毕业设计（论文）-基于PLC移动罩冲洗滤池控制设计.doc

成都理工大学工程技术学院毕业论文 基于基于 PLCPLC 移动罩冲洗滤池控制设计移动罩冲洗滤池控制设计 作者姓名 专业名称 自动化 指导教师 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 I 摘要摘要 人们日常生活离不开水 水质的好坏直接影响着人们的生 活质量 在水厂对处理和净化水质过程中的滤池清洗环节 是 将水中的沉淀物和颗粒物进行清除 而在生活用水的生产中 对水的生产也进入了快速性 准确性的时代 论文介绍了如何利用组态软件 RSview 开发移动罩冲洗滤池 的监控程序 利用 AB 公司的 RSlogix5000 PLC 和电气控制设 备开发移动罩冲洗滤池的污水处理自动控制系统 此套系统具 有完善先进的技术 在控制方面 分手动和自动 在日常运行 时 可由上位机自动操作 能做到现场无人化控制 在上位机 故障的时候 手动状态的设计可在现场操作 保障了生产的继 续运行不中断 移动罩的运行过程中 具有各种报警系统 如 接近开关没有信号 漏格冲洗 都会向上位机产生报警 能及 时通知维修人员进行维修 此系统相对于过去的完全由现场操 作的控制具有工作可靠 自动化程度强等优点 减少生产的劳 动强度 提高生产效率等特点 关键词关键词 PLC 移动罩 滤池 组态 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 II Abstract The daily life of people from the boiling water the water quality directly affects people s quality of life In water treatment and purification of water quality in the process of the filter cleaning link will precipitate in water and particulate removal While in the living water production water production has entered a rapid accuracy of the era The paper introduces how to use the configuration software RSview development of mobile cover washing filter control procedures using AB s RSlogix5000PLC and electrical control equipment for the development of the movable hood washing filter sewage treatment automatic control system This system has advanced technology in the aspects of control manual and automatic in daily operation by the computer automatic operation can do the scene unmanned control the computer failure the manual states design in the field operation guaranteeing the production to continue running without interruption movable hood during operation with a variety of alarm system such as a proximity switch no signal leakage flushing will to the PC to produce an alarm can notify the repair personnel to repair This system to the past completely by field operation control has the advantages of reliable work high degree of automation and other advantages reducing the production of the labor intensity improve the production efficiency and other characteristics Keywords PLC movable hood filter configuration 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 