1、在 水 厂 的 水 处 理 系 统 中 采 用 自 动 控 制 技 术 , 不仅 可 以 提 高 系 统 的 性 能 、 产 率 、 可 靠 性 , 而 且 还 可 以增 加 系 统 的 稳 定 性 、 降 低 操 作 成 本 、 加 快 启 动 过 程等 。 由 于 水 处 理 过 程 是 一 较 复 杂 的 连 续 批 量 生 产 过程 , 即 有 现 场 设 备 的 运 行 协 调 , 又 有 大 量 的 现 场 数 据采 集 和 处 理 , 同 时 各 功 能 单 元 地 理 位 置 分 散 , 相 互 间由 管 道 或 管 网 互 连 。 基 于 以 上 特 点 , 现 阶 段 要
2、实 现水 处 理 自 动 化 , 最 佳 方 案 是 采 用 P L C 系 统 。 针 对 控制 要 求 , 提 出 了 以 下 位 机 P L C 为 控 制 中 心 , 利 用 变频 控 制 技 术 与 现 场 总 线 技 术 构 建 现 代 化 水 厂 生 产 网络 控 制 系 统 的 设 计 思 想 。1 系 统 控 制 原 理本 系 统 中 采 用 可 编 程 序 控 制 器 代 替 传 统 的 继 电器 控 制 , 用 软 件 编 程 替 代 原 来 的 继 电 器 系 统 。 根 据水 厂 控 制 要 求 、 源 水 特 点 和 集 中 操 作 管 理 、 分 散 控 制的 思
3、 想 , 将 整 个 自 动 控 制 系 统 按 照 分 布 式 系 统 结 构分 为 三 层 : 现 场 执 行 层 、 现 场 控 制 层 ( 下 位 机 ) 和 中 央控 制 层 ( 操 作 站 或 上 位 机 ) 。 水 处 理 系 统 正 常 工 作 时 ,P L C 通 过 将 现 场 控 制 层 采 集 的 数 据 传 给 上 位 机 , 上位 机 显 示 当 前 水 处 理 系 统 各 处 状 态 参 数 并 备 案 。 水处 理 系 统 异 常 工 作 时 , 上 位 机 界 面 中 报 警 灯 闪 烁 , 控制 中 心 值 班 员 下 达 处 理 信 号 后 , P L C
4、 接 收 处 理 信 号并 作 出 相 应 处 理 发 出 现 场 执 行 信 号 , 使 现 场 执 行 器动 作 解 除 故 障 。 整 个 监 控 系 统 实 现 数 据 采 集 和 处 理 、远 程 控 制 、 显 示 动 态 工 艺 流 程 、 显 示 并 设 置 各 种 工 艺参 数 和 其 它 有 关 参 数 、 显 示 存 储 及 处 理 。2 系 统 核 心 控 制 原 理 及 算 法以 对 黄 河 源 水 进 行 实 地 测 量 的 数 据 为 基 础 , 通过 对 数 据 分 析 及 计 算 建 立 数 学 模 型 , 并 根 据 数 学 模型 的 特 点 进 行 控 制
5、 方 案 的 确 定 。 根 据 经 验 , 一 般 生 产过 程 多 数 都 为 一 阶 惯 性 加 纯 滞 后 系 统 , 对 此 种 系 统仅 采 用 P I D 控 制 就 足 以 满 足 控 制 要 求 。 且 P I D 控 制器 的 结 构 简 单 , 容 易 被 理 解 和 实 现 , 应 用 中 不 需 要 精确 的 系 统 模 型 的 预 先 知 识 。 P I D 控 制 器 特 别 适 用 于过 程 的 动 态 性 能 是 良 性 的 而 且 控 制 性 能 要 求 不 高 的情 况 。 利 用 P L C 内 部 的 控 制 模 块 其 特 有 的 编 程 语 言实
6、现 对 加 药 量 的 控 制 , 从 而 控 制 源 水 浊 度 。微 分 作 用 使 控 制 器 的 输 出 与 偏 差 变 化 的 速 度 成比 例 , 它 对 克 服 对 象 的 容 量 滞 后 有 显 著 的 效 果 , 在 比例 基 础 上 加 入 微 分 作 用 , 使 稳 定 性 提 高 , 再 加 上 积 分作 用 可 以 消 除 余 差 。 这 就 确 定 了 P I D 控 制 器 适 用 于负 荷 变 化 大 、 容 量 滞 后 较 大 、 控 制 质 量 要 求 又 很 高 的控 制 系 统 。P I D 控 制 器 是 一 种 比 例 、 积 分 、 微 分 并 联
