大學(xué)水處理大學(xué)課程方案設(shè)計(jì)

1、目錄第 1 章 水處理控制系統(tǒng)11.1 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明11.2CAD 流程圖 2第 2 章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1 控制系統(tǒng)類型的選擇32.2I/O 端口的分配 42.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖62.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)7第 3 章 控制系統(tǒng)儀表選型93.1 檢測元件選型 93.2 執(zhí)行元件 10第 4 章 課程設(shè)計(jì)心得 18參考文獻(xiàn) 19附錄 20第 1 章水處理控制系統(tǒng)1.1 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明我國是個(gè)缺水的國家，人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4 。而且我國的水資源在時(shí)空和地域分布上的分布不均勻，更加重了實(shí)際的缺水情況。因此近些年來我國城市水

2、資源進(jìn)一步緊張，許多城市嚴(yán)重缺水。與此同時(shí)，水資源污染卻日益嚴(yán)重，因此許多工廠都建立自己的自來水處理廠，來改變目前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。我國城市污水處理事業(yè)是在80 年代初逐步發(fā)展起來的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。但是，與國外同期的工業(yè)污水處理廠相比較，始終存在效率低、自動化程度低、能耗高且運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。隨著全球能源供應(yīng)緊張和對自動化程度要求的不斷增加，我國的自來水處理廠必然向著高度自動化和無人職守的方向發(fā)展。環(huán)境保護(hù)問題日益成為影響和制約人類社會發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自

3、動化的自來水處理廠是解決供水問題的有效途徑 , 水處理已經(jīng)長了成了生活中不可或缺的的一部分。水處理是提供工業(yè)或民業(yè)用水的常用辦法 , 處理過程是通過濾池過濾 , 濾池工作一定時(shí)間就要進(jìn)行反沖洗 , 反沖洗過程要求按一定的時(shí)序控制風(fēng)機(jī)的啟停及各類的開與關(guān) , 閥門動作順序要求嚴(yán)格 . 某水源工程一期設(shè)計(jì) 8個(gè)濾池 , 每個(gè)濾池有 6個(gè)控制閥 , 而濾池的反沖洗過程要求同一時(shí)間不能有兩個(gè)濾池同時(shí)沖洗 , 采用手動控制時(shí)工人的勞動強(qiáng)度大 , 難免出現(xiàn)誤動作 , 對此特定的過程選用一定的可編程控制器進(jìn)行控制 , 經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠 , 效果良好。在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí) , 首先根據(jù)江水的渾濁度設(shè)置每個(gè)濾池沖

4、洗時(shí)間間隔 , 即設(shè)置計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)值 . 時(shí)間間隔過長易出現(xiàn)濾池大高液位現(xiàn)象 , 過短造成濾池沖洗過于頻繁 , 風(fēng)機(jī)啟動頻繁減少設(shè)備的使用壽命 . 投運(yùn)時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)江水的狀況設(shè)置時(shí)間間隔為 12h, 運(yùn)行效果良好 . 因在軟件設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮了邊界條件 , 可一次性將 8個(gè)濾池的手動開關(guān)打到自動狀態(tài) . 因每個(gè)濾池的沖洗周期均為12h, 同時(shí)切換為自動狀態(tài) , 會出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的濾池同時(shí)沖洗 , 程序中設(shè)置了自動優(yōu)選功能 , 做到每次只有一個(gè)濾池沖洗 , 保證運(yùn)行安全可靠。1.2 CAD 流程圖圖 1-1 CAD 流程圖第 2 章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 控制系統(tǒng)類型的選擇在控制

5、系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜( 需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等) ，工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理 ( 有數(shù)據(jù)運(yùn)算 , 模擬量的控制 , PID 調(diào)節(jié)等 ) ，系統(tǒng)要求有較高的可靠性，準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，所以使用 PLC 控制是很必要的。目前 , 國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多中系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面來考慮機(jī)型的選擇：1、對輸入 / 輸出的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的1520留出備量 (為系統(tǒng)的改造等留有余地 )后確定所

6、需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60； PLC 每個(gè)處處點(diǎn)的驅(qū)動能力也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)處處電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許處處電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。2、對存儲量的選擇對存儲容量只能作粗略的估算，在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字/

7、點(diǎn)+輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字/ 點(diǎn)來估算；計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器按 ( 35) 字/個(gè)估算；有運(yùn)算處理按 ( 510)字/ 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / 一路模擬量約需 ( 80100) 字左右的存儲容量來估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口200 字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50100留有裕量。對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有大量的裕量要大些。3、對 I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲 ( 一般在 23 個(gè)掃描周期 ) 等。對開關(guān)量控制系統(tǒng)， PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際

