成都理工大学毕业设计（论文）
基于PLC的水处理系统设计
作者姓名：张宽 专业班级：2006060503 指导教师：姬有仓
摘要
本文针对传统锅炉水处理过程的继电器控制方式，介绍了一种基于PLC控制的水处理系统的设计。通过阐明锅炉水处理的工艺特点及PLC控制系统的各项功能，介绍了可编程序控制器在水处理监控系统中的应用。依据PLC的控制原理和组态软件的功能，设计了锅炉水处理过程的自动监控系统。本设计包括系统硬件设计、软件设计以及监控画面设计。通过PLC程序的编译、仿真和实验模拟，验证了设计的可行性。该系统能够有效地实现对锅炉水处理过程的自动监控，安全、可靠、自动化程度高，是一种简单、经济、实用的控制系统，能够满足普通锅炉对用水的要求。
关键词：PLC；锅炉水处理；控制系统；系统画面
I
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Design of water disposal system based on
PLC
Abstract: Introducing a kind of design about water treatment based on PLC control by taking into consideration the control way of the traditional one＇s process .Introducing the application of PLC monitoring system by clarifying the characteristics of Chemical water treatment process and the function of PLC control system.Designing the monitoring system of the boiler water treatment process according to the control principle of PLC and the function of configuration software. This kind of design includes system hardware、software and monitor screen ones. Through the translation、simulation and experiment simulation, it shows that the design is feasible. It can effectively achieve the automatic control of chemical water treatment processes, besides it is safe 、reliable and of high degree of automation. In brief, it is a simple、economical and practical control system which can meet the general requirements of the boiler on the water.
Keywords: PLC; chemical water treatment; control system; System picture
II
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目录
第1章 前言 ......................................................... 1 1.1 课题的目的和意义 .............................................. 1 1.2 主要研究内容 .................................................. 2 1.3 PLC在水处理中的应用 .......................................... 2 1.4 国内外现状 .................................................... 3 1.4.1中国水处理市场的现状 ....................................... 3 1.4.2 国外水处理发展现状 ........................................ 4 1.5 研究方法 ...................................................... 4 第2章 任务分析与方案选择 ........................................... 5 2.1 任务分析 ...................................................... 5 2.2 拟解决的主要问题 .............................................. 5 2.3 方案选择 ...................................................... 5 2.3.1 方案一 .................................................... 5 2.3.2 方案二 .................................................... 6 2.3.3 方案三 .................................................... 7 2.3.4 结论 ...................................................... 7 2.4 设计要求 ...................................................... 8 2.4.1 设计技术指标 .............................................. 8 2.4.2 执行标准 .................................................. 8 第3章 硬件选择 ..................................................... 9 3.1 硬件选型 ...................................................... 9 3.1.1上位机的选择 ............................................... 9 3.1.2 PLC 型号的选择 ............................................ 9 3.1.3 扩展模块的选择 ........................................... 10 3.1.4 水处理设备的选择 ......................................... 10 3.1.5 传感器的选择 ............................................. 10 3.2 I/O资源配置 ................................................. 12 3.2.1数字输入量地址分配 ........................................ 12 3.2.2数字输出量地址分配 ........................................ 12 3.2.3模拟量输入地址分配 ........................................ 12 第4章 系统设计 .................................................... 13 4.1系统运行过程 ................................................. 13 4.2 硬件设计 ..................................................... 14 4.2.1系统拓扑图 ................................................ 14 4.2.2硬件框图 .................................................. 14 4.2.3控制系统硬件连线图 ........................................ 15 4.3 软件设计 ..................................................... 16 4.3.1软件介绍 .................................................. 16 4.3.2 PLC程序设计 .............................................. 17
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4.4 系统组态设计 ................................................. 23 4.4.1组态画面设计 .............................................. 23 4.5 PLC与上位机的通信 ........................................... 24 4.6 PLC控制系统的可靠性措施 ..................................... 24 第5章 测试 ........................................................ 27 5.1 PLC仿真 ..................................................... 27 5.2 实验模拟 ..................................................... 29 结论 ............................................................... 32 致谢 ............................................................... 33 参考文献 ........................................................... 34 附录 ............................................................... 35
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第1章 前言
1.1 课题的目的和意义
锅炉是工业生产和人们生活中使用广泛的设备之一，锅炉水的处理工作，对确保锅炉安全、经济运行、节约燃料有着重要的意义，它是锅炉运行中的一项重要的技术基础工作。
锅炉水质不良会使受热面结垢，大大降低锅炉传热效率，堵塞管子，受热面金属过热损坏，如鼓包、爆管等。另外还会产生金属腐蚀，减少锅炉寿命。因此，做好锅炉水处理工作对锅炉安全运行有着及其重要的意义。
水在锅内受热沸腾蒸发后，为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件。当这些杂质在锅水中达到饱和时，就有固体物质产生。产生的固体物质，如果悬浮在锅水中就称为水渣；如果附着在受热面上，则称为水垢，主要是CaCO3和Mg(OH)2。
炉又是一种热交换设备，水垢的生成会极大的影响锅炉传热。水垢的导热能力是钢铁的十几分之一到几百分之一。因此锅炉结垢会产生如下几种危害。 （1） 浪费燃料。水垢的导热性很差。它的导热系数只有钢板的1/30～1/50。
也就是说1毫米厚度水垢的热阻相当于30～50毫米钢板的热阻,由此可见,结垢后会使受热面传热情况恶化，增高排烟温度，降低锅炉热效率，浪费燃料。
（2） 影响运行安全。锅炉正常运行时，钢板受热后很快将热量传递给炉水，两
者温度相差30～100℃。有水垢时，钢板的热量受水垢的阻挡，很难传递给炉水，要使炉水达到同样的温度，钢板的温度要上升几倍至十几倍。钢板温度急剧升高，导致强度显著下降，造成钢板受热变形、鼓包、裂缝，甚至破裂，严重威胁锅炉的运行安全。
（3） 影响水循环。锅炉内结生水垢后，管内水通过的截面积减小，增加了循环
的流动阻力，造成锅炉出力不足、蒸发量下降。
（4） 缩短锅炉寿命。水垢附在锅炉受热面上，特别是附着在锅炉管内，很难清
除。为了除垢，需经常清洗锅炉，从而增加了检修费用，不仅仅耗费人力、物力，而且由于经常采用机械方法与化学法除垢，会使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用寿命。
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电气专业毕业论文基于PLC的水处理控制系统 - 图文