7、 控 制器 , 可 用 下 式 表 示 :u ( t ) = kp e ( t ) +1Tit0!e ( t ) d t + T dd e ( t )d t“ #式 中 : u ( t ) 控 制 器 输 出 ;e ( t ) 控 制 器 输 入 , 它 是 给 定 值 和 被 控 对 象 输出 值 的 差 , 称 偏 差 信 号 ;Kp、 Ti、 Td 控 制 器 的 比 例 系 数 、 积 分 系 数 、 微 分系 数 。3 系 统 方 案对 于 中 小 型 净 化 水 厂 工 程 设 计 , 应 考 虑 经 济 实惠 , 节 约 能 源 , 结 构 简 单 , 运 转 费 低 , 易 于
8、 管 理 等 因素 。 通 过 净 化 流 程 , 生 产 出 符 合 国 家 饮 用 标 准 的 卫 生基 于 P L C 的 水 厂 源 水 处 理 自 动 控 制 系 统温 盛 军1王 艳2杨 永 明2( 1 . 中 原 工 学 院 , 郑 州 4 5 0 0 0 7 ; 2 . 重 庆 大 学 , 重 庆 4 0 0 0 4 4 )摘 要 : 以 物 化 法 处 理 工 艺 为 基 础 , 针 对 河 南 某 水 厂 水 处 理 自 动 控 制 系 统 的 要 求 提 出 了 基 于 P L C 的 水 厂 源 水 浊 度 控 制方 案 , 阐 述 了 系 统 控 制 原 理 及 方
9、法 , 并 由 模 拟 数 据 分 析 和 结 果 论 证 了 控 制 方 法 的 可 行 性 。 设 计 并 实 现 了 采 用 西 门 子S 7 - 3 0 0 P L C 芯 片 为 系 统 核 心 的 自 动 控 制 系 统 。关 键 词 : 水 处 理 ; 监 控 系 统 ; P L C ; 物 化 法 处 理 工 艺中 图 分 类 号 : T P 2 7 3 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 6 7 3 - 1 9 8 0 ( 2 0 0 8 ) 0 1 - 0 0 6 9 - 0 4收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 1 0 - 1 0作 者 简 介 : 温
10、 盛 军 ( 1 9 7 9 - ) , 男 , 中 原 工 学 院 讲 师 , 硕 士 , 研 究 方 向 为 计 算 机 网 络 及 控 制 。第 1 0 卷 第 1 期 重 庆 科 技 学 院 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2 0 0 8 年 2 月6 9 水 1 。 经 多 方 考 证 , 借 鉴 东 湾 地 区 已 建 水 厂 的 经 验 2 ,结 合 近 期 黄 河 水 体 污 染 有 所 好 转 的 现 状 和 黄 河 水 自身 特 点 , 择 优 选 定 水 厂 水 处 理 方 法 为 物 化 法 , 水 处 理工 艺 流 程 如 下 : 提 升 水 位 絮 凝 澄 清
11、消 毒 加压 五 个 环 节 , 最 终 实 现 源 水 水 质 优 化 3 , 4 。该 水 处 理 工 程 主 要 是 对 水 厂 的 生 产 流 程 实 现 全自 动 监 控 。 黄 河 水 源 的 工 艺 主 要 包 括 八 大 系 统 , 即提 升 取 水 系 统 、 1 0 0 m 池 、 2 5 m 池 混 凝 系 统 、 加 药系 统 、 虹 吸 氯 站 、 反 洗 水 系 统 、 加 压 系 统 和 加 氯 系 统 。根 据 整 个 控 制 水 处 理 过 程 的 工 艺 及 流 程 特 点 , 从 可靠 性 、 易 维 护 性 和 经 济 性 角 度 出 发 , 根 据 集