III 目录目录 摘要 I ABSTRACT II 目录 III 前言 1 1 生产工艺介绍 2 1 1 水厂生产总工艺介绍 2 1 2 移动冲洗罩滤池概述 3 1 3 水厂移动罩滤池介绍 4 2 硬件设计及安排 5 2 1 控制柜安装及布线 5 2 2 接近开关应用设计 6 2 2 1 接近开关概述 6 2 2 2 接近开关的选用 7 2 2 3 接近开关的设计应用 7 2 3 行程开关应用设计 8 2 3 1 行程开关概述 8 2 3 2 行程开关的设计应用 8 2 4 就地控制柜设计 9 2 5 模块的选择及设计 11 3 PLC 控制设计 13 3 1 AB PLC 简介 13 3 1 1 PLC 的定义 13 3 1 2 AB 公司的 PLC 分类 13 3 1 3 编程软件 14 3 1 4 AB PLC 的实践应用 14 3 2 滤池工艺控制设计 14 3 2 1 快速集中反冲洗 15 3 2 2 单侧循环反冲洗 15 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 IV 3 3 流程图绘制 17 3 4 AB PLC 网络通讯 19 3 4 1 EtherNet 网络通讯 19 3 4 2 CotrolNet 网络组态 20 3 4 3 DH 网络组态 21 3 4 4 水厂网络组态 22 3 5 RSVIEW应用设计 23 总结 27 致谢 28 参考文献 29 附件 1 PLC 程序 30 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 1 前言前言 人们日常生活离不开水 水质的好坏直接影响着人们的生 活质量 在水厂对处理和净化水质过程中的滤池清洗环节 是 将水中的沉淀物和颗粒物进行清除 而在生活用水的生产中 对水的生产也进入了快速性 准确性的时代 对滤池的冲洗有 很多方法 如澄清滤池 澄清滤池是澄清池和滤池的有机结合 即在澄清池的清水区架设一滤层 称薄滤层 把混合 反应 沉淀 过滤等工序集中在一个构筑物内 有虹吸滤池 虹吸滤 池是利用滤池本身的出水水头进行反冲洗的滤池 有气浮滤池 气浮滤池对处理受污染的地表水 对高浊度 低温低浊度以及 含藻类水质处理 具有良好的效果 还有三层滤料滤池 三层 滤料滤池上层为大粒径的轻质滤料 中层为中粒径的石英砂 而下层为重质滤料 其中移动冲洗罩滤池 40 年代后期 美国 Handing 公司首先提出了在一只滤池中分成若干长条小路 利用 装在移动桁车上的冲洗泵和排水泵对各滤池依次冲洗 而未被 冲洗 保持持续过滤的滤池 称为 Hardinge 移动冲洗罩滤池的 特点是 1 滤池的冲洗水量由工作滤格的过滤水供给 不需另 设冲洗塔或冲洗水泵 而且各滤格共用一套冲洗设备 简化了 滤池构造 2 滤池各格顺序进行冲洗 不会出现全部滤层处于 最大积污情况 因而所需期终水头损失要比其它各类型滤池小 3 一般池深较浅 土建构造简单 故基建投资较省 造价约为 普通快滤池的 65 80 而且占地面积少 节约能源消耗 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 2 1生产工艺介绍生产工艺介绍 1 1水厂生产总工艺介绍水厂生产总工艺介绍 水六厂是成都市自来水总公司的主力水厂 日设计供水能 力为 60 万立方米 占成都市供水能力的 60 70 分为一 二 三期工程建成 每期的日设计供水能力为 20 万立方米 六厂坐 落于成都市郫县三道堰境内 是一座重力流水厂 取水和送水 均无泵房 取水头部距离厂 2 公里 高差 1 1 米 厂距成都市 27 公里 高差 60 米 水六厂水源取自都江堰下游的徐堰河和柏条河 原水水质 较好 常年原水平均浊度一般稳定在 50NTU 左右 氨氮含量在 0 1mg l 左右 夏季洪水季节浊度最大可达 6000 7000NTU 氨氮 含量最大达 2 0mg l 水六厂目前设有取水枢纽 两座 一用一备 配水网室和 配水井 各一座 沉砂池 共 12 座 机械加网格絮凝池 4 座 网格絮凝池 4 座 机械絮凝池 4 座 斜管沉淀池 12 座 移动罩滤池 8 座 共 240 格 过滤面积为 2400m2 气水反冲滤池 4 座 24 格 过滤面积为 1152m2 清水池 6 座 水六厂制水工艺采用的是常规的处理方式 予沉 混合絮凝 沉淀 过滤 消毒 在沉砂池后的混合池投加碱式氯化铝 年 平均投加量为 33kg km3 原水经处理后 沉淀水浊度控制在 1 4NTU 滤后水浊度 等同出厂水浊度 0 5NTU 水六厂一 二期采用的是液氯消毒的方式 在过滤后投加氯水进行消毒 以杀灭出厂水中的致病微生物和细菌等 保证出厂水水质 一 二期出水指标细菌小于 100 个 毫升 大肠杆菌小于 3 个 升 余 氯 0 3 0 7mg l 另外 还在沉砂池前预先投加液氯以抑制构筑物 内苔藓类植物的生长 三期目前采用氯胺消毒的方式 在沉淀 