毕业设计（论文）基于触摸屏、PLC的超纯水监控系统

1、毕业设计说明书课题名称:基于触摸屏、plc的超纯水监控系统系 别 电气电子工程学院 专 业 生产过程自动化 班 级 工自 0811 姓 名 xxx 学 号 0802171115 指导教师 xxx 起讫时间： 2011年 2 月 21日 2011年 4月 15 日（共 8 周） 摘要随着社会经济高速发展，人们对于工作效率和生产要求不断的提升，这无疑对工业自动化水平要求也越来越高，而自动化水平的高低直接影响着一个国家的经济发展，所以自动画化软件如plc、触摸屏也越来越被运用到人们所常见的工控领域中，根据传化公司提供的这一超纯水的控制原理图及说明书，本人深入的解读了关于该系统设计说和实验设备，解读了

2、plc各个模块的功能和特点，如何让触摸屏与plc联合在一起实现实现人机控制，在编程和设备连接技术中都做了大量准备，并结合在课堂上老师所传授的知识及参考文献，从系统要求控水精度及设备运行稳定性入手，设计出了符合要求的一套基于触摸屏、plc的超纯水监控系统。在设计该超纯水的控制中，本课题充分利用了plc与触摸屏相结合的人机界面，充分发挥了plc控制灵活，稳定，编程方便的特点，和上位机紧密联合交换一起，并实现了运用触摸屏控制plc的人机自动界面，该监控系统具有自动化水平高，控制方便及时，能实时的反应出水质量，减少外界干扰，纯水处理快而高效的特点。这是一种比较科学的设计方法和思路，这种控制方式也被很多

3、工厂及研究场合所用。关键词：可编程控制器；触摸屏；纯水 目录第一章 超纯水制备的概述41.1 纯水的应用范围41.2 国内外的研究状况及发展趋势51.3、工业纯水的制备技术及工艺6第二章 纯水系统的研究现状与意义7第三章 系统控制要求93.1自动控制说明93.2混床103.3、输送103.4 混床操 作 说 明113.5 过滤器操作说明133.6 供水工艺流程图143.7 过滤器及混床图14第四章 控制系统硬件设计选型及要求194.2可编程控制器(plc)选型194.3 控制系统硬件组成204.4 fxcpu-fx2nc可编程控制器204.5 plc接线图示意图214.6 超纯水控制输入输出i

4、/o分配表22第五章 控制系统软件设计245.1控制系统软件组成245.2、用gpp编写梯形图245.3、传输、调试245.4 plc程序255.5 触摸屏265.6 触摸屏流程图说明30第六章 质量的控制（以单个交换柱工作时为例）316.1 新树脂的处理316.2 操作注意事项316.3 成品水质量控制32第七章 设备安全操作、维护及保养337.1设备操作和安全常识337.2停机337.3安全常识34总结35致 谢36参考文献37附件237第一章 超纯水制备的概述1.1纯水的应用范围超纯水一向被称为工业系统的“血液”。随着高新技术的发展，工业部门对水、气、化学试剂及环境这些基础条件提出了越来

5、越高的要求。这也促进了相应产业和技术的进步，水作为一用量最大、面最广的基本材料，其发展的速度尤为迅速。当今，纯水和超纯水已成为现代工业部门必不可少的基础材料之一，它们在电子、医药、能源、化工、汽车、机械、电镀、电池、冶金等几乎全部的工业及实验室领域中已得到了广泛的应用。（1）纯水在电子工业中的用（2）纯水在医药工业中的应用（3）纯水在能源工业中的应用（4）纯水在化工工业中的应用（5）纯水在其他工业中的应用1.2 国内外的研究状况及发展趋势 长期以来，plc始终处于工业控制自主动化领域的战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与dcs和工业pc形成了三足鼎立之势。同时plc也承受

6、着来自其他产品的冲击，尤其是工业pc所带来的冲击。目前全世界plc生产厂家约200家，生产300多种产品。日本三菱公司是世界上较早研制和生产plc的主要厂商之一。其主流产品包括三菱fx2n、fx2c、fx1系列plc。fx2n系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块。这是日本plc进入中国市场以来又一个重要的里程碑。 21世纪，plc会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步