12、 中 操 作 管理 、 分 散 控 制 的 思 想 , 整 个 自 动 控 制 系 统 按 照 分 布 式系 统 结 构 分 为 三 层 : 现 场 执 行 层 、 现 场 控 制 层 ( 下 位机 ) 和 中 央 控 制 层 ( 操 作 站 或 上 位 机 ) 。现 场 执 行 层 由 各 类 传 感 器 、 变 送 器 、 变 频 器 和 执行 机 构 组 成 , 主 要 进 行 信 号 的 转 换 、 数 据 的 传 送 及 执行 上 一 层 输 出 的 控 制 命 令 。现 场 控 制 层 由 P L C 组 成 , 负 责 现 场 数 据 采 集 和控 制 信 号 的 输 出 , 按
13、 照 整 个 工 艺 流 程 和 地 理 位 置 仅采 用 了 一 台 P L C , 具 体 为 加 药 房 、 加 氯 间 、 反 洗 站 和加 压 站 ; 中 央 控 制 层 ( 上 位 机 ) 主 要 负 责 采 集 工 艺 参数 的 显 示 和 设 备 运 行 状 态 的 显 示 、 系 统 报 警 ( 设 备 故障 报 警 ) 、 与 下 位 机 P L C 之 间 的 数 据 通 讯 、 向 模 拟 屏发 送 数 据 。中 央 控 制 层 采 用 西 门 子 W I N C C V 6 作 为 人 机界 面 , 上 位 机 与 P L C 采 用 通 信 卡 C P 5 6 1
14、1 ( P C I 卡 安装 在 工 控 机 上 ) 以 M P I 协 议 进 行 数 据 通 讯 5 , 完 成 数据 采 集 、 处 理 、 监 督 及 控 制 功 能 , 中 央 控 制 级 分 为 工程 师 站 和 操 作 员 站 。 工 程 师 站 主 要 完 成 系 统 组 态 及控 制 参 数 的 在 线 修 改 和 设 置 等 。 操 作 员 站 主 要 完 成对 整 个 污 水 处 理 厂 的 数 据 采 集 、 监 控 , 报 表 及 打 印 等功 能 。 在 不 需 组 态 式 修 改 参 数 时 , 工 程 师 站 与 操 作员 站 互 为 备 用 , 提 高 了 系
15、 统 的 可 靠 性 。 整 个 系 统 使用 统 一 、 开 放 的 数 据 库 , 所 有 操 作 站 与 数 据 库 均 可 双向 访 问 。 具 有 在 线 修 改 功 能 和 将 控 制 程 序 通 过 工 程师 工 作 站 下 载 到 各 控 制 器 的 功 能 。P L C 编 程 软 件 要 求 符 合 I E C 1 1 3 1 - 3 的 标 准 , 同时 提 供 梯 形 图 , 指 令 列 表 , 功 能 块 图 , 顺 序 功 能 图 , 结构 化 文 本 等 编 程 语 言 , 具 有 离 线 仿 真 , 程 序 开 发 , 调试 , 诊 断 等 功 能 。P L C
16、 与 现 场 仪 表 采 用 R S 4 8 5 通 信 口 直 接 通 讯 ,波 特 率 为 1 8 7 . 5 K 。 传 输 距 离 可 达 5 0 m , 完 全 满 足 现场 需 要 。 整 个 控 制 系 统 采 用 S T E P T 7 V 5 . 3 标 准 工 业编 程 软 件 编 程 。3 . 1 下 位 机现 场 控 制 层 由 P L C 完 成 现 场 生 产 过 程 的 控 制和 生 产 过 程 的 操 作 , 同 时 向 管 理 层 传 输 信 号 及 执 行管 理 层 的 命 令 , 两 个 层 必 须 有 机 地 融 为 一 体 , 并 确 保通 讯 畅 通
17、 和 系 统 的 安 全 可 靠 运 行 。 下 位 机 主 要 负 责各 种 设 备 运 行 状 态 的 数 据 采 集 、 数 据 滤 波 、 量 程 转化 、 上 位 机 发 出 的 或 是 下 位 机 内 部 的 控 制 指 令 的 实现 、 紧 急 情 况 处 理 , 实 现 与 上 位 机 之 间 的 数 据 通 讯 ,完 成 加 药 系 统 和 加 氯 系 统 的 自 动 控 制 , 实 现 各 种 故障 的 报 警 。在 本 控 制 系 统 的 设 计 中 下 位 机 采 用 了 西 门 子 的S I M A T I C S 7 - 3 0 0 系 列 P L C 产 品 。
