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基于西门子PLC的纯净水自动化生产

线系统

摘要：采用目前最先进的西门子S7-1214可编程控制器，人机界面采用15

寸彩色MCGS触摸屏，与可编程控制器采用ProfiNet通讯。针对控制系统的硬件

组成、人机界面论述。可监控原水箱液位、纯水箱液位、控制调节阀的开度、电

磁阀、水泵、压力开关等状态。

关键词：可编程控制器，触摸屏，ProfiNet

1.

系统概述

系统由净水设备与包装子系统组成。净水系统包括石英砂过滤器、活性炭吸

附器、树脂软化器及反渗透设备、紫外线消毒装置和臭氧发生装置。操作有自动

与手动相结合的操作方式。包装系统为桶装生产线系统，具有洗瓶、灌装、封口

于一体的全自动包装生产线，可以同时包装也可以手动选择。采用（60~80桶/小

时）微电脑自动洗灌机来实现桶装水的包装，可用于蒸馏水、矿泉水和其他无菌

液体的灌装。该设备集洗瓶、灌装、套盖、压盖和成品送出为一体，使用的原材

料符合食品行业和其他行业要求。

系统自动部分由PLC完成，配置监控人机界面，通过现场总线与PLC通讯进

行实时监控。

1.

系统设计

1、原水箱、原水箱

原水箱用于存储生产用的原水，原水箱的进水由进水电磁阀的通断直接控制，

而电磁阀的通断取决于检测原水箱液位高度的浮球液位开关，当原水箱液位处于

低水位时，低水位信号反馈到控制中心PLC，然后PLC驱动打开进水电磁阀，使

原水进入水箱补水；当原水箱液位处于高水位时，同样浮球开关反馈高水位信号

到PLC，PLC使进水电磁阀关闭，避免原水溢出水箱。

另外，原水箱还配有投入式液位传感器，输出4-20MA电流信号，传感器量

程0-1.5米，此传感器用于检测实时水箱液位高度，配合显示仪表或上位机软件

可直观显示当前液位高度。

2、增压泵

系统采用380V0.55KW卧式增压泵用于给过石英砂过滤器、活性炭吸附器、

树脂软化器等过滤器提供压力。

3、电动调节阀

电动调节阀用于调节原水流量，从而调节产水速率。电动调节阀可接受外部

4-20ma电流信号作为开度控制信号，也可反馈4-20ma电流信号到PLC，作为位

置反馈。调节阀可自动控制也可手动操作。

4、涡轮流量计

涡轮流量计可反馈4-20ma电流信号到PLC用于监控管道流量。

5、石英砂过滤器

石英砂作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒

状石英砂过滤，能有效的截留出去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、

氯、嗅味及部分重金属离子。

6、活性炭吸附器

活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、

三卤甲烷等。此外，对银、镉、铬酸根、氰、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也

有媳妇能。

7、树脂软化器

树脂软化器主要目的是让阳树脂媳妇水中的钙、镁离子（形成水垢的主要成

分）,降低原水的硬度。

8、保安过滤器

保安过滤器一般设置在压力容器之前，以去除浊度1度以上的细小微粒（例

如细小的石英砂、活性炭颗粒等）以确保水质过滤精度及保护膜过滤元件不受大

颗粒物质的损坏。

9、低压保护开关

低压保护开关用于保护高压泵，当管道水压高于保护器设定值时，压力开关

才动作，信号反馈到PLC，此时PLC可控制高压泵工作，这样避免在管道水压不

足的情况下高压泵空转使高压泵损坏。

10、高压泵

系统采用380V1.5KW立式高压泵用于给反渗透装置提供渗透压力。

11、反渗透装置

反渗透装置是一种以压力差为推动力，从原水中分离出纯水的膜分离装置，

对膜的一侧的原水施加压力，当压力超过他的渗透压时，在膜的低压侧可得到渗

透过的纯水，高压侧得到废水。

12紫外线消毒装置

紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA

或RNA的分子结构，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效

果，紫外线可将水中各种细胞、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死。

13、臭氧发生器

具有驱除异味，去除水中余氯、氧化重金属，迅速杀灭各种细菌、病毒，且

无二次污染的作用。

14、纯水箱

纯水箱用于存储生产出的纯水，纯水箱装有液位浮球开关，用于