7、向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程 1.设计内容： 水处理主

8、要是顺序逻辑控制，这正是plc控制的优势所在。在众多的plc生产厂家中，三菱公司的fx2nplc系列产品以其较高的性价比成为众多用户的首选。fx2n是模块化的中小型plc系统，能满足中等性能要求的应用，模块化、无排风扇结构，各种单独的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展。要求完成以下内容： 1. 熟悉plc的特点及应用。2. 熟悉过滤器设备的原理和性能。 3. 确定该控制系统的功能并进行方案设计，选择传感器、执行器，选择plci/o模块、控制模块、通讯模块等。 4. 说明混床控制的工作过程，给出控制原理的详细分析与说明。5.用三菱plc编写混床控制 梯形图。1.3、工业纯水的制备技术及工艺一、反

9、渗透 基本原理当纯水和浑水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止杂质通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入混水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的混水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，浑水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（ro）处理的基本原理。 ro反渗透膜ro（reverse osmosis）反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食

10、品、饮料、海水淡化等领域。 ro反渗透膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，h2o分子可以通过ro膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过ro膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般性的自来水经过ro膜过滤后的纯水电导率5s/cm（ro膜过滤后出水电导=进水电导除盐率，一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上，5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的，可以采用2级反渗透，再经过简单的处理，水电导能小于1s/cm）, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2m .cm，

11、超过国家实验室一级用水标准（gb 668292）。 目前的主要困难是研制价格便宜、稳定、长期受压无损的反渗透膜 。中国从21世纪初开始掌握自主反渗透膜生产技术，在国家的大力支持下，将该计划列入国家计委高新技术产业化重点发展专项计划，由国家海洋局下的杭州水处理研究开发中心的子公司杭州北斗星膜制品有限公司承担并研发成功。目前反渗透膜市场95为进口膜，国产膜只占据了5%左右的市场，中国的反渗透技术还有很长的路要走。应用范围太空水、纯净水、蒸馏水等制备； 酒类制造及降度用水； 医药、电子等行业用水的前期制备； 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备； 锅炉补给水除盐软水； 海水、苦咸水淡化； 造纸、电镀

12、、印染等行业用水及废水处理。以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型，、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。第二章 纯水系统的研究现状与意义随着现在社会的不断发展，无疑对于自动化行业的要求水平就越来越高，可以说，一个社会的经济发展与该国自动化行业的发展有着密切的联系。现如今，随着科技发展，plc、触摸屏以其优异的性能而被广泛的应用于各个自动化与非自动化行业，在这竞争激烈的社会，掌握plc、触摸屏设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专业技术。plc即可编程控制器，是针对工业自动化控制领域开发设计的、适用于工业现场工作的、以

13、现代微处理器技术为核心的控制器，plc的控制功能可以根据使用者所编译的软件不同而不同，但可实现多种功能，plc的学习比较一般编程学习困难的地方就在于要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合理的plc型号，然后进行资源配置，并以此为基础，设计控制系统。对于比较复杂的自动化要求较高的研究系统，要求作者不仅要有充分的实战经历，更要求有更为缜密的逻辑思维。触摸屏是一种无需通过专业学习，只需根据人性化的思维方式就能操作使用的电脑输入设备，它是目前最简单、方便自然的一种人机交换方式，应用非常广阔。对于我们这样的初学者来说，通过这项毕业设计无疑是对编程级相

14、关这方面都是一种锻炼，学习和提高，因为这项毕业设计是我自这学习以来所遇到最符合实际性的，最真实的，也是最艰难的一个编程设计的课题，具有非常挑战性的任务，我相信通过这一课课题的设计编程，会让我在以前对于plc、触摸屏所学的很多存在的漏洞得以修复和改正的。二、基本内容 超纯水自动监控系统采用“plc控制系统 + 现场人机界面(hmi) + 触摸屏上位机数据采集系统”的设计方式，通过混过滤器的反复过滤，再进行树脂再生，到处理完毕。全部设备可随时实现完美的手、自动运行，最大限度保证控制系统的人性化、操作的灵活性、系统的安全性及系统的可控性。控制系统对同类n用1备用设备均采用“均衡磨损运行控制机制”及“