18、根 据 整 个 污 水 处理 流 程 的 特 点 , 采 用 一 台 P L C , 加 药 房 、 加 氯 间 、 反 洗站 和 加 压 站 分 别 负 责 对 应 过 程 的 数 据 采 集 和 处 理 ,并 通 过 通 讯 卡 5 6 1 1 实 现 与 上 位 机 的 数 据 通 讯 。( 1 ) 加 药 房 主 要 负 责 加 药 过 程 。 主 要 包 括 9 个模 拟 量 输 入 的 采 集 、 4 个 模 拟 量 输 出 、 1 0 个 开 关 量 输入 、 4 个 开 关 量 输 出 ; 1 0 0 m 池 和 2 5 m 池 加 药 控制 ; 根 据 进 水 流 量 要 求
19、 分 别 实 现 对 进 入 三 个 池 的 各自 电 磁 阀 调 节 , 保 证 进 入 三 个 池 的 流 量 达 到 规 定 的要 求 , 有 利 于 减 少 出 水 水 质 波 动 , 提 高 处 理 效 率 。 当 1 0 0 m 池 出 水 浊 度 超 过 1 0 0 N T U 时 , 启 用 1 0 0 m加 药 系 统 , 加 药 量 的 信 号 应 根 据 进 水 闸 室 内 浊 度 和流 量 计 量 所 反 馈 的 信 号 作 为 控 制 1 0 0 m 辐 射 池 加药 量 的 前 反 馈 信 号 , 根 据 1 0 0 m 辐 射 池 出 水 量 和 浊度 作 为 后
20、 反 馈 信 号 , 组 成 一 个 闭 环 对 1 0 0 m 辐 射 池进 行 加 药 量 的 校 正 。 加 药 量 通 过 微 机 监 控 系 统 输 出控 制 信 号 到 加 药 计 量 泵 控 制 柜 来 调 节 。 ( 1 0 0 m 池出 水 浊 设 定 值 度 为 8 0 N T U )P L C 调 节 规 律 , 应 根 据 调 节 对 象 特 性 、 调 节 系 统中 各 个 单 元 ( 包 括 检 测 元 件 、 变 送 器 、 传 感 器 等 ) 的 特性 、 干 扰 形 式 和 部 位 以 及 调 节 品 质 要 求 等 因 素 确 定 。( 2 ) 加 氯 间
21、负 责 消 毒 过 程 。 通 过 采 集 流 量 及 相 关设 备 的 运 行 状 态 等 数 据 , 具 体 包 括 2 5 m 池 的 出 水流 量 、 进 出 水 阀 、 送 水 泵 、 加 氯 机 等 的 运 行 状 态 , 一 共4 个 模 拟 量 、 4 个 开 关 量 ; 实 现 对 加 氯 量 的 控 制 。 根 据 2 5 m 池 的 两 个 出 水 管 的 流 量 分 别 实 现 对 两 台 加 氯机 的 加 氯 量 控 制 , 保 证 水 中 含 氯 量 达 到 生 活 用 水 的标 准 。( 3 ) 反 洗 站 负 责 反 洗 过 程 。 通 过 采 集 液 位 及
22、相 关设 备 的 运 行 状 态 等 数 据 , 具 体 包 括 反 洗 池 的 液 位 、 反洗 站 进 出 水 阀 、 送 水 泵 、 反 洗 泵 等 的 运 行 状 态 , 一 共2 个 模 拟 量 、 6 个 开 关 量 , 实 现 对 反 洗 泵 的 控 制 。 根 据反 洗 池 液 位 实 现 对 两 台 反 洗 泵 的 起 停 和 交 替 使 用 进行 控 制 , 通 过 反 洗 池 液 位 输 入 信 号 同 设 定 的 液 位 相比 较 实 现 对 反 洗 泵 的 联 锁 控 制 , 高 液 位 时 启 泵 , 低 液位 时 停 泵 保 证 虹 吸 氯 站 中 的 污 水 得
23、 到 及 时 的 处 理 ,提 高 水 的 利 用 率 。温 盛 军 , 王 艳 , 杨 永 明 : 基 于 P L C 的 水 厂 源 水 处 理 自 动 控 制 系 统7 0 ( 4 ) 加 压 站 负 责 加 压 过 程 。 通 过 采 集 管 压 及 相关 设 备 的 运 行 状 态 等 数 据 , 对 清 水 池 中 水 进 行 加 压 ,具 体 包 括 清 水 池 的 水 压 、 总 出 水 口 的 管 压 、 清 水 池 进出 水 阀 等 的 运 行 状 态 , 共 4 个 模 拟 量 和 2 个 开 关 量的 采 集 , 4 个 开 关 量 的 输 出 ; 根 据 清 水 池