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 3 池后滤池前加氨 滤池后加氯 三期出水指标细菌小于 3 个 毫 升 大肠杆菌小于 3 个 升 总氯 0 8 1 5mg l 同时 各期出厂 水的其他一切化学指标和毒理学指标均符合国家标准 1 2移动冲洗罩滤池概述移动冲洗罩滤池概述 40 年代后期 美国 Handing 公司首先提出了在一只滤池中 分成若干长条小路 利用装在移动桁车上的冲洗泵和排水泵对 各滤池依次冲洗 而未被冲洗 保持持续过滤的滤池 称为 Hardinge 滤池 自 1958 年开始采用 美国最大的单池产水量达 15 万 m3 d 1969 年日本介绍了部分过滤 部分冲洗型的 EE 型 滤池 Easy and Carriage fieter 即将一座长条形滤池分成若干 正方形小格 上设移动冲洗罩 连续对每格进行反冲洗 1975 年南通市自来水公司设计和建成了我国第一座移动冲洗罩滤池 设计水量为 120 m3 h 单格面积为 1 21 共一组一行 10 格 采用泵吸式移动冲洗罩滤池 1979 年 上海市政工程设计院在 上海长桥水厂扩建工程中 对泵吸式移动冲洗罩池 改进为虹 吸式排除冲洗水方式 并采用程序控制器配套使用 使运行自 动化 移动冲洗罩滤池在推广过程中从单一型式发展成多种型 式 应用地区已从华东 中南 华南地区 扩大发展到华北 东北 西南等地区 移动冲洗罩滤池的特点是 滤池的冲洗水量由工作滤格 的过滤水供给 不需另设冲洗塔或冲洗水泵 而且各滤格共用 一套冲洗设备 简化了滤池构造 滤池各格顺序进行冲洗 不会出现全部滤层处于最大积污情况 因而所需期终水头损失 要比其它各类型滤池小 一般池深较浅 土建构造简单 故 基建投资较省 造价约为普通快滤池的 65 80 而且占地面 积少 节约能源消耗 1 3水厂水厂移动罩滤池介绍移动罩滤池介绍 六厂一 二期滤池采用的是移动罩滤池 共有 8 组 单池 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 4 分为 30 小格 面积 3 16 3 16m2 滤池采用双层滤料 下层石英 砂 粒径 0 5 1 0mm 厚 400mm 上层无烟煤 粒径 0 8 1 6mm 厚 300mm 滤池反冲洗采用高强度水反冲洗的方式 水反冲洗强度约 15 18l s 滤池滤速为 7 8m h 运行周期 24 小 时 滤池反冲洗时间和停等时间均设有三种模式 可根据滤池 运行情况和滤前水水质情况进行调整 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 5 2 硬件设计及安排硬件设计及安排 2 1 控制柜安装及布线控制柜安装及布线 控制柜是 为实现手动控制操作提供操作界面 同时在控 制柜中安装需要对设备控制的 PLC 交流接触器 热继电器 小型变压器 接线端子排等 控制柜可以安装在冲洗滤池旁边 户外 也可以安装在监控室内 如果安装在户外 对冲洗滤 池现场调试和设备检修时比较方便工作人员进行调试和设备检 修 但是对控制设备的寿命影响非常大等 安装在监控室内可 以解决这一点 所以基于对设备寿命等因素考虑 本设计选择 控制柜安装在监控室内 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 6 图 3 1 移动罩电气图 如图 当 1KM1 接通时 电机启动 行车正行启动 当 1KM2 接通时候 电机反转 行车反行启动 当 2KM 接通时 虹吸潜泵电机接通 虹吸潜泵启动 抽真空 当 3KM 接通时 反冲水泵电机接通 进行滤池反冲洗 其实接触器接通时 有 相关电源的接通 即照明 PLC 等 2 2 接近开关应用设计接近开关应用设计 2 2 1 接近开关概述接近开关概述 接近开关又称无触点行程开关 它除可以完成行程控制和 限位保护外 还是一种非接触型的检测装置 当有物体移向接 近开关 并接近到一定距离时 位移传感器才有 感知 开关 才会动作 通常把这个距离叫 检出距离 但不同的接近开关 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 7 检出距离也不同 有时被检测验物体是按一定的时间间隔 一 个接一个地移向接近开关 又一个一个地离开 这样不断地重 复 不同的接近开关 对检测对象的响应能力是不同的 2 2 2 接近开关的选用接近开关的选用 在一般的工业生产场所 通常都选用涡流式接近开关和电 容式接近开关 因为这两种接近开关对环境的要求条件较低 当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时 一般都选用涡流式接近开关 因为它的响应频率高 抗环境干 扰性能好 应用范围广 价格较低 若所测对象是非金属 或 金属 液位高度 粉状物高度 塑料 烟草等 则应选用电容 式接近开关 这种开关的响应频率低 但稳定性好 安装时应 考虑环境因素的影响 