15、设备故障替换自动投入控制机制”，实现设备使用寿命的最大化，实现生产的连续性。 进水增压泵不锈钢过滤器活性炭滤器保安过滤器ro高压泵中间水箱混床纯水箱输送泵终端膜过滤器使用本课题基于plc、触摸屏的超纯水监控系统，对于设计者的要求有:1、熟悉超纯水系统的组成、结构以及其功能；2、掌握plc的使用与编程包括选型、编程及调试能力；3、掌握触摸屏与plc的通信及其应用；4、熟悉触摸屏软件的使用；5、熟悉相应仪表的选型与参数调整能力；三、重点难点本课题可以在自动控制综合实验室中完成，该实验室具备了本课题所需的软件、硬件对于这项课题设计，我觉得其重点和难点就在于其中混床的工艺流程，不用说其他的控制，单混床

16、中的许多各种通道的阀上就让我这个初学者足以看得眼花缭乱，还有在混床中的树脂再生，看的也是似懂非懂，还有整个图的工艺流程，虽然在注释上已经为设计者提供大量的说明信息，但整图的控制还是有很大困难的，因为这个设计的项目没提供任何关于这系统设计的说明，只有在混床和过滤器中提供了简单说明，我也曾试着去研究过，但我觉得还是有太大难度，希望在这方面有老师的专业指点，只有了解整个工艺流程级各个元器件作用，才能进行系统设计。第三章 系统控制要求3.1自动控制说明传化设备自动控制可分为三部分：预处理+反渗透、混床、输送。一、预处理+反渗透预处理+反渗透的控制点包括原水箱低水位、原水泵（2台，一开一备）、絮凝剂计量

17、泵、机械过滤器、活性炭过滤器、阻垢剂计量泵、低压开关、高压泵、冲洗电磁阀、中间水箱高水位等，具体控制如下：原水箱低水位控制为开关控制，由浮球液位开关控制，不需要电信号，当水位到达低水位时，原水泵停止工作；当原水泵停止工作时，絮凝剂计量泵、机械过滤器、活性炭过滤器、阻垢剂计量泵、高压泵都相应的停止工作；当机械过滤器或活性炭过滤器其中一个在反冲洗时，由于无水而产生低压，低压开关起作用，高压泵停止工作；当中间水箱高水位时，原水泵、絮凝剂计量泵、阻垢剂计量泵、高压泵停止工作；当设备开机时，高压泵启动后电磁阀自动打开，对反渗透膜进行低压冲洗，冲洗5分钟后，自动关闭；机械过滤器、活性炭过滤器的操作详见机械

18、过滤器、活性炭过滤器的操作说明书。3.2混床混床的操作控制点包括中间水箱低水位、中间增压泵（2台，一开一备）、混床、纯水箱高水位等，具体控制如下：当中间水箱低水位时，中间增压泵停止工作；当纯水箱高水位时，中间增压泵停止工作；当中间增压泵停止工作时，混床也停止工作；混床的操作（包括正常工作、树脂冲洗分层、再生、清洗、气水混合、正洗等）详见混床操作说明书。3.3、输送输送的操作控制点包括纯水箱低水位、输送泵（2台，一开一备）、紫外线等，具体控制如下：1、 当纯水箱低水位时，输送泵停止工作；2、 当输送泵停止工作时，紫外线也停止工作。四、显示本设备有部分仪表带有输出信号，需将数据传送到触摸屏控制系统

19、，具体包括如下：原水电导仪、反渗透产水电导仪、混床出水电阻仪（2台）等。五、其它电源线本设备另外有一些辅助设备，在设备正常工作时不需要使用此辅助设备，如清洗系统，混床再生系统；清洗系统上有1台清洗水泵，需通电；混床再生系统上有2台酸碱水泵，需通电。3.4 混床操 作 说 明 混床（见混床示意图）操作分为正常工作、树脂再生（包括冲洗分层、再生、清洗、混合、正洗）两部分。每个交换柱的上层为阴树脂，下层为阳树脂。当一个交换柱再生时，另一个仍可为正常工作并提供符合要求的产水。而当两个交换柱同时工作时为串联（亦可并联），在此混床操作上，除酸阀、碱阀为普通球阀外，其余阀门全为气动阀，又电磁阀控制，实现混床

