PLC可编程控制器加变频器自动控制系统.doc

沧州市科信水处理设备有限公司
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智能化水处理设备 项目简介

智能化水处理成套设备是沧州市科信水处理设备有限公司的核心技术产品，也是河北省高新技术产品。技术特色简介：成功地把可编程控制技术及变频技术应用于反渗透系统（Reverse Osmosis），通过计算机工作站组态网络，以PLC（可编程序控制器）为中心，由变频器控制RO高压泵、根据设备进出口水质、压力、流量、阀门及各泵的工作状态对整套设备进行全闭环控制，使反渗透等水处理设备的运行极其稳定可靠。而具有该项智能化控制技术的智能化反渗透设备被认定为高新技术产品。在水处理工艺要求复杂和自动化程度高并要求具有节能效果的情况下有着得天独厚的优势。
反渗透水处理设备及恒压供水设备自动化系统
一．控制原理框图
反渗透主体阀门系统
可编程控制器（PLC）
恒压变频控制系统
变频控制系统
机械过滤器
活性炭过滤器
精密过滤器
水泵泵组
流量传感系统
水质监测
加药2
清洗系统
原水
加药1

高压泵

纯净水水箱及其液位计

压力传感系统

阀门系统
供水用户

设备工艺流程为：原水源→机械过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→高压泵→反渗透→
成品水箱→变频控制水泵→成品水恒压管路→住宅等各种用户
可编程控制器，简称PLC；实际上是计算机在工业电气自动化控制中应用的一种具体装置。采用微型计算机作为装置的中心，充分发挥计算机软件的优势（不改变线路改变程序就可以改变工艺），不仅可以替代继电器系统使硬件软化，提高工作可靠性和系统的灵活性，并具有运算、计数、调节、通信联网的功能；还具有布线控制逻辑所不可比拟的优点。使用于控制功能要求比较复杂、输入输出点数较多的场合，也可以在一个大型计算机的集散控制系统中，作为前置控制装置，在上级计算机的统一调度下工作。
变频器是一种融合了微电子技术、电力电子技术和微处理技术的调速装置。它克服了
以往交流调速的许多缺点，其调速性能可以和直流电动机的调速性能相媲美，在连续调速、转速反馈闭环控制上由微处理机进行处理，从而使运行系统具备了智能化；其节能的优点更是无与伦比。变频器在负载设备的软启动、软停止的应用方面无可比拟。其结构紧凑、安装调试方便，应用已十分广泛和普及。
我公司可以提供成套的水处理设备和变频调速设备并可实现系统的可编程自动化控制，我公司采用日本OMRON等PLC可编程控制器和FUJI富士、SANKEN三肯及SIEMENS西门子等变频器共同应用于反渗透设备及恒压给水设备的自动化控制系统中，同时采用日本OMRON等PLC可编程控制器应用于电渗析的频繁倒极（阀门自动切换、电压自动调整）系统中。不仅可以实现上述设备的自动化，也可使反渗透实现恒定压力或恒定流量或恒定水质的自动调节功能；而且可以最终实现水站或水处理车间的无人化运行管理。
我公司可以承揽各种生产工艺设备的过程自动化控制配套工程的设计、安装调试、人员培训等系列工作，充分发挥科学技术及专业人才的优势，积极主动服务于社会，取信于社会。

