二、應(yīng)用說明
1.功能描述
反滲透是反其自然滲透過程的一種科學(xué)方法，滲透和反滲透均是通過半透膜來完成的，當(dāng)用半透膜隔開兩種不同濃度的溶液時(shí)，稀溶液中的溶劑就會(huì)透過半透膜進(jìn)入濃溶液一側(cè)，這種現(xiàn)象叫滲透。當(dāng)在濃溶液側(cè)施加一外來壓力時(shí)，滲透過程即停止，即達(dá)到所謂滲透平衡，平衡狀態(tài)所需要的外加壓力稱為滲透壓差。滲透壓是溶液本身的一種性質(zhì)，其值與膜無關(guān)。當(dāng)繼續(xù)增大濃溶液一側(cè)的壓力，即所施壓力大于滲透壓力時(shí)，溶劑會(huì)反其原來的滲透方向，由濃溶液側(cè)通過半透膜進(jìn)入稀溶液側(cè)，這種現(xiàn)象稱為反滲透，如圖1。
此項(xiàng)目只有一套反滲透系統(tǒng)，由保安過濾器、增壓泵、反滲透裝置組成。電氣控制設(shè)備包括兩套電動(dòng)閥分別為反滲透濃水排放閥和沖洗進(jìn)水閥，一臺(tái)增壓泵，一臺(tái)高壓泵，三臺(tái)加藥計(jì)量泵，濃水池有兩個(gè)液位開關(guān)，每臺(tái)增壓泵進(jìn)出口各一個(gè)壓力開關(guān)，如圖2所示。
2.工藝流程
工藝流程如圖3所示。
自控說明：
1）反滲透裝置開機(jī)自動(dòng)低壓沖洗：裝置操作時(shí)，將模式控制旋鈕置于“自動(dòng)”位置，如濃水箱液位高于設(shè)定值（暫定1.5m），則順序啟動(dòng)增壓泵，打開反滲透濃水排放閥進(jìn)行低壓沖洗，沖洗5min左右，先關(guān)閉濃水排放閥，再啟動(dòng)高壓泵，裝置進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
2）反滲透裝置自動(dòng)停機(jī)，停機(jī)低壓沖洗：濃水箱液位低于設(shè)定值時(shí)（暫定0.3m），執(zhí)行停機(jī)程序。先停止高壓泵、增壓泵，再打開沖洗進(jìn)水閥、濃水排放閥，啟動(dòng)沖洗泵進(jìn)行低壓沖洗，沖洗15分鐘后，先關(guān)閉濃水排放閥，再關(guān)閉沖洗進(jìn)水閥，關(guān)閉沖洗水泵進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
3）阻垢劑計(jì)量泵與高壓泵聯(lián)鎖啟停。
4）絮凝劑計(jì)量泵、加酸計(jì)量泵與增壓泵聯(lián)鎖啟停。
5）高壓泵入口設(shè)低壓開關(guān)，當(dāng)泵入口壓力低于0.05MPa時(shí)，壓力開關(guān)動(dòng)作，使高壓泵停止運(yùn)行，保證高壓泵的安全（手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)均連鎖控制）。高壓泵停止后，即使泵入口壓力恢復(fù)也不能立即啟動(dòng)高壓泵，至少持續(xù)1min方可再啟動(dòng)高壓泵，以避免頻繁啟動(dòng)。
6）高壓泵出口設(shè)高壓開關(guān)，當(dāng)泵出口壓力高于1.8MPa時(shí)，壓力開關(guān)動(dòng)作，使高壓泵停止運(yùn)行，保證高壓泵、膜元件、膜殼的安全（手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)均連鎖控制）。高壓泵停止后，即使泵出口壓力恢復(fù)也不能立即啟動(dòng)高壓泵，至少持續(xù)1min方可再啟動(dòng)高壓泵，以避免頻繁啟動(dòng)。
3、系統(tǒng)需求分析：該系統(tǒng)控制比較簡(jiǎn)單，步序少，但是邏輯性比較強(qiáng)，若使用繼電器控制，需要大量的繼電器和延時(shí)繼電器，電路復(fù)雜，故障發(fā)生率較高，選用一塊LOGO！就可以解決以上問題，而且價(jià)格合理，比使用S7-200及其他廠商PLC成本低，編程簡(jiǎn)單易上手，既有價(jià)格優(yōu)勢(shì)又有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
三、應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
1、電氣控制原理如圖4至圖6，系統(tǒng)硬件組成包括LOGO！12/24RC一塊，I/O擴(kuò)展模塊DM16兩塊。
3、I/O分配表如表1所示。
表1輸入輸出信號(hào)表
4、控制方案編程設(shè)計(jì)
1）遠(yuǎn)程：將各設(shè)備轉(zhuǎn)換到遠(yuǎn)程狀態(tài)，并且無故障時(shí)才能自動(dòng)運(yùn)行，為防止設(shè)備損壞，當(dāng)有任何一臺(tái)電機(jī)故障時(shí)都將停止自動(dòng)運(yùn)行，程序如圖7所示。
2）裝置開機(jī)：遠(yuǎn)程狀態(tài)下并且濃水箱高液位開關(guān)I20閉合時(shí)按下I6開機(jī)按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)遠(yuǎn)程狀態(tài)下按下I7關(guān)機(jī)按鈕時(shí)，有兩種情況：正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)停機(jī)，執(zhí)行停機(jī)沖洗后停機(jī)；其他狀態(tài)下停機(jī)，停止一切運(yùn)行設(shè)備，程序如圖8。