若被测物为导磁材料或者为了区别和它 在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时 应选用霍尔接 近开关 它的价格最低 在环境条件比较好 无粉尘污染的场 合 可采用光电接近开关 光电接近开关工作时对被测对象几 乎无任何影响 因此 在要求较高的传真机上 在烟草机械上 都被广泛地使用 在防盗系统中 自动门通常使用热释电接近 开关 超声波接近开关 微波接近开关 有时为了提高识别的 可靠性 上述几种接近开关往往被复合使用 无论选用哪种接 近开关 都应注意对工作电压 负载电流 响应频率 检测距 离等各项指标的要求 2 2 3 接近开关的设计应用接近开关的设计应用 当行车行走到滤格中间时 需要提供一个就位信号 这个 就位信号就由接近开关完成 移动罩刚好能够压罩时 行车边 一个触点接触到接近开关 接近开关立刻反馈信号 传输到上 位机 上位机 PLC 控制行车停车 实现压罩冲洗 值得注意的 是 在滤池尽头处 会多设置一个接近开关 原理为了方便行 车到尽头时 能配合程序实现行车的掉头反行 当行车走到滤 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 8 池尽头 触点接触到接近开关 重复以上动作 进行压罩冲洗 然后掉头 行车进行反行 继续冲洗 进行下一周期滤池的冲 洗 当然 在移动罩内 也安置有接近开关 当移动罩压罩时 到了固定位置 接近开关发出信号 使压罩停止 2 3 行程开关应用设计行程开关应用设计 2 3 1 行程开关概述行程开关概述 行程开关是一种常用的小电流主令电器 利用生产机械运 动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路 达到 一定的控制目的 通常 这类开关被用来限制机械运动的位置 或行程 使运动机械按一定位置或行程自动停止 反向运动 变速运动或自动往返运动等 在电气控制系统中 位置开关的作用是实现顺序控制 定 位控制和位置状态的检测 用于控制机械设备的行程及限位保 护 构造 由操作头 触点系统和外壳组成 在实际生产中 将行程开关安装在预先安排的位置 当装 于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时 行程开关的触 点动作 实现电路的切换 因此 行程开关是一种根据运动部 件的行程位置而切换电路的电器 它的作用原理与按钮类似 2 3 2 行程开关的设计应用行程开关的设计应用 行程开关在移动罩滤池中的应用作为保护作用 位置放置 于滤池端头 当行车行驶至端头时 接近开关没有起作用时候 行车不会掉头行驶 此时行车就可能发生撞墙 而出现事故 这时 为了避免此事故 在端头安放行程开关 当上位机没有 接收到接近开关信号时 触点触碰到行程开关 此时 行程开 关作用 断开所有电源 这时行车停止运动 并向上位机产生 报警 接近开关不能充当行程开关的原因是 接近开关最后只 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 9 能使行车反向 而不能使行车停止 而行程开关最后可以使电 源完全断开 并报警 2 4 就地控制柜设计就地控制柜设计 图 3 2 行车控制面板图 PLC 控制站独立完成行车需要的各种控制功能 并同 RSVIEW 的互相传递信息 不需要中间站转换 控制功能包括 根据中控室 RSVIEW 设置的行车运行周期实现行车的周期控制 同时行车的各种工况信息实时上传给 RSVIEW 另外 在行车 现场也可实现各种手动操作功能 也可通过按钮实现行车的全 自动运行 就地控制柜手动控制指通过就地 PLC 控制柜上的手动按钮 分别对各个执行元件进行操作 实现行车的启停 提罩 形成 真空等动作 快速集中反冲洗设计 PLC 给出潜泵启动信号 潜泵启动进行提罩 潜泵启动 10 秒后检测有无提罩信号 程序接收到正反接近开关送来的提罩 信号后 命令行车启动 行车行走到就位位置停下 PLC 接收 到就位信号后 启动正行射水阀 正侧射水阀启动 正行边进 行压罩 正行接近开关送来的提罩信号消失后 压罩完成 检 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 10 测正行流量开关送来的虹吸信号 PLC 接收到虹吸信号时 开 始反冲计时 反冲到时后 程序给出正侧破坏阀启动信号 正 侧破坏阀开 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 此时开始正行 侧坐床计时 5min PLC 接收到正行接近开关送来的提罩信 号 提罩完成 正行侧洗完 坐床到时后 程序给出正行侧射 水阀关闭信号 进行提罩 重复以上的反冲流程 洗反行侧滤 格 直到反行侧洗完 正反行洗完后行车启动 行走到下一反 冲位置就位 行车就位后 重复反冲程序 依此类推 行车由 反行端头 靠近清水池一侧 向正行端头 靠近沉淀池一侧 行走 依次对每一滤格进行反冲 