二．系统的结构
本系统包括：设备工艺系统、控制系统、信号采集系统、保护系统、操作系统和人机界面组成。
设备工艺系统为按照用户的特殊要求进行设计的水处理设备工艺、给水工艺或其他的设备工艺。控制系统为上述所确定的工艺设备的主控回路，主要是完成各种装置（如泵、阀、电机及其他负载）的驱动、切换、运行等工作。信号采集系统主要是把整个工艺设备的运行状况（如压力、流量、液位、温度、PH值、阀门开关状态、电机运行的频率、水质监测数据、以及电压、电流等参量）的各种参数进行收集采样以便PLC（可编程序控制器）、变频器进行分析和处理。保护系统是为了保护工艺设备在出现故障或出现了人为操作失误时设备本身所需要的特殊保护措施（如停机或排放介质等）。操作系统和人机界面是工作人员用来完成对设备各装置进行操作制动而设的关键部分，包括各种控制按钮、开关、键盘、仪表指示和计算机显示器视窗等。
以上是我公司的自动控制设备的系统组成。可以用来完成各种用户不同设备工艺的自动化配套工程。针对我公司的成套水处理设备而言，工艺设备系统包括机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、反渗透高压泵、反渗透膜堆主体、电渗析、各种水泵、阀门及消毒设备等。控制系统包括PLC、变频器、阀门电动装置及其控制回路组成。信号采集系统包括反渗透或电渗析的水质监测、阀门开关状态、水泵的工作频率、设备进出口压力、流量、加药计量、运行时间、切换状态及时间、其他要求的信号采集量。保护系统包括水泵的缺水过压停机、水质不合格时的阀门切换、过电压过电流的保护、自动运行时的手动锁定等。操作系统和人机界面包括控制设备的总开关、急停锁定开关、各种控制按钮、程序输入键盘、仪表指示、可调视窗界面、调节阀等。

三．系统的特点
可编程控制器，简称PLC；采用微型计算机作为装置的中心，具有运算、计数、调节、通信联网的功能；模块式结构安装十分方便，具有布线控制逻辑所不可比拟的优点。使用于控制功能要求比较复杂、输入输出点数较多的场合，也可以在一个大型计算机的集散控制系统中，作为前置控制装置，在上级计算机的统一调度下工作。在本系统中，PLC是整个控制系统的中心，根据设备的工艺要求和实际电器、仪表的设计要求，由设备工艺流程和电气线路配线图得出电气控制执行系统逻辑关系图，由此汇编运行程序，并提供相应的输入、输出接点供信号输入和执行输出。按照提前编好的程序在所有设备装置的指令条件下，根据各点的水源反馈信号、水压反馈信号、阀门开关反馈信号、流量检测信号、水质监测信号、水泵运行状态的变频器反馈信号进行分析并随即调节各相应的输出信号，最终调节各工作状态。PLC是整个设备工艺流程时序关系逻辑关系的信息处理中心，在设备工艺管线和电气控制线路不变的情况下，通过修改PLC的运行程序就可以调整整套设备工艺的相关工作顺序、逻辑关系和参数。
变频器则主要作为水泵的驱动装置，也具有运算、计数、调节、通信联网的功能；还具有可编程控制器的部分功能，也要按照提前编好的程序在所有设备装置的指令条件下，根据各点的水源反馈信号、水压反馈信号、阀门开关反馈信号、流量检测信号、水质监测信号进行分析并随即调节工作频率最终调节水泵的工作状态。
在PLC的配合下变频器可以实现水泵泵组的循环启动，当一台水泵满足不了供水要求时也可以同时控制多台水泵以满足供水要求。具体控制方法是在第一台水泵达到工频满
转数运转仍不能满足供水要求时，变频器可以把它切换为工频运转而同时变频启动第二台水泵，待第二台水泵运行到达到供水要求的合适频率时即可稳定工作，如第二台水泵运行到工频时仍不能达到供水要求时，变频器可以把它切换为工频运转而同时变频启动第三台水泵，待第三台水泵运行到满足供水要求的合适频率时即达到设定的参数，设备即可稳定工作。当目前供水量超过随机状态下的要求时，变频器可以自动降低运转频率以达到设定要求，以致于把第三台水泵停止并把第二台水泵的运转频率从工频开始降低直至合适工作频率。当目前供水量大大超过随机状态下（目前）的要求时，变频器可以拖动一台水泵低速运转以维持管网压力。
具有拓展功能的变频器本身就带有循环供水控制系统电路，在不用PLC的条件下，本身可以完成上述水泵循环启动、水泵根据要求自动切换的功能。
工业控制计算机则负责收集设备的运行状态记录和实施控制命令，使所有的设备可以完全在计算机的DCS系统中执行设备的远程控制和监视。是当代最先进的智能化工业设备控制技术。

沧州市科信水处理设备有限公司 可编程变频自动控制系统