24、的 水 压 输 入信 号 同 设 定 的 压 力 相 比 较 实 现 对 清 水 池 的 加 压 控制 ; 根 据 总 出 水 口 的 管 压 输 入 信 号 同 设 定 的 压 力 相比 较 实 现 对 总 出 水 口 的 管 压 过 压 和 欠 压 的 报 警 。( 5 ) 上 位 机 发 出 指 令 直 接 实 现 对 提 升 泵 房 的 提升 泵 控 制 。3 . 2 上 位 机上 位 机 实 现 对 整 个 污 水 处 理 厂 的 监 控 管 理 , 主要 包 括 : 接 收 控 制 系 统 传 递 的 各 工 艺 站 的 数 据 , 进 行实 时 显 示 , 并 按 一 顶 要 求
25、 对 数 据 进 行 统 计 和 分 析 ; 显示 个 工 艺 流 程 的 运 行 状 况 图 , 并 显 示 运 行 参 数 ; 提 供全 方 位 的 报 警 功 能 , 并 能 进 行 远 程 诊 断 和 维 护 ; 具 有报 表 生 成 、 报 表 修 改 、 报 表 浏 览 和 报 表 打 印 等 功 能 ,统 计 报 表 、 应 基 于 E X C E L 格 式 。 根 据 设 计 任 务 我 们可 以 把 系 统 的 设 计 功 能 分 为 : 数 据 采 集 与 管 理 功 能 、显 示 功 能 、 报 警 管 理 功 能 、 打 印 功 能 、 报 表 统 计 功 能等 一
26、些 辅 助 功 能 。根 据 整 个 水 处 理 工 艺 流 程 , 现 场 控 制 层 采 用 了一 台 P L C ( 西 门 子 S I M A T I C S 7 - 3 0 0 系 列 ) 来 实 现 加药 房 、 加 氯 间 、 反 洗 站 和 加 压 站 的 控 制 , 并 通 过 通 讯卡 5 6 1 1 实 现 与 上 位 机 的 数 据 通 讯 5 , 6 , 7 。由 于 本 项 目 为 黄 河 源 水 的 初 级 处 理 , 核 心 是 实现 迅 速 降 低 浊 度 , 所 以 最 佳 的 水 处 理 工 艺 是 采 用 物化 法 ( 无 机 絮 凝 剂 ) 来 实 现
27、 控 制 要 求 。 整 个 全 自 动 絮凝 剂 投 加 控 制 系 统 以 西 门 子 S 7 - 3 0 0 P L C 为 基 础 采用 一 套 P I D 控 制 器 进 行 自 动 控 制 即 以 沉 淀 池 出 口浊 度 为 控 制 对 象 , 絮 凝 剂 投 加 量 为 调 节 手 段 , 与 加 药流 量 回 路 构 成 串 级 动 态 负 反 馈 的 控 制 系 统 , 药 剂 的流 量 随 源 水 浊 度 的 变 化 而 变 化 。 系 统 控 制 图 和 浊 度控 制 系 统 图 如 图 1 、 图 2 所 示 。黄 河 水 是 高 浊 度 水 。 所 谓 高 浊 度
28、水 是 指 浊 度 高 或泥 沙 含 量 大 的 源 水 , 黄 河 水 浑 浊 的 主 要 成 份 是 黄 土 和细 沙 , 其 粒 径 最 大 为 0 . 0 8 6 1 m m , 最 小 为 0 . 0 4 0 1 m m , 平均 为 0 . 0 5 2 2 m m , 主 要 为 粗 分 散 颗 粒 ( 悬 浮 物 ) 。 根 据控 制 对 象 的 特 点 , 采 用 串 级 P I D 来 实 现 自 动 加 药 系统 的 控 制 。该 系 统 使 得 整 个 处 理 区 的 所 有 设 备 成 为 一 个整 体 。 管 理 人 员 能 够 在 污 水 处 理 厂 中 央 控 制
29、 室 中 ,通 过 P C 机 和 键 盘 鼠 标 即 可 完 成 对 整 个 污 水 厂 的监 控 和 管 理 , 实 现 了 人 不 在 现 场 也 可 对 现 场 运 行 状况 了 如 指 掌 , 并 且 及 时 的 掌 握 和 处 理 现 场 发 生 的 各种 状 况 。4 监 控 系 统 软 件 设 计控 制 系 统 程 序 设 计 采 用 西 门 子 的 S T E P 7 V 5 . 3编 程 软 件 , 并 采 用 模 块 化 、 结 构 化 的 程 序 设 计 方 法 ,因 此 在 编 程 时 采 用 公 共 设 备 控 制 程 序 模 块 化 , 单 台设 备 子 程 序
