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基于PLC的水厂滤池控制系统设计.doc
基于PLC的水厂滤池控制系统设计
毕业设计指导书
毕业设计是本科教学计划的最后一个重要环节,是落实本科教育培养目标的重要组成部分。其重要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析、解决实际问题的能力,是学生从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练。本设计是以水厂滤池为控制对象,设计一套以PLC 为控制主体的水厂滤池控制系统。要求设计者以严肃认真、一丝不苟的态度对待这次设计,通过这个环节的学习,提高学生独立分析问题、解决问题的实际能力,学生应在系统设计、计算、工程绘图、实验、计算机使用、编制技术文件等方面的能力得到训练和提高。
一、毕业设计的题目、任务和要求
1. 题目:基于PLC的水厂滤池控制系统设计
2. 任务:
总体控制方案设计;
绘制水厂滤池控制系统原理图;
系统硬件设备选型、PLC选型和I/O模块选型;
绘制系统硬件配置图;
绘制输入输出接线图;
编写输入输出定义表;
编写程序流程图,设计梯形图控制程序;
用组态软件设计监控系统;
总结各种资料和经验,编写技术文件;
写毕业设计报告(包括说明书和相应图纸)、准备毕业答辩。
3. 目的、要求
巩固、联系、充实、加深、扩大所学基础理论知识和专业知识;
掌握专业设计工作的流程、方法和步骤;
增强计算、绘图、编制技术文件的能力;
提高运用所学知识分析、解决实际问题的能力;
通过毕业实习、毕业设计及毕业答辩全过程的训练,加强师生之间交流,培养学术研讨的好学风;
培养学生严肃认真、刻苦钻研、实事求是的工作作风;
要求学生遵守作息时间,遵守学校的各项规章制度,确保毕业设计顺利地、高质量地完成。
二、毕业设计的一般步骤和基本内容
收集并整理设计所需原始资料,为确定设计方案作准备。
有针对性地复习掌握与本设计相关的内容,如“过程控制工程”、“可编程序控制器原理与应用”、“自动控制原理”、“交流调速系统”、“电子技术基础”、 “计算机控制系统”等。
根据控制要求确定控制方案
某水厂滤池部分由8个V型滤池组成,每个滤池尺寸为6m×6m×6m,滤料采用单层1.4m加厚均粒石英沙滤料。设计滤速为9m/h,气冲强度为15.3L/s·m2,水冲强度3.8 L/s·m2。每格滤池设置一个现场PLC,主要功能是完成滤池的自动反冲洗和恒水位过滤控制。在正常的过滤条件下,生产工艺要求将水位的波动限制在400±2cm的范围内实现等速恒水位过滤。当滤池的运行满足了反冲洗的条件(运行周期到、水头信号或强冲信号),需要进行反冲洗,以去除滤料层的杂质。按要求,每次只有一格滤池反冲洗,当多格滤池同时要求反冲洗时,系统自动按照先进先出的原则排队进行。
滤池正常过滤时,为实现恒水位过滤,设计以出水流量为控制参数的滤池液位PID控制系统。
当系统接收到手动强制冲洗信号、水头损失信号、定时冲洗信号中的任一个指令时,进行单格滤池反冲洗。首先关闭进水阀,滤池内部的存留水经出水阀继续过滤排除,当水位降至设定的反冲水位时(0.35m),关闭出水阀并打开排污阀,排污阀的信号到位后打开反冲气阀,启动风机进行气冲6min,然后关闭鼓风机,关闭反冲气阀。打开反冲水阀,开启反冲水泵,水洗6min,完成后关闭反冲水阀、停水泵,关闭排污阀、开启进水阀接受待滤水。当水位升到接近过滤恒水位时,滤池反冲洗正式结束,系统转入正常的过滤程序。
在中控室设置主控PLC,其主要的功能是负责和各现场的PLC通信,收集反冲洗水泵、鼓风机等反冲洗设备信号,协调各格滤池的反冲洗。
三、系统硬件设计
根据控制要求,确定总体控制方案后,先进行系统硬件设计。主要包括以下内容:
合理选择硬件设备;
根据控制要求,合理选择传感器型号、精度、量程;合理选择执行器型号和规格。确定其它电气元件型号和数目。
PLC选型;
估算所需I/O点数,进行I/O模块选型;
绘制系统硬件配置图;
绘制输入输出接线图。
四、系统软件设计
根据硬件连接情况,编写输入输出定义表;
根据控制要求,编写梯形图程序;
对程序进行调试和修改。
五、控制算法及参数整定
根据所设计的控制方案和被控对象模型,合理选择控制算法并进行参数整定,使系统性能满足控制要求。
六、监控系统设计
利用组态软件设计该系统的监控画面,包括流程图画面、实时参数显示画面、PID参数整定画面、趋势图画面等。
七、编制技术文件
毕业设计的技术文件主要包括毕业设计论文(说明书)和相关图纸两个部分。
总结整理设计过程中的各种资料和经验、教训;
编制毕业设计(论文)说明书:
篇幅在1.5~2万字;
设计书(论文)完整,系统性强(有目录、前言、中英文摘要、正文、结束语、主要参考文献等部分);
中、英文摘要约300字,关键词3~5个;
内容正确、文笔流畅、层次分明,格式规范;
文
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