8、工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。4、根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或者晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但是繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降低、有隔離作用，價(jià)格相對較便宜，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活( 可交流，可直流 ) 且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交，直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。5、對在線和離線編程的選擇離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個(gè)CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程，監(jiān)

9、控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程服務(wù)，而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制，專用編程器屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU, 主機(jī)的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每個(gè)掃描周期末尾與編程器通信編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計(jì)算機(jī)并配置編程軟件，采用哪種編程方式應(yīng)根據(jù)需要決定。6、根據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC，上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能 ,

10、 目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。2.2I/O 端口的分配將 2 個(gè)模擬輸入信號 11 個(gè)開關(guān)信號輸入和 50 個(gè)輸出信號按各自的功能類型分配好，并與 PLC 的 I/O 端口一一對應(yīng)，編排好地址。為了敘述簡便，將一號濾池簡約 1#，其余的依次類推。列出外端 I/O 信號端地址編號對照表見表 2-1，表 2-2。表 2-1 輸入信號端地址編號對照編號功能X0液位傳感器X1壓力傳感器X2啟動按鈕X3停止按鈕X4進(jìn)水閥開關(guān)X5出水閥開關(guān)X6反沖閥開關(guān)X7排水閥開關(guān)X8氣路閥開關(guān)X9排氣閥開關(guān)X10啟動鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)X11啟動電動蝶閥表 2-2 輸出信號端地址編號對照編號功能編號功能Y11#進(jìn)水閥Y32

11、4#排氣閥Y21#出水閥Y335#進(jìn)水閥Y31#反沖閥Y345#出水閥Y41#排水閥Y355#反沖閥Y51#氣路閥Y365#排水閥Y61#排氣閥Y375#氣路閥Y7鼓風(fēng)機(jī) DY405#排氣閥Y10電動蝶閥 KY416#進(jìn)水閥Y112#進(jìn)水閥Y426#出水閥Y122#出水閥Y436#反沖閥Y132#反沖閥Y446#排水閥Y142#排水閥Y456#氣路閥Y152#氣路閥Y466#排氣閥Y162#排氣閥Y477#進(jìn)水閥Y173#進(jìn)水閥Y507#出水閥Y203#出水閥Y517#反沖閥Y213#反沖閥Y527#排水閥Y223#排水閥Y537#氣路閥Y233#氣路閥Y547#排氣閥Y243#排氣閥Y558

12、#進(jìn)水閥Y254#進(jìn)水閥Y568#出水閥Y264#出水閥Y578#反沖閥Y274#反沖閥Y608#排水閥Y304#排水閥Y618#氣路閥Y314#氣路閥Y628#排氣閥2.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖本次水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是自動與手動相結(jié)合的方法，通過上一章節(jié)的的分析外部輸入有2 個(gè)模擬信號和10 個(gè)開關(guān)信號組成，而外部輸出中有50 個(gè)輸出量，水處理控制系統(tǒng)的PLC 外接線圖如圖 2-1 所示：圖2-1 PLC外部接線圖本次設(shè)計(jì)中，開關(guān)SB1SB10 為手動開關(guān) .因?yàn)榭紤]到在實(shí)際的工作中有可能出現(xiàn)各種各樣的情況,例如 PLC 出現(xiàn)故障，計(jì)時(shí)器出現(xiàn)暫時(shí)無法恢復(fù)的問題,或者其他不可預(yù)計(jì)的

13、情況發(fā)生，PLC 無法正常進(jìn)行自動控制。這時(shí)配置手動開關(guān)就可以維持水處理系統(tǒng)可靠安全的運(yùn)行，并且在PLC 出現(xiàn)故障時(shí)可以起到檢測故障所在環(huán)節(jié)的作用。2.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)第 3 章控制系統(tǒng)儀表選型在現(xiàn)代化的凈水廠中，每一個(gè)生產(chǎn)過程總是與相應(yīng)的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測各工藝參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動或自動控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水處理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設(shè)備與設(shè)施得到更充分、合理的使用。同時(shí)，由于檢測儀表測定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進(jìn)行比較，發(fā)生偏差時(shí)，立即進(jìn)行調(diào)整，從而保證水處理質(zhì)量。根據(jù)儀表檢測的參數(shù)，能進(jìn)一步自動調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量，保證