3）開機(jī)沖洗及正常運(yùn)行：系統(tǒng)開機(jī)M1閉合后，當(dāng)I21濃水箱高液位閉合時(shí)，且I2沖洗電動(dòng)閥關(guān)狀態(tài)處于閉合時(shí)，延時(shí)30S后打開Q2濃水排放閥， I3濃排閥開狀態(tài)閉合后，開啟Q6增壓泵，進(jìn)入開機(jī)沖洗狀態(tài)。開機(jī)沖洗5Min后關(guān)閉濃排閥，濃排閥關(guān)指示I4閉合后啟動(dòng)Q5高壓泵，系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，程序如圖9。
4）待機(jī)、停機(jī)：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，若I20濃水箱低液位開關(guān)閉合，延時(shí)30S后停止Q6增壓泵和Q5高壓泵，然后開Q2濃水排放電動(dòng)閥和Q1沖洗電動(dòng)閥，然后開啟Q7沖洗泵，進(jìn)行停機(jī)沖洗，沖洗15Min后先關(guān)Q2濃水排放閥，然后關(guān)閉Q1沖洗電動(dòng)閥，最后關(guān)Q7，沖洗泵，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)I21濃水箱高液位開關(guān)閉合時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入開機(jī)沖洗，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行，程序如圖10。
5）報(bào)警：當(dāng)高壓泵入口壓力低，I18閉合時(shí)，為保護(hù)高壓泵，停止高壓泵運(yùn)行，并顯示報(bào)警Q3，報(bào)警必須經(jīng)I8復(fù)位后才可再啟動(dòng)高壓泵，為避免頻繁啟動(dòng)，報(bào)警出現(xiàn)1Min后才可再次啟動(dòng)高壓泵；當(dāng)高壓泵出口壓力過高，I19閉合時(shí)，為保護(hù)超濾膜，停止高壓泵運(yùn)行，并顯示高壓報(bào)警Q4，報(bào)警必須經(jīng)過復(fù)位后才可再次啟動(dòng)高壓泵，為避免頻繁啟動(dòng)，報(bào)警出現(xiàn)1Min后才可再次啟動(dòng)高壓泵，程序如圖11。
6）阻垢劑計(jì)量泵與高壓泵聯(lián)鎖啟停，絮凝劑計(jì)量泵、加酸計(jì)量泵與增壓泵聯(lián)鎖啟停，以上連鎖都是通過外部接觸器輔助觸點(diǎn)控制。
5、離線仿真與在線測(cè)試
西門子LOGO！編程軟件集成離線仿真功能，在程序下載前進(jìn)行仿真測(cè)試能避免許多不必要的問題出現(xiàn)，仿真時(shí)可以進(jìn)行斷電測(cè)試，提高了系統(tǒng)的安全性。測(cè)試完畢后，將程序下載到LOGO!進(jìn)行在線測(cè)試，如圖12至圖13所示，LOGO！狀態(tài)如圖14至圖15。
6、應(yīng)用實(shí)例
下面圖16至圖19是本公司最近調(diào)試的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，控制是一樣的，只是比本試用項(xiàng)目多了模擬量部分。
四、應(yīng)用體會(huì)
1、通過實(shí)際編程，應(yīng)用指令后才發(fā)現(xiàn)了LOGO！的強(qiáng)大，甚至有的計(jì)時(shí)器比step7還要方便，LOGO！完全替代了大量的繼電器電路，節(jié)約了控制柜空間，減少接線，從而降低故障發(fā)生率。
2、靈活的編程方法，上手快，編程語言豐富，功能齊全，滿足了不同的需求，自帶顯示面板是個(gè)亮點(diǎn)，可以不用PC監(jiān)控查看內(nèi)部程序，可以進(jìn)行故障診斷。
3、高性價(jià)比，低廉的價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力，適合在小型系統(tǒng)中開發(fā)使用。
參考文獻(xiàn)：
[1]張子義譯..LOGO！控制器實(shí)訓(xùn)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.
[2]西門子（中國(guó)）有限公司深入淺出西門子LOGO!（第二版）北京航空航天大學(xué)出版社，2009.10
圖一 反滲透原理
圖二 系統(tǒng)組成
圖三 系統(tǒng)流程圖
圖四 LOGO！原理圖
圖五 DM16-1接線圖
圖六 DM16-2接線圖
圖七 遠(yuǎn)程部分編程
圖八 開機(jī)部分編程
圖九 開機(jī)沖洗及運(yùn)行部分編程
圖十 待機(jī)停機(jī)部分編程
圖十一 壓力開關(guān)報(bào)警部分編程
圖十二 仿真測(cè)試
圖十三 在線測(cè)試
圖十四 LOGO！狀態(tài)顯示
圖十五 LOGO!輸出顯示
圖十六 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
圖十七 控制柜內(nèi)部結(jié)果
圖十八 自動(dòng)控制箱
圖十九 水泵就地控制箱
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