20、的全自动操作。一、正常工作 每次运行前打开排气阀，在开始正常工作时关闭。正常工作时，阀门的操作情况如下：1、 以左交换柱为一级混床、右交换柱为二级混床为例：阀1、阀3、阀2、上进阀1、上进阀1出水阀1打开，其余阀门关闭。进水流经阀1、上进阀1进入左交换柱顶部，然后从左交换柱底部经阀3、阀2、上进阀1进入右交换柱顶部，然后从右交换柱底部经出水阀1出，作为产水进入纯水箱。2、 当一交换柱工作，而另一交换柱再生时，以左交换柱工作、右交换柱再生为例（不考虑右交换柱再生情况）：阀1、上进阀1、出水阀1打开，其余相关阀门关闭。进水流经阀1、上进阀1进入左交换柱顶部，然后从左交换柱底部经出水阀1出，作为产水

21、进入纯水箱。二、冲洗分层 当树脂失效后，须对树脂进行再生，再生前先对树脂进行反洗分层，使上层为阴树脂，下层为阳树脂；现以左交换柱为例说明操作方法：三、 反冲洗分层 打开阀1、上排阀1、下进阀1，关闭其余相关阀门。进水经过阀1、下进阀1到左交换柱底部，然后从左交换柱顶部经过上排阀1出，作为废水排放。反冲洗分层过程中，进水压力在保持为3psi，时间为10分钟。结束时应缓慢关闭阀1，同时打开下排阀1，使树脂颗粒逐步沉降，并使水位高于阴树脂约15cm。关闭下排阀1。以沉降后阳、阴树脂层界面是否清晰判别分层效果。如一次操作未达到要求，可重复操作以获得满意的分层效果。四、树脂再生树脂的再生为酸、碱分别流经

22、阳、阴树脂层的两步再生法，本设备再生为酸碱注入式，即通过酸碱泵将酸碱溶液从酸碱储箱中打入混床，以再生左交换柱树脂为例：五、再生1） 阴树脂再生打开碱阀、进碱阀1、阀1、下进阀1、中排阀1，关闭其余相关阀门；碱液流经碱阀，通过碱泵，流经进碱阀1，到左交换柱顶部，同时纯水流经阀1、下进阀1到左交换柱底部，调节水流，使处理后的水从中排阀1出，作为废水排放；循环0.51小时，完毕。2.52 阳树脂再生 打开酸阀、阀1、阀4、上进阀1、中排阀1，关闭其余相关阀门；酸液流经酸阀，通过酸泵，流经阀4，到左交换柱底部，同时纯水流经阀1、上进阀1到左交换柱顶部，调节水流，使处理后的水从中排阀1出，作为废水排放，

23、循环0.51小时，完毕。 六、 慢冲洗 打开阀1、上进阀1、下进阀1、中排阀1，其余相关阀门关闭。上进水经过阀1、上进阀1到达左交换柱顶部，下进水经过阀1、下进阀1到达左交换柱底部，调整上下进水的流量，使得上进水略大于下进水，以保证树脂不发生翻动。完成标志：出水ph达到67，cl-合格，时间约30分钟。七、快冲洗 打开阀1、上进阀1、下排阀1，其余相关阀门关闭。进水经过阀1、上进阀1到左交换柱顶部，然后从左交换柱底部经过下排阀1出，作为废水排放。快冲洗时水量要大，时间约15分钟。八、进气混合 打开进气阀1、排气阀1，其余相关阀门关闭。从进气口通入0.3mpa清洁压缩空气45分钟，待柱内树脂颜色

24、一样时，停止搅拌，此时柱内阴、阳树脂充分混合均匀。混合均匀后用反渗透产水赶走树脂层中的空气，直到树脂不动（切忌太慢，防止阴、阳树脂分层），关好相应阀门。 正洗混床再用合格的反渗透出水，按正常工作运行流向通入混床，底部排水，出水合格后作为二级混床进入工作系统。3.5 过滤器操作说明 过滤器操作分为正常工作、反冲洗（水反冲、气反冲）、正冲洗四部分。1. 正常工作 每次开机前打开排气阀，到正常工作时关闭，此后为常闭。当正常工作时，阀1、4打开，阀2、3、5、排气阀、进气阀关闭，水流从左边进，经过阀1到过滤器顶部，然后从过滤器下部经过阀4出，作为过滤水进入下一个流程。2. 反冲洗 当设备运行一段时间（