14、水泵機(jī)組的合理運(yùn)行，使管理更加科學(xué)化，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測、 TodayHot 越限報(bào)警的功能，便于及時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的前提條件。所以在先進(jìn)的水處理系統(tǒng)中，自動化儀表具有非常重要的作用。3.1 檢測元件選型1、檢測儀表選配的一般要求：(1) 精確度：是指在正常使用條件下，儀表測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，誤差越小，精確度越高。生產(chǎn)過程物理檢測儀表的精確度為 ±1%，水質(zhì)分析儀表的精確度為 ±2%(測高濁水的濁度儀的精確度為 ±5%)。(2)響應(yīng)時(shí)間：當(dāng)對被測量進(jìn)行測量時(shí)，儀表指示值總要經(jīng)過一段時(shí)間才能顯示出來，這段時(shí)間即為儀表的響應(yīng)時(shí)間

15、。一只儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的情況，是很重要的指標(biāo)。對水質(zhì)分析儀表要求的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不超過3min。水處理系統(tǒng)技術(shù)中自動化儀表的應(yīng)用(3)輸出信號：儀表的模擬輸出應(yīng)是420mADC 信號，負(fù)載能力不小于600。(4)儀表的防護(hù)等級應(yīng)滿足所在環(huán)境的要求，一般應(yīng)不低于IP65，用于藥劑投加系統(tǒng)的檢測儀表要求能耐腐蝕。(5)四線制的儀表電源多為220VAC、 50Hz，兩線制的儀表電源為24VDC 。(6)現(xiàn)場監(jiān)測儀表宜選用數(shù)顯儀。(7)儀表的工作電源應(yīng)獨(dú)立，不應(yīng)和計(jì)算機(jī)共用電源，以保證發(fā)生故障和檢修時(shí)電源互不干擾，使各自都能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。(8)為使計(jì)算機(jī)能檢測到電壓互感器和電流互感器的異常信

16、號并報(bào)警，設(shè)計(jì)選配的電壓及電流變送器的輸入信號應(yīng)比電流及電壓互感器大，即分別為06A 及 0 120V。應(yīng)選擇能夠提供可靠服務(wù)和有豐富經(jīng)驗(yàn)的儀表生產(chǎn)廠商。2、水位測量選擇液位計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：測量對象，如被測介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等；測量和控制要求，如測量范圍、測量 ( 或控制 )精確度、顯示方式、現(xiàn)場指示、遠(yuǎn)距離指示、與計(jì)算機(jī)的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。3、流量測量流量測量分為兩種，一種用于流量檢測，參與過程控制，以達(dá)到提高生產(chǎn)自動化水平，改善生產(chǎn)工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。另一種用于流量的計(jì)量，不僅計(jì)量產(chǎn)品的產(chǎn)量，還是供水企業(yè)

17、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算的依據(jù)。在供水企業(yè)最主要的 8項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，有 3項(xiàng)指標(biāo)是以流量計(jì)測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。流量計(jì)的選型應(yīng)考慮以下因素：(1) 任何型號的流量計(jì)都必須有國家計(jì)量部門檢定的證書方可選用。(2)流量計(jì)本身的壓力損失要小。(3) 根據(jù)行業(yè)要求，流量計(jì)的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級。(4) 安裝現(xiàn)場條件應(yīng)滿足所選流量計(jì)對直管段的要求。(5) 所選流量計(jì)應(yīng)能適應(yīng)安裝現(xiàn)場環(huán)境條件如溫度、濕度、電磁干擾等。(6)所選流量計(jì)應(yīng)能適用于待測的液體介質(zhì)。4、顯示儀表的選用一般凈水廠工程多選用智能化顯示儀表，其功能齊全，能進(jìn)行數(shù)字信號處理，實(shí)現(xiàn)控制功能，而且測量值以液晶顯示，操作方便，可以保存數(shù)據(jù)，具有自診

18、斷功能。雖然與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，它的優(yōu)勢沒有完全發(fā)揮出來，而被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所取代，但在目前凈水廠的建設(shè)中，使用智能化的顯示儀表作為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)未調(diào)試投運(yùn)階段或發(fā)生故障時(shí)的輔助儀表，也能滿足現(xiàn)場控制、顯示的要求。在某些情況下，同時(shí)需要本地顯示與遠(yuǎn)程傳送，此時(shí)不宜采取信號串聯(lián)方式，而應(yīng)采用信號分配器，即 1路輸入，兩路輸出，一路輸出送顯示儀表，另一路輸出可輸入 PLC，如常用的 WS15242。3.2 執(zhí)行元件執(zhí)行元件在系統(tǒng)中有著不可忽略的作用，在該系統(tǒng)中，流量閥和調(diào)節(jié)閥發(fā)揮著重要作用，兩個(gè)閥的設(shè)計(jì)和計(jì)算也成為極其重要的一部分。1 、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)及計(jì)算程序設(shè)計(jì)所謂“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”就是他們的結(jié)構(gòu)、

