自来水厂PLC控制系统设计

摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业，随着我国改善人民生活条件、建设小康社会及提 高劳动生产水平等目标的实现，对自来水水质的要求也越来越高。水处理厂计算机自动化控 制系统是保证安全、连续、优质供水的措施。本文通过分析国内外已建水厂自动化控制系统 的现状， 结合工艺设备智能化的发展趋势， 以及我国中小型水厂现状， 设计了一套以PLC S7-200 作为控制器的自来水自动控制系统，该系统能实时监测水质、取水流量、pH值、管网压力， 监控厂区安全，自动控制投矾、加氯，还能自动存储历史数据。此系统不仅能降低能耗、节 约成本、减少维修维护工作强度、提高管理水平、确保供水质量，还能推进我国给水工艺的 发展，对减小与先进水平的差距都具有现实意义。通过运行情况表明，该系统功能齐全，性 能稳定可靠，具有较强的实用性和推广价值。 关键词PLC；自动化控制系统；上位机监控系统 目目 录录 1 . 引 言 1 1. 1本课题的研究背景和意义 1 1. 2国内外水厂自动控制的现状 1 1. 3本课题的主要研究的内容 2 1 . 4 系 统 及 仪 器 仪 表 说 明 3 2 . P L C 的 概 况 及 结 构 图 6 2. 1PL C的简介 6 2. 2PL C的工作原理 6 2. 2. 1自诊断测试扫描过程 6 2. 2. 2与网络进行通信的扫描过程 6 2. 2. 3用户程序扫描过程6 2. 2. 4 读 输 入 、 写 输 出 扫 描 过 程 6 推荐精选 2. 3PLC的结构图及其各部分的功能 7 2. 3. 1中央处理单元 7 2. 3. 2 存 储 器 7 2. 3. 3 输入单元 7 2. 3. 4 输出单元 7 2. 3. 5 电源 7 3 . M C G S 工 控 组 态 软 件 8 3. 1MCGS组态软件简介8 3. 2运用MCGS组态软件建立运行程序的过程9 4 . P L C 控 制 系 统 设 计 1 2 4. 1 PLC程序设计的步骤12 4. 2S7-200PLC选型 13 4. 3控制过程设计14 4. 3. 1PLC控制自动加矾 14 4. 3. 2PLC控制自动加氯 14 4. 3. 3工控制单元 14 4. 4PLC编程 14 4. 4. 1 PLC控制系统工作流程14 4. 4. 2 西门子S7-200型PLC控制I/O分配表及中间变量分配表 15 4. 4. 3西门子S7-200型PLC控制梯形图16 4. 5程序调试 20 5 . 总 结 与 展 望 2 4 参 考 文 献 2 5 致 谢 2 6 推荐精选 自来水厂PLC控制系统设计 1.引言 1.1 本课题的研究背景和意义 随着经济社会的发展，水对人民的生活与生产的影响日益突出，人们对供水的质量与安 全可靠性的要求不断提高，同时也更加重视降低供水系统的能耗。加强供水系统工况的监测 是一项重要而有效的节水降耗措施，因此加强水处理厂的各个工艺环节的自动监测与控制具 有重要意义。我国城镇供水在改革开放的二十几年中得到了大发展与大提高。卫生部公布的 第三次国家卫生服务调查主要结果显示，我国城市自来水普及率达到96％，农村自来水 普及率为34％。因为我国总体上是一个水资源匮乏的国家，所以在发展供水事业的同时也要 考虑节约用水，提高水资源利用率，特别是目前我国的城镇供水在水质处理、工艺设施和管 网建设上，与发达国家相比还有一定差距，因此有必要提高城镇水厂的自动化程度。水厂自 动化的主要目的不仅是节省劳动力，更主要的是实现可靠、优质、高效的供水保证。生产过 程的自动检测、调整、控制和事故报警可保证设备在规定状态下运行，防范事故于未然，实 现不间断的可靠供水；投药、过滤、消毒等工艺过程实施闭环控制，可以随着水量、水质的 变化及时调整工艺参数，保证出水水质达标；出厂水压自动调整，能保证稳定的服务水压， 减少爆管和漏失水量；生产过程的优化运行可以大大减少水、气、电和各种药剂的浪费，达 到低耗高效。县镇水厂不同于大中型水厂，其供水规模较小、占地面积较小、日变化系数和 时变化系数均较大，水厂技术力量较薄弱、管理水平较低、财力较为紧张等，这就决定了设 计思路有别于大中型水厂，但又因其覆盖面广、数量众多，所以中、小型自来水厂的自动化 控制系统研究有着广泛的前景。依靠现代化技术手段对生产过程进行控制和管理，提高设备 的运行效率和可靠性，节省宝贵的水、电资源，是技术发展的必然趋势 。 1.2 国内外水厂自动控制的现状 随着电子信息技术、计算机技术以及光电技术等相关学科的飞速发展，近10年来工业自 动化在各个方面都发生了许多变化，包括自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种 间接测量设备、各种执行机构等等底层设备，以及自动回路调节器、自动控制单元、各种大 中小型装置控制系统乃至综合优化调度与协调系统和企业综合管理信息系统等。有关控制系 统的研究与应用也一直是现代工业生