厂都采用了这项技术，它是在普通快滤池基础上发展起来的。在进行水处理时，从平流池流入的经过加矾和初步沉淀处理的水从进水阀流入V型滤池，在此处再经过池底部的石英砂层的过滤就直接进入地底的清水库中，再经过加氯后通过管道向外界供水。由于它采用了较粗、较厚的颗粒均匀的石英砂滤层，并使用不使滤层膨胀的气、水同时反冲洗，又具有待滤水表面扫洗的功能，因此它具有出水水质好、滤速高、运行周期长、反冲洗效果好、节能和便于自动化管理等特点。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 每一格V型滤池都有进水阀、气冲阀、水冲阀、出水阀、排污阀、排气阀各一个，共6个阀门；反冲洗系统配有反冲水泵和风机。在正常过滤状态下，该滤池的水位要求稳定在120cm，这主要是由出水阀的控制来实现的，当水位过高时，出水阀就加大开度，当水位过低时，出水阀就减小开度，通过这样不断的来调节出水阀的开度，从而实现滤池的恒水位控制。当滤池使用时间过长时，滤池中因过滤而产生的杂质含量就会过高，因此要定期对滤池进行反冲洗，一般是每隔48小时就要冲洗一次，反冲洗的过程可分为以下几个阶段： copyright paper51.com （1）气冲阶段 在该阶段，进水阀、水冲阀和排气阀关闭，气冲阀和排污阀打开； 内容来自www.paper51.com
（2）气水混冲阶段 在该阶段，进水阀关闭，水冲阀打开，气冲阀打开，排气阀关闭，排污阀打开； 内容来自www.paper51.com （3）表面扫洗阶段 在该阶段，进水阀关闭，水冲阀打开，气冲阀打开，排气阀关闭，排污阀打开； http://www.paper51.com
（4）水冲阶段 在该阶段，进水阀和气冲阀关闭，水冲阀、排气阀和排污阀打开。 内容来自www.paper51.com 这里气水混冲和表面扫洗时的阀门状态是相同的，但前者是在对底层冲洗，后者是在对表层冲洗，两者是不同的。此外，在反冲洗时还必须使水位下降到60cm。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 1.2 设计思路 内容来自www.paper51.com V型滤池的工作状态分为正常过滤状态和反冲洗状态两种。在正常过滤状态下进水阀是打开的，气冲阀、水冲阀、排污阀、排气阀均关闭，只需要控制出水阀的开度，使水位能稳定在120cm即可；而在反冲洗状态时，除了要控制出水阀开度，使水位下降到60cm，还要适时地控制其它各阀门的开关，只有在各阀门的协调控制下才能完成反冲洗工作。由此可以知，V型滤池控制系统就是控制上述的六个阀门。 http://www.paper51.com 对上述阀门的控制可分为自动控制和手动控制。自动控制是由PLC编程来实现的，在这里我们选用了Allen-Bradley公司的SLC-500型PLC，它又可分为两种状态：①全自动控制。在这种控制方式下，无需人工参与，所有操作都由PLC自动实现；②半自动控制（键控）。它也属于自动控制，当全自动控制方式出现问题时，可以通过这种方式来人为地使PLC梯形图中的一些梯级条件满足，达到控制的目的。在手动控制方式下，工作人员通过开关按钮直接控制各阀门的开关，显然这样的直接控制是无法精确的对系统实现控制，但这种方式还是必要的，当自动控制设备发生故障时，就可以通过这种方式来维持系统运行。 paper51.com
在自动控制部分，编制PLC流程图时可以根据滤池的工作状态分成两个子程序：①正常过滤时控制水位的过滤子程序；②反冲洗时控制各个阀门的阀门控制子程序。而对于一些参数还有通讯方面的设置则放在主程序中，便于管理和进行设置。在过滤子程序中，水位的控制需要用到PID调节才能真正实现精确水位的控制。此外，在通过水位来调节出水阀开度时还必须将水位与阀门的开度整定到一个相同的范围内，这样两者才能进行对比。 内容来自www.paper51.com 在手动控制部分，利用中间继电器控制开关的通断来控制阀门的线圈，从而达到控制阀门的目的。这里没有采用PLC来控制，以避免当PLC发生故障导致自动和手动控制同时失效的情况。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
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