19、尺寸和技術(shù)條件都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)計(jì)算步驟和方法都經(jīng)過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)而有統(tǒng)一規(guī)定。按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置，不必經(jīng)過個(gè)別標(biāo)定就可以使用。在 GB/T2624-1993 中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有以下幾種：1) 標(biāo)準(zhǔn)孔板：角接取壓；法蘭取壓；徑距取壓（ D-D/2 ）。2) 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴： ISA1932 噴嘴；長頸噴嘴。3) 文丘里管：文丘里噴嘴；經(jīng)典文丘里管。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖如下圖 3-1 所示：D 20,P,qmP,t,e,DD=D 201+D(t-20)ReD=4 gm令： A Z= ReDD設(shè)： X n=A z/(eC) ( 當(dāng) n=1,2 時(shí) )1=X 12/(1+ X 12 )0.

20、25 C 用公式18e 用公式 19D =A z-X nCX m=X m+1 -e-1X m+1-X m-2/m+1-m-2A2X 2C <=5*10 -10A2d=D(X n22 )1X ndd20=1d (t20)圖 3-1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)如下所示：位號： FI2535工作介質(zhì)：純水取壓方式：法蘭取壓孔板3工作壓力： 0.7MPa 工況粘度： 199×10-6 Pa.S管道內(nèi)徑： 80mm 最大流量： 30000kg/h管道材質(zhì)： 20#鋼節(jié)流件材質(zhì)： 1CR18NI9TI（ 1）輔助計(jì)算求工況下的管道直徑DD20 1D (t20)80 1

21、0 31 0.00001116 (43 20)0.08mD 20 管道內(nèi)徑D 管道材料熱膨脹系數(shù)t 被測介質(zhì)溫度 計(jì)算差壓上限再根據(jù)公式 qmC41 d 2 2 P 1 計(jì)算 P14其中 C=0.6, 1 =1,=0.5,d= D 20 × ， qm 代 8.3000Kg/s，全部代入得P =58121.29Pa因 國 產(chǎn) 差 變 的 系 列 值 為1.0 ， 1.6 ， 2.5 ， 4.0 ， 6.0 × 10n ， 取P =100000.00Pa 求雷諾數(shù)Re4 gmD48.33.140.0819910 60.66106g m 最大質(zhì)量流量工作狀態(tài)下粘度求 A2P=0.

22、1MPaA2ReD2P19910 60.661060.0820.110 6926.0120.12064（ 2）初值計(jì)算求 1設(shè)： C0C0.606001X 1A20.120640.201C00.6X 120.251 1 X1220.250.2010.409120.201求1110.410.3514PP10.410.350.028010.1 1061.2760.1 1060.671求 C1C1 0.59590.031212 .10.1840 180.002912.5 ( 106)0 .752.2861 (11 )0.8560ReD11443DD0.751060.59590.03120.4092.

23、10.184080.00292. 50.4090.4090.661062.2860.4094 (10.4094 ) 10.85600.40930.080.080.73451A2X1C1 10.120640.201 0.7345 0.6710.02158精確度判斷所以1E1A2=0.17888（ 3）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第二個(gè)假定值X2X2= A2=0.2541489676C11X 220.252 =21X 2=0.49630472082 =1C2 =0.5959+0.0312 22.10.1840 28+0.0029 22.51060.75/ ReD=0.6041854730因此2 =A2 X2

24、 C22=-0.0000051122所以 E20.0000332936（ 4）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第三個(gè)假定值X 3 ，利用快速收斂弦截法公式（n=3起用）X3X22X 2X1 =0.254140598121X 320.2531 X32=0.49629704453 =1C30.5959 0.03122.10.184080.00292.5106 / R0.75 =0.6041852546333eD因此3A2X3C3 3=0.0000000002所以E30.0000000005由于E3 =0.0000000005精確度達(dá)到要求。2、調(diào)節(jié)閥的選型及設(shè)計(jì)（ 1）調(diào)節(jié)閥的選型調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，是執(zhí)行器的主

25、要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。調(diào)節(jié)閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力，調(diào)節(jié)閥可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體介質(zhì) ( 如油等 ) 壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型調(diào)節(jié)閥等。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。提供調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選次序如下：全功能超輕型調(diào)節(jié)閥蝶閥套筒閥單座閥雙座閥偏心旋轉(zhuǎn)閥球閥角形閥三通閥隔膜閥。在這些調(diào)節(jié)閥中，我們認(rèn)為應(yīng)該盡量不選用隔膜閥，其理由是隔