25、约40小时）后，需对不锈钢过滤器进行反冲洗，将过滤下来的杂质冲出，与反洗水一起排出。反冲洗的操作可分为三步：水反冲5分种、气反冲5分钟、水反冲5分钟；水反冲洗时，阀2、3打开，阀1、4、5、排气阀、进气阀关闭，水流从左边进，经过阀3到过滤器下部，然后从过滤器上部经过阀2出，作为废水排放；气反冲洗时，排气阀、进气阀打开，阀1、2、3、4、5关闭，气经过进气阀到过滤器下部，然后从过滤器上部经过排气阀出。3. 正冲洗当反冲洗完后，需对不锈钢过滤器进行正冲洗，时间为5分钟。正冲洗时，阀1、5打开，阀2、3、4、排气阀、进气阀关闭，水流从左边进，经过阀1到过滤器顶部，然后从过滤器下部经过阀5出，作为废水

26、排放。3.6 供水工艺流程图紫外杀菌器输送泵纯水箱树脂截留器絮凝剂计量泵活性碳过滤器原水箱絮凝剂计量泵原水泵多介质过滤器高压泵ro装置中间增压泵混床正常工作树脂再生终端膜过滤器 3.7 过滤器及混床图 3.8 程序流程图 控制程序流程图 开 始打开排气阀原水箱水位 低 高 停机工作 絮泵 过滤器(多介质滤器、活性炭滤器)阻泵 高压泵中间水箱 高 低 中间增压泵停止工作开混床（开阀1、上进阀1、出水阀1）（开阀1 、上进阀1 、出水阀1） 混床取样 低 纯水箱输水泵紫外杀菌器终端膜过滤器反冲洗程序流程图开 始40小时水滤器(多介质滤器、活性炭滤器)水反冲开阀2、阀3延时5分钟关上面阀过滤器(多介

27、质滤器、活性炭滤器)气反冲开排气阀、进气阀延时5分钟关上面阀过滤器(多介质滤器、活性炭滤器)水反冲 开阀2、阀3延时5分钟关上面阀过滤器(多介质滤器、活性炭滤器)正冲洗 开阀1、阀5 反回到开过滤器(多介质滤器、活性炭滤器) 开阀1、阀4混床过滤器程序流程图 开始 反冲洗分层 开阀1、上排阀1、下进阀1延时10分钟 关上面阀阴树脂再生开进碱阀1、阀1、下进阀1、中排阀1 延时30分钟关上面阀阳树脂再生开酸阀、阀1、阀4、上进阀1、中排阀1延时30分钟关上面阀慢冲洗开阀1、上进阀1、下进阀1、中排阀130分钟 关上面阀快冲洗开阀1、上进阀1、下排阀1 延时15分钟 关上面阀进气混合开阀1排气阀1

28、 延时5分钟 反 回第四章 控制系统硬件设计选型及要求4.1 系统方案设计本次设计主要是利用三菱微型可编程控制器、触摸屏软件来实现整个过程的自动控制和模拟运行。系统框图如下根据该框图，系统所需的硬件有: plc及扩展模块人机界面（触摸屏）压力传感器、压力变送器、电接点压力表、水位传感器。plc用隔离变压器、低压电器以及控制柜4.2可编程控制器(plc)选型可编程控制器（programmable logic controller）是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算

29、、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。pl c是该控制系统的核心部件，合理选择plc对于保证整个控制系统的技术指标和质量至关重要的。选择plc应包括plc机型、容量等的选择。1、plc机型选择机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠，维护使用方便及最佳的性能价格比。（1）结构合理对于工艺比较固定，环境条件较好，维修量较小的场合，选用整体式结构的plc。（2）功能强弱适当对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的plc。 2、plc容量的选择plc容量主要是指是plc的i/o点数，i

30、/o点数也应留有适当裕量。由于目前i/o点数较多的plc价格也较高，若备用的1/o点是数量太多，将使成本增加。根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常1/0点数按实际需要的考虑留10%-15%点数备用量。根据系统要求和功能，plc选用mitsubishi公司的fx2n系列fx2n-48mr-001， fx2n-48mr具有丰富的可灵活配置的硬件资源：内含时钟、pid运算、高速计数器、显示器、ac/dc/继电器内置数字i/o（24路开关量输入，24路继电器输出），另配置fx0n-4ad模拟量模块，fx2n-485-bd通信模块。sc-09通信编程器，采用rs485

