水处理超滤装置控制系统的设计

I目录摘要............................................................................................................................IAbstract………………………………………………………………………...II1DCS系统在水处理中的应用..............................................................................11.1DCS控制系统的简述......................................................11.2DCS在水处理中的应用....................................................42工艺流程及控制要求.........................................................................................62.1课题设计工程背景及动态..................................................62.2工艺流程及控制要求......................................................63系统控制程序设计...........................................................................................103.1组态软件...............................................................103.2控制程序设计及要求.....................................................174系统的运行及调试...........................................................................................224.1人机界面设计...........................................................224.2运行及调试............................................................255总结.....................................................................................................................32致谢.........................................................................................................................33参考文献.................................................................................................................34附录.........................................................................................................................35I水处理超滤装置控制程序设计摘要：超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。本设计为水处理超滤装置控制程序设计，主要是采用运用Wonderware公司InTouch软件来设计人机界面以显示阀门的阀检状态和开车/停车等按钮，通过组态设计实现操作员对下位机的操作，以达到预定的控制要求。并运用4-mation组态软件编写的顺序控制程序（SFC）对系统进行控制，实现了装置中阀门有序的开/停。本设计说明书首先介绍了DCS系统在过程控制，特别是在水处理中的应用，其次重点根据本设计课题工艺流程及控制要求，对系统使用4-mation软件进行组态来完成预定的控制要求（运用顺序功能语言SFC），然后叙述了用InTouch设计好人机界面后对系统进行运行和调试，调试运行结果表明了系统运行的方便灵活。关键词：超滤装置；水处理；顺序控制；程序设计IIControlProgrammingforUltrafiltrationWaterTreatmentDeviceAbstract:Ultrafiltrationmembraneseparationprocessprincipleisalsoaprincipleactivityofmembraneultrafiltrationusingapressureintheexternaldrivingforce(pressure)interceptthewaterundertheactionofcolloidalparticlesandtherelativelyhighmolecularweightmaterial,whilewaterandsmallsoluteparticlesthroughhadmembraneseparation.Whendealingwiththeroleofthewaterbymeansofexternalpressuretoacertainflowratethroughthemembranesurface,largerthanthemembraneparticles,largemoleculessuchasscreeningeffectsareinterception,sothatthewaterisclean.Thatis,whenthewaterthroughthemembrane,thewatercanberemovedwithmostofthecolloidalsilica,eliminatingthelargeamountoforganicmatter,etc..ThisisadesignofcontrollingsystemforreverseUltrafiltration(UF)deviceofwaterdisposing.MainlyadopttheSequentialFunctionChartslanguage(SFC)controlthesystem,whichdesignedin4-mationconfigurationsoftware.Itrealizethatvalvesisonandoffinsequenceinthereverseosmosisdevice.AndIdesigntheMan-Machineinterface(MMI)torevealthestatusofvalvechecked,thebuttonofbeginningmachineorstoppingmachineusingInTouchsoftware(designedbyWonderwarecompany).Operatoralsocanhandlethesubordinatecomputerusingthoseconfigurationdesigns,soastoarriveatthecontroldemand.ThemanualofthisdesignintroducestheDCSsystem,whichisappliedintheprocesscontrol,especiallyinthewaterdisposing.Andthenitspecifyaccordingtothesystemreachatthecontroldemandusing4-mationsoftwaretomaketheconfiguration(usingtheSequentialFunctionChartslanguageSFC).Finally,itexplainstheMan-Machineinterfacecanbedesignedtorunanddebug,usingInTouchsoftware.Theresultsofrunninganddebuggingindicatethesoftwaresystemrunwell.Keywords：Ultrafiltrationdevice；Watertreatment；SequentialControl；ProgramDesign11DCS系统在水处理中的应用1.1DCS控制系统的简述随着计算机技术、通讯技术的发展，DCS产品不断升级换代，至今最新一代DCS由高速实时数据网络和人机接口站(MMI)与分散处理单元(DPU)三大部分组成，是一套融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品[1]。从70年代中期,第一代集散控制系统问世至今，由于它出从的优越性,被广泛应用在石油化工冶金、炼油、电子等各行各业，发展前景广阔。集散控制系统的发展至今经历了四个时期：1975~1980年为初创期，1980~1985年为成熟期，1985年以后为扩展期,90年代进入网络开放期。初创期DCS已具备集散控制系统的三大组成部分，即分散控制装置，操作装置和数据通信系统，并融入4C技术。DCS的通信系统只是轮流询问方式。当时产品有HONEWWLL公司TDC2000，TAYLOR公司的MOD3，FOXBORO公司的SPECTROM，横河公司的YEWPACKMARKⅡ等等。进入80年代，随着半导体技术、显示技术、网络技术和软件技术等高新技术的发展，集散控制系统的发展进入成熟期。第二代集散控制系统主要是系统硬件和软件的不断更新，体现在系统功能得到扩大或增强，如控制算法扩充，常规与顺序控制、批量控制相互结合；操作、管理及监视范围的扩大，提高了综合管理信息的能力；显示屏分辨率及色彩的提高；多个微处理器技术和冗余技术的应用发展；特别在数据通信方面采用局域网络，由主从式星型网络转变为对等式的总线网络通信或环网通信，扩大了通信范围，提高了转送速率。第二代的DCS产品有HONEYWELL公司的TDC3000、TAYLOY公司MOD300、日本横河公司的CENTOM系统（A型、B型、D型）等等[2]。1987年美国FOXBORO公司推出I/AS集散控制系统，标志着集散控制系统由成熟期进入扩展期。它的主要改变是局域网络方面，I/AS系统采用的光带网和窄宽网符合国际标准组织的ISO的OSI开放系统互联的参数模型，因此，符合开放系统的各个制造厂的产品可以互连、互通信以及进行数据转换，第三方软件也可应用，改变了过去DCS各厂自成系统的封闭结构，集散控制系统由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开发。第三代DCS的产品有HONEWELL公司的带有UCN网的TDC3000，日本横河公司的带SV-NET网的CENTUMCS、CENTUMXL、CENTUMµXL等。2进入扩展期的集散控制系统，其网络通信功能增强了，并将过程控制、监督控制和管理调度更有机的结合起来，在控制功能方面不仅有常规、顺序很批量控制的综合，而且增加了自适应、自整定、优化等控制算法，同时采用了专家系统、MAP（制造自动化技术）标准以及表面安