到达正行端头冲洗完后不停 等 返回反行端头 此过程不对滤格进行反冲 待行车返回 反行端头后停等 待下一反冲周期 单侧循环反冲洗设计 PLC 给出潜泵启动信号 潜泵启动进行提罩 潜泵启动 10 秒后检测有无提罩信号 PLC 接收到正反接近开关送来的提罩 信号后 命令行车启动 行车行走到就位位置停下 PLC 接收 到就位信号后 启动正行射水阀 正侧射水阀启动 正行边进 行压罩 正行接近开关送来的提罩信号消失后 压罩完成 检 测正行流量开关送来的虹吸信号 PLC 接收到虹吸信号时 开 始反冲计时 反冲到时后 程序给出正侧破坏阀启动信号 正 侧破坏阀开 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 此时开始正行 侧坐床计时 5min 坐床到时后 程序给出正行侧射水阀关闭 信号 进行提罩 PLC 接收到正行接近开关送来的提罩信号 提罩完成 行车正行 60 秒后停下 停潜泵 单格滤池冲洗完毕 行车停等到下一个周期 重复以上流程 PLC 启动反行侧射水 阀 进行反行压罩 反行接近开关送来的提罩信号消失后 压 罩完成 检测反行流量开关送来的虹吸信号 PLC 接收到虹吸 信号时 开始反冲计时 反冲到时后 程序给出反行侧破坏阀 启动信号 反行侧破坏阀开 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 此时开始正行侧坐床计时 5min 坐床到时后 程序给出反行 侧射水阀关闭信号 进行提罩 行车停等到下一个周期 重复 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 11 以上反行流程直到反行端头 反行端头冲洗流程完成后循环到 正行方式 控制面板中 SB5 是当运行中出现紧急情况的时候 在现场 手动停车 HW1 灯代表切换到手动信号 HW2 灯代表切换到自 动信号 SA 是切换手自动的切换开关 可以在现场切换手自动 SHY 表示到行程开过或者接近开关出了问题的时候 会出现报 警 当维修员将问题全部解决了的时候 就要消除上位机的报 警 此时可以在现场点击消除报警 SB4 和 SB2 按钮作用是当 设置了正行启动的时候 按下时候 行车运行或者停止 HR1 代表潜泵打开状态 HG1 代表潜泵关闭状态 SB3 按下时候潜 泵启动 再次按下时候 潜泵停止 HR2 表示行车处于正行状 态 HG2 表示行车处于反省状态 SHR 和 SHG1 按下时候分别表 示设置行车正行或者反行 SB6 和 SB7 分别为行车正行和行车 反行的指示灯按钮 可以直接控制行车正行或者反行 用的是 点动开关 SHG2 和 SHG3 为开正射水阀和反射水阀的带指示灯 按钮 SHG4 和 SHG5 为开正破坏阀和反破坏阀的带指示灯按钮 以上按钮可以和 PLC 远程控制相同的就地控制移动罩冲洗滤池 当 PLC 程序出错的时候或者上位机出问题的时候 就需要用到 就地控制 所以就地控制柜的设计是必要的 2 5 模块的选择及设计模块的选择及设计 Controllogix 集中了 Logix 通用平台的多种优点 通用的编 程环境 通用的通讯网络 通用的控制引擎 提供了一个既能 满足您高性能应用需求又易于使用的环境 Controllogix 在编程 软件 控制器和输入输出诸方面的紧密集成降低了在试运行和 正常操作的开发成本和时间 Controllogix 系统以紧凑的 经济 的产品提供离散控制 驱动控制 运动控制 过程控制 安全 控制 便利的通讯连接 艺术级的输入输出功能 Controllogix 系统是模块化的系统 您能有效的设计 建立和修改它 这有 助于在培训和工程方面显著的降低成本 真正意义上的冗余控 制器结构提供无扰动切换和高可靠性 提供众多的通讯选择 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 12 更多的模拟量 数字量和特殊输入输出模块 Controllogix 内容 容量最大可扩展到 8M Controllogix 控制器支持高标准过程控制 应用 提供了在一个单一的集成环境中对运动控制指令进行高 速处理的功能 综上所述 选择了 Controllogix 的处理器 以下是模块的选 择和设计 图 4 9 1746 OW16 数字量输出模块功能图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 13 图 4 10 1769 IQ32 数字输入模块功能图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 14 3 PLC 控制设计控制设计 3 1 AB PLC 简介简介 3 1 1 PLC 的定义的定义 PLC 是 programmable logica controller 的缩写 意为可编逻 辑程序控制器 它是硬件和软件共同构成的一种高级控制理念 PLC 是 AB 公司的注册商标 PLC 