南京工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 課 題 名 稱： V 型濾池控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 所 在 系 部： 專 業(yè) 名 稱： 自動化（數(shù)控技術(shù)應(yīng)用） 南京工程學(xué)院 2006 年 3 月 23 日 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 自動化（數(shù)控） 指導(dǎo)教師 姓名 職 稱 副教授 所在 系部 自動化 課題來源 生產(chǎn)實踐 課題 類型 設(shè)計類 課題名稱 V 型濾池控制系統(tǒng)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容： 利用 Allen-Bradley 公司的 SLC-500 型 PLC 對 V 型濾池實現(xiàn)自動水位調(diào)節(jié)與反沖洗的控制，為其設(shè)計相應(yīng)的梯形圖程序與電氣控制原理圖，要求能夠?qū)崿F(xiàn)對濾池整個生產(chǎn)過程的自動與手動兩種控制。 本課題的意義： 自我國從上世紀(jì) 80 年代末引進(jìn) V 型濾池技術(shù)以來，這種新型的濾池已經(jīng)在我國大部分自來水廠中得到了廣泛的應(yīng)用，所有 90 年代后新建的水廠基本都采用這種濾池來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙閥、四閥濾池，一些建設(shè)較早的水廠也紛紛引入這項技術(shù)對原有的濾池系統(tǒng)進(jìn)行改造。 V 型濾池是在普通快濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的濾層采用了較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂；在反沖洗時，它采用了不使濾層膨脹的氣、水混合進(jìn)行反沖洗，同時又能對待濾水進(jìn)行表面掃洗；另外它還使用了氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進(jìn)行氣、水分配等工藝。它具有出水水質(zhì)好、濾速高、運行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理的特點，每個濾池有進(jìn)水閥、氣沖閥、水沖閥、排污閥、排氣閥各一只，反沖洗系統(tǒng)配有反 沖洗水泵和風(fēng)機(jī)。 在處于過濾工作狀態(tài)下時， V 型濾池是恒水位過濾， 通過 池內(nèi)的超聲波水位 儀測定水位，出水 閥可根據(jù)池內(nèi)水位的高、低，自動調(diào)節(jié)開啟程度，以保證池內(nèi)的水位恒定。 而當(dāng)濾池處于 反沖洗狀態(tài)下時，它按照氣洗 氣水 混 沖 表面掃洗 水沖洗 的步驟進(jìn)行 反沖洗 ， 需要對 進(jìn)水閥、氣沖閥、水沖閥、排污閥、排氣閥等閥門的開關(guān)動作進(jìn)行 協(xié)調(diào)的控制 ，使它們各自處在相應(yīng)的狀態(tài)，才能完成反沖洗工作。這里采用 PLC 對濾池的過濾狀態(tài)和反沖洗狀態(tài)進(jìn)行控制，避免了人工的干預(yù)，使得水位的控制更加精確，并實現(xiàn)了濾池生產(chǎn)過程的自動化。 文獻(xiàn)綜述 本次畢業(yè)設(shè)計通過采用 A-B 公司的 SLC-500 型 PLC 對 V 型濾池系統(tǒng)進(jìn)行改造，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到了簡化。在設(shè)計中還采用了手動和自動兩種控制方式，使系統(tǒng)的可靠性得到提高。