31、网络通信。4.3 控制系统硬件组成控制系统硬件由，fx1n-40mr plc , pc机, 热继电器, 交流接触器, 低压断路器等组成。4.4 fxcpu-fx2nc可编程控制器fx系列是由电源，cpu、存储器、输入输出器组成的，单元型可编程控制器，基本单元和扩展单元采用了得于维修的装卸式端子台，在编程端子罩内装run/stop开关，它内装有8k-16k步进自备用电池的ram存储器，并内有计时功能，可进行时间控制，并且可接各种输入输出扩充设备，用于特殊控制。fx1n -40mr是三菱plc中的新一代性能优越的微型plc，交流宽域输入（85264vac）、处理速度达到0.08s/基本指令，内附8

32、k步存储器（ram），而且运行过程中可以更改程序，内有实时时钟，具有计时功能和可以进行时间控制。输入点采用plc内部供电，大大简化了电路。输出采用24vdc供电给指示灯和继电器等负载。fx系列plc支持无协议的rs232和rs485通信协议两种通信方式。三菱fx-232 plc设备构件把plc的通道分为只读，只写，读写三种情况，只读用于把plc中的数据读入到pc的监视环境中，只写通道用于把pc程序和参数写入到plc中，读写则可以从plc中读数据，也可以往plc中写数据，x输入继电器(位操作只读) ；y输出继电器(位操作，可读可写)； m中间继电器(位操作，可读可写)；d变量存储器(字，双字，浮

33、点，可读可写)。4.5 plc接线图示意图 y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7y8 fxcpu-fx2nc系列 y36 comcomkm1km5km3km4 km4km4km3 km2km8km7km6km10km9km38i/o点设置根据传化超纯水处理系统的工艺流程，我们可以知道，在整个系统中，有8个输入点，57个输出点。其中输入点包括了：手动/自动切换，启动，停止，原水箱上限位，原水箱下限位，ro低压开关，中间水箱上限位，中间水箱下限位。输出点包括了：原水电磁阀，多介质电磁阀，多介质排气电磁阀，活性炭电磁阀，活性炭排气电磁阀，多介质进气电磁阀，活性炭进气电磁阀，ro电磁阀，混床

34、阀，紫外杀菌器，原水泵，ro泵，中间增压泵，酸泵，碱泵，输送泵，清洗泵，阻垢计量泵，絮凝剂计量泵等4.6 超纯水控制输入输出i/o分配表名称地址编码名称地址编码原水箱m10球阀y47原水泵y0低压开关m13排气阀y2中间水箱高水位m14絮凝剂量泵y1中间水箱低水位m15阀1y3中间增压泵y14阀2y5混阀1y15阀3y6混阀2y16阀4y4混阀3y17阀5y10上进阀1y20阀7y40上进阀1y21阀8y41出水阀y22阀9y42出水阀1y23阀10y43阴树脂再生m18阀11y44反冲洗分层m17阀12y45下进阀1y24阀13y46下排阀1y25开机前开关 m23 上排阀y26阻垢剂量泵y

35、11高于水位15cm开关m19高压泵y12重复冲洗生m31紫外杀菌器y37进碱阀y27电磁阀y13碱阀y30进气阀1y34中排阀1y31排气阀y35酸阀y32输送泵y36阀4y33第五章 控制系统软件设计5.1控制系统软件组成本控制系统软件包括plc编程软件和组态软件一、基本概况sw3d5-gppw-e是三菱电气公司开发的用于可编程控制器的编程软件,可在windows 3.1及windows 95下运行，适用于ibm pc/at (兼容)其cpu为i486sx或更高，内存需 8兆或更高(推荐16兆以上)。该程序可在串行系统中可与可编程控制器进行通讯,文件传送,操作监控以及各种测试功能。在gpp

