電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計開題報告- PLC 在火電廠水處理系統(tǒng)中的應用

南京機電職業(yè)技術學院南京機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 （論文） 開題報告 論文題目：論文題目：PLC 在火電廠水處理系統(tǒng)中的應用 學生姓名學生姓名：鄧相君 專業(yè)班級專業(yè)班級：電氣學學 號號：G240845 指導教師指導教師：周洪 2014 年8 月19 日 第 1頁 1題目的背景和意義 在一般的電廠中，尚未實現(xiàn)自動操作，手動操作還是比較普遍，隨之帶來的缺點 和失誤也比較多。手動操作意味著電廠需求更多的人力資源，這需要很大的開資。而 且，像加藥這種工作，手動操作顯得既繁重又不精確，這不僅浪費人力，同時對于一 些貴重的藥物也是浪費。我們學習的目的就是要將理論聯(lián)系到實際，如果將我們學習 的 PLC 程序應用于電廠實際處理系統(tǒng)中，這樣不僅可以提高自動化控制的水平，同時 也可以降低工人的強度，會節(jié)省許多不必要的浪費。我們設計這個課題是為了讓火電 廠了解 PLC 控制應用的優(yōu)勢，從而使電廠能夠積極采用 PLC 應用程序，在同等的條件 下創(chuàng)造出更多的價值。 2題目研究現(xiàn)狀概述 可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱 PLC，是以微處理器 為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發(fā)展起來的一種新型、通用 的自動控制裝置。具有功能強、通用性好、靈活、可靠性高、抗干擾能力強、可靠性 高、環(huán)境適應性好、編程簡單、使用方便，以及體積小、重量輕、功耗低等一系列優(yōu) 點,隨著 PLC 在我國火電廠中得以應用， 同時也帶動了了國內(nèi) PLC 的研制生產(chǎn)和應用， 且應用范圍不斷擴大。 可編程控制器 PLC 進入國內(nèi)工業(yè)控制領域己近十年了， 早期的 PLC 由于受硬件 的構成及軟件環(huán)境的局限，其應用范圍受到一定的限制。近幾年來，隨著微電子技術 及計算機技術的高速發(fā)展， PLC 產(chǎn)品高度融合了計算機產(chǎn)業(yè)最新進的技術與工業(yè)自 動控制的經(jīng)典理論，在其功能及性能上指標上得以大大的豐富和完善，從而突破了傳 統(tǒng) PLC 的概念，在中、小型控制領域內(nèi)極大的擴展了其應用范圍。在特定的范圍內(nèi)， 高性能價格比己成為新型 PLC 的最突出的特點。長期以來，PLC 始終處于工業(yè)自動 化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。 其 主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合 于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC 還必須依靠其他新技術來面對市場 份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè) PC 所帶來的沖擊。PLC 需要解決的問題依 然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 在全球工業(yè)控制領域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、 開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢也許不會 繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展， 安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這 些事實使傳統(tǒng) PLC 供應商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實， 在 傳統(tǒng) PLC 的技術發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是 PLC 控制器的核心，PLC 供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件。此 第 2頁 外， 開放式通信網(wǎng)絡技術也得到了突破，其結果是將 PLC 融入更加開放的工業(yè)控制行 業(yè)。 