26、膜是一個(gè)極不可靠的零件，使其隔膜閥也成為了可靠性差的產(chǎn)品。（ 2）調(diào)節(jié)閥的口徑計(jì)算調(diào)節(jié)閥的口徑選擇時(shí)由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C 值決定的。流量系數(shù)C 的定義為 :在給定的開度下，當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度1g/cm3 時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的體積流量數(shù)即位在該開度下流量系數(shù)，其單位為 3m/h。同理，在上述條件下，在調(diào)節(jié)閥最大開度下流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的體積流量數(shù)即為最大開度下的流量系數(shù)。該流量系數(shù)即為該調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)。由制造廠作為調(diào)節(jié)閥的基本參數(shù)提供給用戶。調(diào)節(jié)閥系數(shù) C 表示調(diào)節(jié)閥容量的大小，是一個(gè)表示調(diào)節(jié)閥流通能力的參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù) C 又稱為調(diào)節(jié)閥的流通能力。從調(diào)節(jié)閥的流量

27、系數(shù)C 的具體計(jì)算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：最大體積流量或質(zhì)量流量正常體積流量或質(zhì)量流量正常情況下調(diào)節(jié)閥上的壓降閥前壓力正常情況下的閥阻比液體密度11 液體的運(yùn)動粘度12 介質(zhì)臨界壓力13 閥入口溫度下介質(zhì)飽和蒸汽壓力14 閥上游管道直徑和閥下游管道直徑調(diào)節(jié)閥計(jì)算原始數(shù)據(jù)位號： LIC2307工作介質(zhì)：軟化水單座閥：操作溫度： 140工況密度： 926.012Kg/m3閥前壓力： 0.7MPa工況粘度： 199×10-6 Pa.S閥后壓力： 0.6MPa 最大流量： 30000kg/h管道內(nèi)徑： 80mm 飽和蒸汽壓力 P=0.016MPa調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)kv ，是調(diào)節(jié)閥的重

28、要參數(shù)，它反映調(diào)節(jié)閥通過流體的能力，也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)kv 的計(jì)算，就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，必須正確計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)kv 值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)kv 的定義如下，在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為 10pa，流體的密度為1g/cm，額定型城市流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h 或 t/h 的流量數(shù)。選定調(diào)節(jié)閥的類型并以此查表得到壓力恢復(fù)系數(shù)，根據(jù)已知條件可選但做法，壓力恢復(fù)系數(shù)f =0.90：判別式：Pf （P1F fPV）0.9(7000.6816)620KPa經(jīng)此判斷此液體為非阻塞流計(jì)算公式： Kv 10QL1030000=3 105式中：f 壓力恢

29、復(fù)系數(shù)Ff流體臨界壓力比系數(shù)，F(xiàn) f0.960.28=0.68PV閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓（絕對壓力），kPaPC 流體熱力學(xué)臨界壓力（絕對壓力），kPaP2QL 液體流量Kg / h 液體密度 Kg / m3P 閥前壓力（絕對壓力）kPa1P2 閥后壓力（絕對壓力）kPa計(jì)算出 Kv 后，通過查表就可求出調(diào)節(jié)閥的口，也可通過：C10Q1032.4(PP)12926.012926.012100985.96式中：Q流體體積流量 被測介質(zhì)工況密度P1 閥前壓力閥后壓力根據(jù)需要對 C 值進(jìn)行雷諾數(shù)修正計(jì)算調(diào)節(jié)閥雷諾系數(shù)：QRed70700v C7070032.419910 6985.960.3

30、67109式中： Q-液體體積流量V- 運(yùn)動粘度由 C 0.0164 d 2則 d 245mm結(jié)論：選定單座閥（ JP），取為選定口徑 245mm，非阻塞工況，不作噪聲預(yù)估 , 氣開閥。第 4 章課程設(shè)計(jì)心得通過本次課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步了解了PLC, PLC 作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn) , 在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用 ,在自來水處理中也得到一定程度的推廣，而且在其穩(wěn)定性、高自動化程度的不斷加強(qiáng)，使得其成為城市自來水處理自動化方面的首選。環(huán)境保護(hù)問題日益成為影響和制約人類社會發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動化的自來水處理廠是解決供水問題的有效途徑。用 PLC 設(shè)計(jì)的自控系統(tǒng)在某自來水處理廠投入使用以來，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，并改善了操作人員的工作環(huán)境。設(shè)備具有調(diào)試簡單、操作方便、使用安全、運(yùn)行可靠、效率高、故障率低，污水處