36、软件中,你可通过线路符号,助记符来创建顺控指令程序,建立注释数据及设置寄存器数据，并可将其存储为文件,用打印机打印。在plc与pc之间必须有接口单元及缆线。二、接口单元： fx-232awc型rs-232c/rs-422转换器(便携式). fx-232aw型rs-232c/rs-422转换器(内置式) 缆线： fx-422cab型rs-422 缆线 用于 fx1, fx2, fx2c型可编程控制器, 0.3米； fx-422cab-150 型 rs-422 缆线 用于 fx1, fx2, fx2c型可编程控制器, 1.5米。5.2、用gpp编写梯形图gpp软件使用起来灵活、简单、方便，我们把它

37、安装在程序中，使用时只要进入程序，选中melsec applications 在windows下运行的gpp ,打开工程，选中新建，出现如下图5-1画面，先在plc系列中选出你所使用的程控器的cpu系列，plc类型是指选机器的型号，我们实验用fx2n系列，所以选中fx2n。5.3、传输、调试 在程序的转换过程中，如果程序有错，它会显示，也可通过菜单“工具”，查询程序的正确性。 只有当梯形图转换完毕后，才能进行程序的传送,传送前，必须将fx2n面板上的开关拨向stop状态，再打开“在线”菜单，进行传送设置，如下图所示：根据图示，你必须确定你的plc与计算机的连接是通过com1口还是com2口连接

38、，在实验中我们已统一将rs-232线连在了计算机的com1口，你在操作上只要进行设置选择。写完梯形图后，在菜单上还是选择“在线”，选中“写入plc（w）”，就出现如图 从图上可看出，在执行读取及写入前必须先选中main、plc参数，否则，不能执行对程序的读取、写入，然后点击“开始执行”即可。根据本文前面所整理的i/o点分配表，可以行进程序中输入/输出的设置。5.4 plc程序 见附件25.5 触摸屏触摸屏是本系统的人机界面，通过触摸屏我们可以和系统进行信息交流。触摸屏可以对系统的运行流程、水泵运行电流、变频器的输出频率、输出电压以及系统报警情况进行显示；同时通过触摸屏我们可以进行压力的设定、选

39、择系统的运行方式(自动/手动)、泵的运行方式(正常运行/检修)，所以我们在选择触摸屏时，要考虑它与plc通讯情况，plc和触摸屏的使用同一个厂家的，触摸屏可以选fx-du-win系列。注意在文件打开新建时应选f930got-bwd（横型），plc系统选melsec-fx型。如图. 触摸屏图型如下：5.6 触摸屏流程图说明画面0画面1画面5画面9画面2画面10画面4画面7画面6画面8第六章 质量的控制（以单个交换柱工作时为例）为保证产水符合设计要求，应每小时对混床的产水进行测定，产水应符合下列情况：1 电阻率：电阻率大于15m/cm时（该数据可直接从电阻仪上读取）；2 ca2+，mg2+：取水样

40、10ml，加氨-氯化铵缓冲液3滴，铬黑t指示液（1100）少许，应呈蓝色。3 cl-：取水样50ml，加硝酸5滴硝酸银试液1ml，不得发生浑浊。 以上三项指标中有一项指标不符合要求，则表明混床需再生。6.1 新树脂的处理一、 膨胀净化a 阳树脂用50度的热水，阴树脂用低于40度的温水浸泡23次，每次30分钟，使树脂充分膨胀，用自来水漂洗，除去色素、水溶性和不溶性杂质，至洗出的水无色澄清。b 加入1%氯化钠酒精溶液，浸泡24小时，除去芳香性物质和醇溶性物质。二、酸碱处理a 用10%氢氧化钠溶液浸泡1.5小时，用自来水洗至ph67。b 用5%盐酸溶液浸泡1.5小时，用自来水洗至ph23。三、转型a

41、 阳树脂用34倍树脂量5%盐酸浸泡11.5小时，使转成氢型，然后用自来水洗至ph23后沥干备用。b 阴树脂用56倍树脂量，10%氢氧化钠浸泡11.5小时，然后用自来水洗至ph9后沥干备用。6.2 操作注意事项1、树脂层不得留存气泡，如发现有气泡，应及时用逆洗办法驱除。2、处于关闭状态的阀门必须关紧关严。3、混合出水不合格时，应立即再生，再生应控制酸碱浓度，酸再生时控制液面，防止树脂失效。4、停用期间，混合柱宜隔日放水一次，如长期不用，树脂转成na型或cl型保存。在停用数小时后重新开始使用，混合柱出水水质合格后方可进入脱盐纯水箱。5、混床内阳树脂与阴树脂比例为1：2。6.3 成品水质量控制酸碱度