3題目要完成的主要內(nèi)容和預期目標 主要內(nèi)容： 首先，應該先了解系統(tǒng)的工藝流程： 1化學水處理系統(tǒng)中生活水的工藝流程 1.1 化學水處理系統(tǒng)流程 自來水蓄水池升壓泵高效纖維過濾器活性炭過濾器陽離子交換器 除二氧化碳器中間水箱中間水泵陰離子交換器混合離子交換器除鹽水箱 除鹽水泵。 1.2 水系統(tǒng)工藝流程 澄清水箱過濾器（二個）蓄水池生活水管網(wǎng)。此部分包括2臺高效過濾器、2 個蓄水池、1個清水泵至生活水池電動調節(jié)門、2臺變頻泵和2臺定速泵。變速泵功率 為37KW,定速泵功率為55KW。每臺高效過濾器包括：運行入口門、運行出口門、反洗 入口門、反洗排水門、正洗排水門、壓縮空氣門以及進排氣門等7個門的控制。高效 過濾器的控制包括運行、停止和反洗三種功能。生活水自動供水系統(tǒng)包括兩套微機變 頻柜用于控制兩臺變速泵和兩臺定速泵。維持供水壓力為0.45Mpa。系統(tǒng)的運行方式 有兩種：自動和手動；操作方式分就地和遠方兩種。自動方式時，系統(tǒng)先啟動1臺變 速泵， 當供水壓力達不到規(guī)定值時且變速泵頻率大于45HZ超過一定時間時，自動啟動 備用的定速泵或變速泵。備用方式可通過操作站進行設置。當供水壓力超過規(guī)定值一 定時間時，自動停止備用泵的運行。 1.3 澄清池入口調節(jié)門、生水加熱器蒸汽門操作 整個澄清池系統(tǒng)包括兩個生水加熱器，用于對生水進行加熱。生水加熱器 的控制即可通過操作站進行軟手操，又可通過PLC進行自動控制。軟手操控制面 板如下圖所示。調節(jié)門狀態(tài)手動時無顯示，自動時用“A”表示。 1.4 生活消防水系統(tǒng)工藝流程 澄清水箱過濾器蓄水池生活和低壓消防管網(wǎng)。 第 3頁 此部分包括3臺高效過濾器、蓄水池、清水泵至生活水池電動調節(jié)門、電動消防 泵及其出口電動門、穩(wěn)壓泵、柴油機及出口電動門、變頻泵、定速泵。畫面中模擬量 實時值顯示綠色表示正常，黃色報警。蓄水池液位柱狀顯示綠色表示正常，黃色表示 報警。變頻泵、定速泵狀態(tài)紅色旋轉表示運行，綠色表示停止。過濾器處于檢修、失 效、運行、反洗和備用五種不同狀態(tài)時，分別用五種不同顏色與之對應。另外其運行 和反洗時間畫面中有時鐘計時。 1.5 補給水系統(tǒng)自動控制程序概述 補給水處理系統(tǒng)由5臺活性碳過濾器，4臺高效過濾器,三套陰陽床（每套有一個 陰床，一個陽床及一個公用除碳器），六臺中間水泵，三臺混床，二套中和池，三套 酸堿計量系統(tǒng)組成。其主要工藝系統(tǒng)流程為：清水箱清水泵高效過濾器（四臺） 活性碳過濾器（五臺）陽浮床（三臺）除碳器（三臺）中間水泵（六臺） 陰浮床（三臺）混床（三臺）除鹽水箱（三臺）除鹽水泵（三臺）主廠房。 輔助設備包括生水加藥、酸堿部分、壓縮空氣系統(tǒng)及中和池。 其次，要了解所選擇的器件： 論文是利用OMRON CS1系列可編程序控制器，編譯PLC程序，實現(xiàn)電廠化學水程控 與生活水程控，并設計電氣回路及其控制回路的設計，在實驗室觀察PLC的外部結構， 了解PLC的性能，完成PLC硬件配置、軟件編程。 三、預計設計過程中可能遇到的問題以及解決的方法和措施 操作可分為現(xiàn)場操作和實驗室操作，在現(xiàn)場有具體的設備供我們操作，而在 實驗室內(nèi)有相應的仿真設備可使用， 如 PLC、 上位機監(jiān)控、 紫金橋等到一些應用軟件。 在設計過程中對于系統(tǒng)原理圖的分析、PLC 硬件配置畫的設計及一些圖的繪畫都有一 定的難度，對于出現(xiàn)的困難要及時解決，可與老師常溝通，經(jīng)常查一些書籍資料，也 要經(jīng)常上網(wǎng)查詢。 4進度計劃 第 3 周查閱文獻；分析題目研究現(xiàn)狀，學習基本理論。 第 4 周閱讀文獻、撰寫開題報告。 第 5 周 消化相關技術資料；英文文獻翻譯。 第 6 周監(jiān)控系統(tǒng)設計； 第 7-8 周Plc 程序設計; 第 4頁 第 9-11 周上機仿真；聯(lián)機調試 第 12-13 周整理仿真數(shù)據(jù)、圖表、測試電路。 第 14 周撰寫畢業(yè)論文、完成初稿。 第 15 周整理、完善論文； 第 16 周論文打印、裝訂、準備答辯。 5參考文獻 1 陳宗明電廠化學水處理控制系統(tǒng)的改造廣東：廣東電力出版社，2005.9 2 杜金城電氣變頻調速設計技術北京：中國電力出版社 2001 3 王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術北京：北京航空航天大學出版社 1996 4 安柳清化學水處理程控改造山東電力高等?？茖W校學報，2004.7(11):25 90 5 朱有輝變頻調速技術應用于恒壓供水：電氣時代 2004.8(10):2536 6 尤金.J.霍爾電氣電子工程英語 The language of Electrical and Electronic Engineering in English 美 7 鐵嶺發(fā)電廠化學水處理系統(tǒng)