30、模 块 化 的 设 计 方 法 。由 于 实 际 条 件 有 限 , 本 文 仅 列 出 加 药 自 动 控 制 ,它 采 用 数 字 P I D 控 制 程 序 。 本 系 统 采 用 S 7 - 3 0 0 P L C内 部 的 S F B 4 1 “ C O N T _ C ” 连 续 控 制 功 能 模 块 。 利 用F C 1 0 5 功 能 模 块 实 现 接 受 一 个 整 型 ( I N ) , 并 将 其 转换 为 以 工 程 单 位 表 示 的 介 于 下 限 和 上 限 ( L O _ L I M 和H I _ L I M ) 之 间 的 实 型 值 。 S F B /
31、F B “ C O N T _ C “ ( 连 续 控制 器 ) 在 S I M A T I C S 7 可 编 程 逻 辑 控 制 器 上 使 用 , 通过 持 续 的 输 入 和 输 出 变 量 来 控 制 工 艺 过 程 。 只 列 出一 个 P I D 算 法 的 实 现 7 。加 药 子 程 序 通 过 将 反 馈 值 与 设 定 值 之 差 送 给F B 4 1 所 用 的 数 据 块 , 并 根 据 已 设 定 好 的 参 数 值 进 行P I D 运 算 , 理 论 上 将 设 定 值 减 去 通 过 F C 1 0 5 转 换 过的 采 集 值 作 为 反 馈 值 可 得 出
32、 相 应 加 药 量 , 但 不 符 合实 际 。 当 采 集 值 大 于 设 定 值 时 加 药 量 需 增 加 , 但 此 时理 论 上 计 算 的 加 药 量 为 负 值 。 为 解 决 此 问 题 设 计 者尝 试 了 三 种 方 法 : ( 1 ) 将 加 药 量 通 过 编 程 转 变 为 正值 ; ( 2 ) 将 设 定 值 与 反 馈 值 对 调 ; ( 3 ) 将 F B 4 1 模 块 中的 参 数 K p 设 为 负 值 。 从 编 程 难 易 的 角 度 来 看 , 显 然第 三 种 方 法 最 容 易 实 现 。 最 终 采 用 第 三 种 方 法 。通 过 数 学
33、建 模 和 仿 真 设 定 出 最 优 控 制 参 数 , 副控 制 环 ( 流 量 ) K p = 1 8 . 7 5 , Ti= 0 . 0 , Td= 1 3 . 0 5 , 主 控 制 环( 浊 度 ) K p = 5 5 . 7 5 , Ti= 0 . 7 5 , Td= 0 . 0 , 可 使 系 统 达 到 理 想的 控 制 效 果 。温 盛 军 , 王 艳 , 杨 永 明 : 基 于 P L C 的 水 厂 源 水 处 理 自 动 控 制 系 统7 1 N u m e r i c a l A n a l y s i s o n D i f f u s e r o f S i m
34、 u l a t e d A l t i t u d e T e s t S t a n dD I N G X u e - j i n1W A N G Z h i - h a o1L I U X i a o - l i2( 1 . T h e 4 0 1 I n s t i t u t e o f t h e F o u r t h A c a d e m y o f C A S C , X i a n 7 1 0 0 2 5 ;2 . 7 4 1 6 F a c t o r y o f t h e F o u r t h A c a d e m y o f C A S C , X i a n
35、 7 1 0 0 2 5 )A b s t r a c t : T h e a r t i c l e s t u d y s t h e d i f f u s e r i n t h e a c t i v e i n j e c t o r a l t i t u d e s i m u l a t e d t e s t s y s t e m o f s o l i d r o c k e t e n g i n e .I t n u m e r i c a l l y s o l v e s t h e f l o w f i e l d o f t h e d i f f u s