42、：取成品10ml，加甲基红指示2滴，不得显红色；另取10ml，加溴麝香草酚蓝指示液滴，不得显蓝色。氯化物、硫酸与钙：取50ml，加硝酸5滴与硝酸银试液1ml，不得发生浑浊。氨：取50ml，加碱性碘化汞钾试液2 ml，放置15分钟；如显色，与氯化铵溶液（取氯化铵31.5mg，加无氨水适量使溶解并稀释成1000 ml）1.5 ml，加无氨水48 ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较，不得更深（0.00003%）。易氧化物：取100ml，加稀硫酸10ml，煮沸后，加高锰酸钾滴定液（0.02mol/l）0.10ml，再煮沸10分钟，粉红色不得完全消失。重金属：取40ml，加醋酸盐缓冲液（ph3

43、.5）2ml与硫代乙酰胺试液2ml，摇匀，放置室外5分钟，与标准铅溶液2ml加水38ml用同一方法处理后的颜色比较，不得更深（0.00005%）。二氧化碳：取25 ml，置50 ml具塞量筒中，加氢氧化钙试液25 ml，密塞振摇，放置，1小时内不得发生浑浊。第七章 设备安全操作、维护及保养7.1设备操作和安全常识一、设备操作系统放气(1) 每次开机前，多介质排气阀和活性碳排气阀打开，当有水从多介质过滤器排气阀溢出时，说明介质过滤器已完成排气，这时，就可以关闭多介质和活性炭过滤器，转换到正常工作。(2) 打开活性碳过滤器排气阀和进水阀，当有水从排气阀溢出时，即打开碳滤器出水阀，并关闭排气阀。(3

44、) 开高压泵排气阀排气，完成各级放气工作后，设备即可进入工作状态。二、生产操作先打开总电源开关。依据预处理操作,打开阀,观察原水流量及压力，如果流量及压力不能满足要求，再打开增压泵，调节原水流量，使流量在3t/h左右，待水从过滤器排污阀流出时,打开高压泵前后阀门和浓水阀、纯水阀,此时打开高压泵开关，调节浓水阀门，使高压泵压力保持在0.81mpa,纯水流量在2t/h。统计纯水流量与浓水流量,使其总和与总进水量保持平衡。纯水流入纯水箱,浓水则排放出去,由主机出来的水已满足饮用纯水标准,一级出水电导率在10s/cm左右.一级出水经二级膜后，再经紫外杀菌器和臭氧发生器杀菌后罐装饮用。7.2停机（1）正

45、常停机关闭原水泵；关掉絮凝计量泵；多介质过滤器；活性炭过滤器，阻垢计量泵、高压泵都相应停止工作。（2）非正常停机：如遇紧急情况，例如突然停电、停水或突遇一些无法估计的事件发生，首先关总电源。原水泵，然后再关所有阀门和水源。7.3安全常识三、设备介质特性石英砂的机械强度大，相对密度为2.65左右，稳定性好。活性炭的内表面积大，吸附能力强，水处理效果好。四、系统运行安全要点（1）设备在第一次使用时必须在滤、碳滤、过滤器冲洗后，才能正式生产。（2）在开机前,要确保本系统和其他设备都接通，并进入准运状态。（3）设备运行过程中，应经常观察设备是否运行正常，发现问题或出现故障时立即关机，及时维修。（4）在操作时，应先打开阀门，然后打开泵，以免损坏泵。 工作结束时，应先关闭泵，然后关闭相应阀门，确保泵不出故障。（5）操作人员必须严格按操作步骤进行操作。（6）系统在日常运行过程中，用户每天应根据运行记录表作必要的运行记录，以作为我公司日后对系统维护及维修的依据。（7）设备在规定时间内须对各部件进行维护，包括滤芯的更换，树脂的再生，反渗透膜的清洗等操作。 (8)反渗透设备不可长期停机。 若短期停机，介质过滤器等预处理系统每天应进行冲洗，并关掉所