是一种数字运算操作的电子控制系统 专为工业环境 下应用而设计 它采用可编程序的存贮器 存贮 执行逻辑控 制 顺序控制 定时计数 逻辑运算和算术运算等操作指令 并通过数字式 模拟式的输入 输出来控制各类机械或生产过程 3 1 2 AB 公司的公司的 PLC 分类分类 AB 是 Allen Bradley 的缩写 82 年代被 Rockwell 收购 原 公司主要生产继电器 被收购后改扩为生产 PLC 等产品 PLC 2 PLC 3 PLC 5 PLC 5 250 SLC150 SLC500 Micrologix1000 1500 1200 Controllo gix 其中 PLC XX 系列是大中型 PLC 机架结构 PC 编程 控制 SLC 系列是小型的 PLC 点数固定 手操器编程 3 1 3 编程软件编程软件 允许建立和编辑梯形图程序 如顺序功能流程图 监视数 据表 处理器状态和 I O 状态 建立报表 配置 PLC 等 对于 PLC 5 有 6200 系列 AB 公司开发 运行 DOS 环境 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 15 Rslogix5 系列 是 Rockwell Softaware 公司开发 运行 Windows 95 98 NT 2000 环境 目前一般使用 Rslogix5 运 行英文操作平台 3 1 4 AB PLC 的实践应用的实践应用 系统软件 RSLink 主要实现系统的网络通信 RSLogix 5 主要对可编程控制器 Micrologix 5 进行编程 RSView32 主要实现系统的监视和控制 系统硬件 PC 机一台 上位机 主要运行系统中所需软件 可编程控制器 Micrologix 5 一台 控制中心 主要对系 进行控制和数据采集 网线及相关的通信模块 因为系统基于工业三层网 以 网 控制网及设备网 RSLogix 软件有 3 种编程模式 即离线编程模式 在线编程 模式和仿真编程模式 离线编程的灵活性很大 编程可随意进 行 不受控制器的限制 在线编程的灵活性比较小 一般只能 改变数据文件中的数据 3 2 滤池工艺控制设计滤池工艺控制设计 移动罩冲洗方法分为两种 一种为快速集中反冲洗 一种 为单侧循环反冲洗 其中前者为行车一次停车洗两个格子 这 样会影响过滤效果 所以本论文主要针对单侧循环反冲洗的设 计 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 16 3 2 1 快速集中反冲洗 快速集中反冲洗 1 PLC 给出潜泵启动信号 潜泵启动进行提罩 2 潜泵启动 10 秒后检测有无提罩信号 3 程序接收到正反接近开关送来的提罩信号后 命令行车启动 4 行车行走到就位位置停下 5 PLC 接收到就位信号后 启动正行射水阀 6 正侧射水阀启动 正行边进行压罩 7 正行接近开关送来的提罩信号消失后 压罩完成 8 检测正行流量开关送来的虹吸信号 9 PLC 接收到虹吸信号时 开始反冲计时 10 反冲到时后 程序给出正侧破坏阀启动信号 正侧破坏阀 开 11 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 12 此时开始正行侧坐床计时 5min 13 坐床到时后 程序给出正行侧射水阀关闭信号 进行提罩 14 PLC 接收到正行接近开关送来的提罩信号 提罩完成 正 行侧洗完 15 重复以上的反冲流程 洗反行侧滤格 直到反行侧洗完 16 正反行洗完后行车启动 行走到下一反冲位置就位 17 行车就位后 重复以上 5 16 的反冲程序 18 依此类推 行车由反行端头 靠近清水池一侧 向正行端 头 靠近沉淀池一侧 行走 依次对每一滤格进行反冲 到达 正行端头冲洗完后不停等 返回反行端头 此过程不对滤格进 行反冲 19 待行车返回反行端头后停等 待下一反冲周期 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 17 3 2 2 单侧循环反冲洗 单侧循环反冲洗 1 PLC 给出潜泵启动信号 潜泵启动进行提罩 2 潜泵启动 10 秒后检测有无提罩信号 3 PLC 接收到正反接近开关送来的提罩信号后 命令行车启动 4 行车行走到就位位置停下 5 PLC 接收到就位信号后 启动正行射水阀 6 正侧射水阀启动 正行边进行压罩 7 正行接近开关送来的提罩信号消失后 压罩完成 8 检测正行流量开关送来的虹吸信号 9 PLC 接收到虹吸信号时 开始反冲计时 10 反冲到时后 程序给出正侧破坏阀启动信号 正侧破坏阀 开 11 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 12 此时开始正行侧坐床计时 5min 13 坐床到时后 程序给出正行侧射水阀关闭信号 进行提罩 14 PLC 接收到正行接近开关送来的提罩信号 提罩完成 行 车正行 60 秒后停下 停潜泵 单格滤池冲洗完毕 15 