36、 e r . I t c o m p a r e s w i t h t h e e f f e c t i o n o n t h e f l o w f i e l d o f t h e d i f f u s e rw h i c h c o n t a i n w i t h p a r t i c l e s a n d n o p a r t i c l e s . T h e c a l c u l a t e d r e s u l t a g r e e s w e l l w i t h t h e t e s t r e s u l t . I t s h o w s
37、t h a tt h e n u m e r i c a l m e t h o d s c a n b e u s e d f o r t h e s t u d y o f t h e d i f f u s e r .K e y w o r d s : s o l i d r o c k e t e n g i n e ; a l t i t u d e s i m u l a t e d t e s t c e l l ; d i f f u s e r ; F L U E N T ; n u m e r i c a l s i m u l a t i o nA u t o - c o
38、 n t r o l S y s t e m f o r H e a d w a t e r s T r e a t m e n t B a s e d o n P L CW E N S h e n g - y u n1W A N G Y a n2Y A N G Y o n g - m i n g2( 1 . Z h o n g y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 7 ;2 . C h o n g q i n g U n i v e r s i t y , C h o
39、 n g q i n g 4 0 0 0 4 4 )A b s t r a c t : T h e a r t i c l e p o i n t s o u t t h e p h y s i c a l - c h e m i c a l c r a f t b a s e d o n p r o g r a m m a b l e l o g i c c o n t r o l ( P L C ) i n f a c t o r yw h i c h t h e a p p l i c a t i o n o f t h e a u t o - c o n t r o l s y s t
40、 e m f o r t h e w a t e r t r e a t m e n t i n H e n a n . I t d e s c r i b e s t h e t u r b i d i t y o f w a t e rc o n t r o l p r o j e c t , t h e c o n t r o l p r i n c i p l e a n d m e t h o d . T h e f e a s i b i l i t y o f t h e c o n t r o l m e t h o d h a s b e e n d e m o n s t
41、r a t e d b ya n a l y z i n g t h e s i m u l a t i o n d a t a . I t d e s i g n s a a u t o m a t i c s y s t e m t h a t t h e S 7 - 3 0 0 P L C c h i p i s t a k e n a s t h e c e n t r a l p a r t .K e y w o r d s : w a t e r t r e a t m e n t ; a u t o - c o n t r o l s y s t e m ; P L C ; p