使用的主要參考文獻(xiàn)如下： 1（美） David A Geller 著可編程序控制器原理與設(shè)計（第二版）北京：清華大學(xué)出版社， 2006 2袁任光主編可編程序控制器選用手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002北京：清華大學(xué)出版社， 2005 3（ 美 )Terry Bartelt 著 工業(yè)控制電子學(xué) 設(shè)備、系統(tǒng)與應(yīng)用 (第 2 版 ) 4嚴(yán)煦 世主編 給水工程 北京：中國建筑工業(yè)出版社 1999 David A Geller 教授編著的可編程序控制器原理與設(shè)計（第二版）詳細(xì)的介紹了 SLC-500 型 PLC 的基本組成、指令系統(tǒng)與編程，使讀者了解 SLC-500 系列可編程序控制器的原理，進(jìn)而設(shè)計電氣控制系統(tǒng)和編寫自動化控制軟件。 袁任光教授主編的可編程序控制器選用手冊詳細(xì)介紹了國內(nèi)外多種 PLC 產(chǎn)品的主要特點、技術(shù)性能以及各種輸入 /輸出模塊的性能和規(guī)格。本次設(shè)計中 SLC-500 型 PLC 模塊的選用參考了本手冊中的“ A-B PLC 模塊的選用”部分內(nèi)容。 Terry Bartelt 教授編著的 工業(yè)控制電子學(xué) 設(shè)備、系統(tǒng)與應(yīng)用 (第 2 版 ) 詳細(xì)討論了應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)自動系統(tǒng)中的元件、電路、裝置以及控制技術(shù)，并以 Allen-Bradley SLC-500 為例對可編程邏輯控制器 (PLC)進(jìn)行了介紹。本次設(shè)計中所用到的 PID 指令的參數(shù)的選用參考了書中“ Allen-Bradley SLC-500 型 PLC”章節(jié)的編程實例部分的內(nèi)容。 嚴(yán)煦世教授主編的 給水工程 介紹了給水系統(tǒng)、輸水管和管網(wǎng)、地表水取水、地下水取水、泵房、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、凝聚劑和投加、混合、絮凝、沉淀、澄清、過濾 、消毒、高濁度水處理、其他處理和水廠設(shè)計等內(nèi)容。在本次設(shè)計中， V 型濾池的整體結(jié)構(gòu)的布置和控制面板的設(shè)計參考了本書中的部分實例。 研究內(nèi)容 1 V 型濾池控制系統(tǒng)的電氣控制原理圖 2對出水閥開度調(diào)節(jié)實現(xiàn)的研究 3濾池系統(tǒng)的梯形圖主程序設(shè)計 4濾池系統(tǒng)的過濾控制子程序設(shè)計 5濾池系統(tǒng)的閥門控制子程序設(shè)計 6 RSLogix-500 軟件的學(xué)習(xí)，并用它來對所設(shè)計的梯形圖程序進(jìn)行模擬 7現(xiàn)場調(diào)試設(shè)計的濾池控制系統(tǒng)的電氣控制部分 8現(xiàn)場調(diào)試設(shè)計的濾池控制系統(tǒng)的梯形圖程序 研究計劃 第一周 熟悉了解 V 型濾池的整個工作流程 第二周 消化 SLC-500 型 PLC 資料 第三周 設(shè)計系統(tǒng)的手動控制電路 第四周 設(shè)計系統(tǒng)的手動控制電路 第五周 學(xué)習(xí) SLC-500 型 PLC 指令集 第六周 學(xué)習(xí) SLC-500 可編程序控制器使用手冊 第七周 編制濾池系統(tǒng)的梯形圖主程序 第八周 編制濾池系統(tǒng)的過濾控制子程序 第 九周 編制濾池系統(tǒng)的閥門控制子程序 第十周 學(xué)習(xí)使用 RSLogix-500 軟件 第十一周 利用軟件對所編梯形圖進(jìn)行模擬調(diào)試 第十二周 現(xiàn)場調(diào)試所設(shè)計的手動控制電路 第十三周 現(xiàn)場調(diào)試 PLC 主程序 第十四周 現(xiàn)場調(diào)試 PLC 閥門控制子程序 第十五周 現(xiàn)場調(diào)試 PLC 過濾控制子程序 第十六周 總結(jié) 第十七周 撰寫畢業(yè)論文報告 特色與創(chuàng)新 我國當(dāng)初引進(jìn)的 V 型濾池控制系統(tǒng)采用的是西門子 PLC 控制，之后也有人改用三菱或是歐姆龍的 PLC 進(jìn)行控制，這里采用了 Allen-Brad