行车停等到下一个周期 重复以上流程 16 行车到达正行端头位置后 执行 5 13 17 PLC 启动反行侧射水阀 进行反行压罩 18 反行接近开关送来的提罩信号消失后 压罩完成 19 检测反行流量开关送来的虹吸信号 20 PLC 接收到虹吸信号时 开始反冲计时 21 反冲到时后 程序给出反行侧破坏阀启动信号 反行侧破 坏阀开 22 虹吸信号消失后 虹吸完全破坏 23 此时开始正行侧坐床计时 5min 24 坐床到时后 程序给出反行侧射水阀关闭信号 进行提罩 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 18 25 PLC 接收到反行接近开关送来的提罩信号 提罩完成 行 车反行 60 秒后停下 停潜泵 单格滤池冲洗完毕 26 行车停等到下一个周期 重复以上反行流程直到反行端头 27 反行端头冲洗流程完成后循环到正行方式 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 19 3 3 流程图绘制流程图绘制 图 4 1 冲洗主程序流程图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 20 图 4 2 滤格冲洗流程图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 21 3 4 AB PLC 网络通讯网络通讯 3 4 1 EtherNet 网络通讯网络通讯 基于标准 TCP IP 以太网的实时控制工业网络是未来的发展 趋势 它能够为用户带来如 下好处 1 更少的网络覆盖更广泛的应用 1 从离散设备 继电保护 伺服到过程仪表 2 从工厂现场到工厂信息层 通常是以太网 基于标准 TCP IP 以太网的实时工业网络意味着 更多功能直接集成 的 可能 2 更低的整体实施成本 1 对于自动控制产品开发人员 基于更广泛的标准商业技术开 发网络接口 基于标准 TCP IP 以太网意味着使用标准 ASIC 相 应软件开发包即可开发 2 对于用广 更少的培训 即可掌握工厂内所有网络的安装 调试和维护 3 通过网络连接的现场设备不仅提供被测变量 同时提供包括 诊断信息在内的大量数据 1OOMbps 甚至更高速的 TCP IP 以太 网意味着大量数据可被传递 3 信息的无缝集成 1 对现有 旧有网络的集成 无需编程 也没有 Proxy 即可实 现透过多层网络的设备 访问 程序修改和诊断维护 2 从工厂信息层到工厂现场网络 现在 EtherNet IP 网络即可满足用户将基于标准的 TCP IP 以 太网应用于工业的需求 EtherNet IP 使用标准 TCP IP 以太网 也意味着 EtherNet IP 工 业用户能够直接受益于标准 TCP IP 以太网技术本身的持续创新和成本降低等带来的好处 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 22 EtherNet IP 技术用于实时控 制有以下两个前提条件 1 采用全双工 100Mbps 线速传送交换机 简单的方法 选择具 有 EtherNet IP 认证的 交换机 2 I O 模块具有较高的 Frames s 能力 3 4 2 CotrolNet 网络组态网络组态 作为当今最先进的网络 ControlNet 具备诸多特点 实时 I O 控制器互锁 对等报文传输 Peer to Peer Messsaging 以 及编程操作都可以在同一条 ControlNet 链路上实现 ControlNet 本质的确定性可以确保数据何时发送 其可重复的性能确保网 络传输时间不会随网络设备的添加或删除而改变 控制网是由控制网国际有限公司 ControlNet International Ltd 首先提出来的一种开放式网络 罗克韦尔自动化公司的设计之 初就提出了三层网络的概念 分别是以太网 Controlnet 网 Deveicenet 网 上层信息用于全厂的数据采集和程序维护 中层 自动化和控制层实现实时 I O 的控制 控制器的互锁和报文的传 送 底层设备网用于底层设备的低成本 高效率的信息集成 其中控 制网通讯采用当今流行的生产者 消费者模式 该模式采用多信道 广播式 定点传送 属于预定性信息 每个信号对应一个单独的 地址 占一个网络节点 网络所有节点同步 信息吞吐量大 速度 快 网络效率高 因此控制网具有高速 高度确定和可重复性的网络 特 别适用于对时间苛刻要求的复杂应用场合的信息传输 但是 Controlnet 网络中的节点数目是有限制的 最高不能超过 99 个 节点数超过限制会发生不可预测的故障 未超过但是过多会影 响网速 造成网络迟滞 Controlnet 用同轴网线或者光纤作为介 质 相对而言 Controlnet 比西门子的 Profibus 网络更加稳定 易于维护 有助于实现无缝连接 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 