42、h y s i c a l - c h e m i c a l c r a f t5 结 束 语实 现 水 处 理 自 动 化 的 目 的 是 确 保 出 水 水 质 达 到规 定 的 标 准 , 提 高 管 理 人 员 的 劳 动 生 产 率 、 降 低 能 源与 物 料 消 耗 。高 质 量 的 水 处 理 系 统 , 除 具 有 准 确 的 处 理 和 合理 系 统 结 构 外 , 还 需 要 具 备 完 备 和 可 靠 的 控 制 功 能 ,这 是 保 证 水 处 理 过 程 准 确 性 和 可 靠 性 的 必 要 手 段 。过 去 采 用 继 电 器 控 制 来 实 现 , 结 构
43、复 杂 、 造 价 高 、 维护 难 , 而 且 很 难 达 到 复 杂 的 控 制 要 求 。 本 系 统 中 采用 可 编 程 控 制 器 , 用 软 件 编 程 替 代 原 来 的 继 电 器 系统 , 可 大 大 简 化 设 计 、 降 低 投 资 、 满 足 设 计 要 求 , 而 且维 护 方 便 。该 系 统 在 软 件 设 计 中 , 作 者 根 据 水 厂 应 用 的 物化 法 处 理 工 艺 原 理 和 工 艺 过 程 , 以 沉 淀 池 出 口 浊 度为 控 制 对 象 , 絮 凝 剂 投 加 量 为 调 节 手 段 , 与 加 药 流 量回 路 构 成 串 级 动 态
44、负 反 馈 的 控 制 系 统 , 药 剂 的 流 量随 源 水 浊 度 的 变 化 而 变 化 。 通 过 数 学 建 模 和 仿 真 设定 出 最 优 控 制 参 数 , 使 系 统 满 足 快 速 准 确 响 应 、 稳 定性 高 、 运 行 安 全 的 控 制 要 求 。 先 设 计 水 厂 水 处 理 自动 控 制 系 统 , 进 而 设 计 出 整 个 物 化 区 控 制 系 统 中 各运 行 设 备 的 运 行 时 序 , 再 应 用 P L C 编 程 软 件 设 计 程序 , 通 过 P L C 控 制 各 运 行 设 备 按 设 计 好 的 时 序 运行 。 该 系 统 运
45、 行 可 靠 、 可 维 护 性 好 、 具 有 一 定 的 灵 活性 , 并 能 够 实 现 对 整 个 水 厂 的 管 理 和 自 动 监 控 , 自 动化 程 度 高 。参 考 文 献 1 G B 5 7 4 9 - 2 0 0 6 . 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 S . 2 符 敬 东 . 东 湾 水 厂 高 浊 度 水 处 理 工 艺 J . 甘 肃 利 水 电 技 术 ,2 0 0 3 , 3 9 ( 2 ) : 1 3 6 - 1 3 7 . 3 张 自 杰 . 环 境 工 程 手 册 - 水 污 染 防 止 篇 M . 北 京 : 高 等 教育 出 版 社 , 1 9
46、9 6 . 4 廖 常 初 . S 7 - 3 0 0 / 4 0 0 应 用 技 术 M . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 ,2 0 0 6 . 5 西 门 子 ( 中 国 ) 有 限 公 司 自 动 化 与 驱 动 集 团 Z . 西 门 子S 7 - 3 0 0 使 用 手 册 . 2 0 0 4 . 6 何 建 平 . 可 编 程 控 制 器 及 其 应 用 M . 重 庆 : 重 庆 大 学 出 版社 , 2 0 0 4 . 7 王 永 华 . 现 代 电 气 控 制 及 P L C 应 用 技 术 M . 北 京 : 北 京 航空 航 天 出 版 社 , 2 0 0 3 .温 盛 军 , 王 艳 , 杨 永 明 : 基 于 P L C 的 水 厂 源 水 处 理 自 动 控 制 系 统( 上 接 第 6 3 页 )7 2
