旋转式滤水器PLC控制系统设计

哈尔滨职业技术学院印制1摘要水电厂滤水器的正常运行是保证水电厂技术供水系统设备安全运行的一项重要内容，根据水电厂水源的实际情况，选择一种可靠性高和适应实际水质情况的滤水器，是水电厂技术供水系统运行可靠的保证。目前，我国部分水电厂滤水系统不能有效排污。特别是夏季暴风雨季节，水中污物更加突出，再加上近年来越来越多的塑料瓶、袋等杂物的增多，给电厂安全经济运行造成困难，机组人员需经常进行人工清理，不但造成经济损失，而且增加了工人的劳动强度。旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。关键字：PLC控制；西门子S7-200；自动控制；滤水器；排污。哈尔滨职业技术学院印制2目录绪论.............................................................3一、系统总体方案设计.......................................................................错误!未定义书签。（一）整体机构.....................................错误!未定义书签。（二）机械结构.....................................................5（三）滤水机构.....................................错误!未定义书签。（四）执行机构............................................................................................................5（五）排污机构............................................................................................................6（六）操作单元............................................................................................................6（七）保护装置............................................................................................................6（八）控制要求............................................................................................................7二、旋转式滤水器系统设计................................................................................................9（一）主电路设计........................................................................................................9（二）交流控制系统设计...........................................................................................10（三）主要参数计算...................................................................................................10（四）操作说明及注意事项.....................................................................................11三、PLC控制系统设计.......................................................................................................12（一）PLC的工作原理................................................................................................12（二）输入采样阶段...................................................................................................12（三）用户程序执行阶段...........................................................................................12（四）输出刷新阶段..................................................................................................12四、PLC程序设计..............................................................................................................15（一）程序流程图......................................................................................................15（二）PLC程序梯形图...............................................................................................16附录1PLC程序语句表............................................................................................19附录2旋转式滤水器控制系统元器件目录表.......................................................23结论.........................................................................................................................25参考文献.............................................................................................................................26致谢......................................................................................................27哈尔滨职业技术学院印制3绪论旋转反冲洗式滤水器分为手动旋转反冲洗型滤水器、电动旋转反冲洗型滤水器及全自动反冲洗型滤水器、滤网。在火力发电厂、水电站、钢铁冶炼、石油化工、印染造纸等企业的供用水管道上，由于从江河湖海中取水的水源不同，所以在水中存在着各种各样的杂质如：工业废弃物、浮草、鱼虾、田螺等。供水系统的管道前，一般都采用了一次滤网进行处理。但处理后的水质中仍存在着一些体积较小的杂物，如：小颗粒状的悬浮物、泥沙、田螺等。当它们在供用水系统中聚集到一定程度而不清除时，将导致通流面积减少，最终导致堵塞，严重时造成停机，尤其对安全运行构成极大威胁。所以在大管径的管道上设置二次滤网，而在内冷循环水小管径的管道上设置工业滤水器、净水器是很有必要的。优点（1）外型尺寸小，便于现场的布置和安装。（2）网板材质及结构最大限度提高水流的过流面积，有效减少滤网水阻，保证运行可靠不发生卡、堵、塞现象,大大延长了滤网。（3）滤网采用3-6mm不锈钢板整体冲压成形，网芯应能承受150kPa的差压，而不变形、不损坏。具有工作寿命长、耐腐蚀、不生锈、表面光洁、不结垢的特性。应用领域火力发电厂、水电站、石油化工、钢铁冶炼、印染、造纸纺织等各工矿企业循环冷却水系统，热网水系统及其它供用水管道上。哈尔滨职业技术学院印制4一、系统总体方案设计后的水从出水口流出，当水中杂质通过网芯时，由于体积大于网芯孔，而被截留旋转式滤水器接入管道系统后，水就会从进水口进入滤水器，过滤在网芯上，当聚积到一定数量时，即造成进水口和出水口有一定压差。这时可转动网芯进行自动反冲洗，杂质将会从排污口自行排出。旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm3以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。旋转式滤水器主要由转动轴、定位杆、支架壳体、网芯、进水口、出水口、排污口等组成一般水质为淡水型的，滤网和内部主要部件为不锈钢材质。网芯中的网孔用冲床一次制成，具有耐腐蚀、不生锈，表面光洁、不易结垢的特性。机械部分由五部分组成，分别为滤水机构、执行机构、排污机构、操作单元、保护装置（一）整体结构在旋转式滤水器设计中，一个主要的问题就是污物的有效排放，这里采用两台电机：主电动机（滤水器电动机）和排污电动机（控制排污阀的开关）配合来完成此功能。总结构如图1-1所示。系统的输入包括压力差信号输入和方式选择输入等，滤水器有进水口、出水口、排污出口，与系统进出水口相衔接的部分不再赘述。哈尔滨职业技术学院印制5图1-1旋转式滤水器控制框图（二）机械结构旋转式滤水器主要由转动轴、定位杆、支架壳体、网芯、进水口、出水口、排污口等组成一般水质为淡水型的，滤网和内部主要部件为不锈钢材质。网芯中的网孔用冲床一次制成，具有耐腐蚀、不生锈，表面光洁、不易结垢的特性。机械部分由五部分组成，分别为滤水机构、执行机构、排污机构、操作单元、保护装置。（三）滤水机构主要由机壳，滤芯组、旋流子、进出水室、法兰等部件组成。其工作过程是：水流经人口管进人人口水室，再由水室分配至各滤芯单元过滤，将水中的大颗粒杂质滤掉后，由滤芯内流向滤芯外的环形集水室，再经出水管送至各冷却器，杂物留在各滤芯单元内。（四）执行机构由驱动电机、减速器、定位锁紧装置、排污电机及相关部件组成，其作用是按照控制台发来的指令，完成预定的动作，使滤芯旋转一定角度或开关排污阀门。哈尔滨职业技术学院印制6（五）排污机构排污机构由排污台、旋流子、支架、排污管及排污阀等组成。当需要排污时，转动滤芯，进行反冲洗。当打开排污阀门时，排污单元内水流改变方向，从环形水室及相临单元滤芯内进人排污单元滤芯内。当反向流人的冲洗水进入排污单元滤芯时，被旋流子改变方向，形成一束旋流水束，将壁面杂物冲出排污单元滤芯，并经排污门排出，直到壁面洁净为止。（六）操作单元可使整个滤水器实现自动或人工反冲洗，及除杂排污。设自动时可进行定时自动和差压