23 3 4 3 DH 网络组态网络组态 DH 网是 90 年代中期发展起来的一种基于 CAN Controller Area Network 技术的开 放型 符合全球工业标准的低成本 高性能的通信网络 最初由美国 Rockwell 公司开发应用 Devicenet 现已成为国际标准 IEC62026 3 低压开关设备和控制 设备控制器设备接口 并已被列为欧洲标准 也是实际上的亚 洲和美洲的设备网标准 2002 年 10 月 DeviceNet 被批准为中国 国家标准 GB T18858 3 2002 并于 2003 4 1 起实施 目前 Devicenet 技术属于 开放 DeviceNet 厂商协会 ODVA 组织所有 及推广 ODVA 在世界范围拥有 300 多家著名自动化设备厂商 的会员 如 Rockwell ABB Omron 等 我国的 ODVA 组织 由上海电器科学研究所牵头成立 目前正积极推广该技术 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 24 3 4 4 水厂网络组态水厂网络组态 图 4 3 水厂网络组态图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 25 整个水厂由工控电脑 PLC 程序运行 下放连接调度室上位 机运行控制水厂工作运转 由 DH 网和 C 网连接一级工作站 分别是调度站 加氯站 程控间 投药站 他们的处理器用的 是 LOGIX5000 其中调度下面由 DH 网连接三期滤池 三期泵 房 老泵房 一期程控间 调度从站 其中他们用的处理器也 为 LOGIX5000 三期滤池下面由 DH485 网络连接了 24 个 SLC500 处理器的滤池 调度站中下面还由以太网连接 3 个交换 机 一个公用的 其余两个连接一期滤池和一期沉淀池 他们 的处理器为 COMPACT 加氯站下方连接了加氯从站和回收从 站 由 DH 网络连接 下方连接了处理器为 SLC500 的二期沉 淀池行车 程控间下方用 DH 网络连接了处理器为 SLC500 的 二期滤池行车 投药站下方连接了一期沉砂池 二期沉砂池 三期沉砂池 三期沉淀池 还有配水网室 其中三期沉砂池和 三期沉淀池下面由 DH485 网络连接的处理器为 SLC500 的三期 沉淀池行车和三期沉砂池行车 纵观整个系统网络图 由 DH 网络 ControlNet 网络和以太网络组成 在 RSlinx 软件当中 可以互通浏览 3 5 RSview 应用设计应用设计 罗克韦尔软件公司的 RSView32 就是一种高度集成 基于组 件并用于监视和控制自动化设备的人机界面监控软件 它的功 能十分强大 因此应用是非常广泛的 在现代化的工业生产中 我们经常需要通过监控软件对现场的自动化设备进行监视和控 制 RSView32 可以和 PLC 5 SLC 500 MicroLogix 系列的处 理器之间建立通讯 同时也能和 Rockwell Automation 公司的新 一代的产品 ControlLogix5000 建立通讯 其中所使用的网络层次 可以是 Rockwell 公司的 ControlNet 网 ControlNet 网采用了生 产者 客户 producer consumer 的通讯传输方式 大大提高了 信息传送效率 这样 RSView32 站只需要在 ControlNet 上知道 ControlLogix5000 的处理器名即可 对于目前版本的 RSView32 当它和 ControLogix5000 处理器建立通讯时 只能 采用 OPC 或 DDE 方式连接 因为在直接驱动的连接的方式中 不支持 ControlLogix5000 这种处理器的类型 RSView32 的通讯 组态 主要设置通道 Chennel 和节点 通俗的讲 设置通道 就是设置 RSView32 与相应的处理器连接的方式 网络类型等 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 26 设置节点就是设置处理器的地址 类型等 通过设置通道和节 点来确定 RSView32 具体和网络中的哪台处理器相连接 图 4 4 RSVIEW 水厂概貌工控图 图 4 5 RSVIEW 水厂调度站监控总图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 27 图 4 6 RSVIEW 滤池行车控制图 图 4 7 RSVIEW 滤池行车行走监控图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 28 图 4 8 RSVIEW 移动罩冲洗滤池次数统计图 基于 PLC 移动罩冲洗滤池控制设计 29 总结总结 通过本次做毕业设计使自己学到了许多新的知识 而且还 把以前学的很多科目的知识点重新复习了一下 特别是 SLC 500 Logix5000 RSVIEW 等软