基于PLC控制系统的水厂滤池管理软件设计文献综述

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1、文献综述基于PLC控制系统的水厂滤池管理软件设计1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展，人民生活水平的提高，城市供水系统的要求变高，尤其是对工厂的供水系统。不仅要满足管网压力的需要、保证充足供水，还要求水质明显提高。滤池是水厂处理净水构筑物的最后一道工序，滤池工作的好坏直接影响到水厂的水质。滤池反冲洗工艺复杂，如果仍然沿用人工方式，这样劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行滤池自动化系统的改造。因此，我们需要采用先进技术，基于对PLC控制器的了

2、解，可以采用PLC针对水厂的过滤问题。很长时间以来，被国外的一些专家称为“先进工业三大支柱”的，分别是可编程程序控制器PLC，数控，机器人。这三个技术都采用了模块化的设计思路，使大规模集成电路发展迅速，尤其是计算机，电信，显示，集成电路，冗余，电器等高新技术的兴起，解决了很多工业实际应用的关键问题，还取得了让人欣慰的好成绩。特别是可编程器件，更是成为一种主流[1]。可编程序控制器(ProgrammableLogicController简称PLC)，原本应简称PC，为了与个人计算机专称PC相区别，所以可编程

3、序控制器简称定为PLC，但并非说只能控制逻辑信号。PLC起始于20世纪60年代，是一种数字运算电子系统,专为在工业环境应用而设计的，它将通讯技术、自动控制技术和计算机技术融为一体,成为实现单机、车间、工厂自动化，数字化的核心设备,具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便、应用范围广等很多优点。随着技术的进步,其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制,成为自动化领域的三大技术支柱之一。其主要应用的技术领域有:顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网

4、络技术等[2]。PLC的基本组成是：中央处理器（CPU），存储器，输入输出接口，外部设备编程器以及电源模块组成，其中输入输出接口（简称I/O口）还包括输入接口，输出接口，外部设备接口，扩展接口等，各个单元之间用数据总线，地址总线，控制总线，和电源总线连接。中央处理器（CPU）由控制器，运算器和寄存器集成，与存储器，I/O接口等相连接，CPU按照PLC内系统程序赋予的功能指挥PLC控制系统完成各项工作任务。PLC内的存储器用于存储系统程序，用户程序和数据等。输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行

5、元件连接的接口电路，有直流输入，交流输入和交直流输入，输出采用继电器，晶体管等，在输入电路中将信号转换为CPU能够接受和处理的信号，在输出电路中将送出的弱点信号转换为可使用的强电信号。编程器将用户程序下载到PLC的用户程序存储器等，能进行语句式的编程，还能进行图编程。电源电路则为PLC内部各单元的正常工作提供电量[3]。从PLC问世以来，实现了在线数据的采集和输出，控制，数据处理，联网，数据交换等功能，产品众多，无论是电子，电力，工业等方面，都有着举足轻重的意义,是当今工业自动控制的标准设备之一，发展至今

6、，带动了整个工业自动化的发展，也同时带动了一些相关技术的发展，例如DCS,FCS,I/O技术等，相信不久的将来，仍然会继续这种控制状况。2主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）随着对水质标准的提高要求，已满足不了新的水质生产工艺要求。这种单水反冲,反冲效果不理想，滤料易积泥，滤料层的截污能力也得不到充分的利用，且冲洗耗水量大;滤池冲洗时，由于滤料会膨胀，因而自动进行水利分级，形成下粗上细的滤料层，其上部易被堵塞，即水头损失增长过快，产生负压过滤，因而影响过滤周期，下层滤料又不

7、能充分发挥截污作用。因此，进行滤池技术改造己是当务之急[4]。滤池自控技术，如果控制得不好，就不能达到预定的要求。采用哪一种滤池反冲技术是滤池自控技术中的重点研究内容。单一水反冲洗技术己沿用多年，由于该方法具备操作单一和设备简单等特点，在我国得到了广泛应用。但实践证明，该技术是一种弱反冲洗方式。耗水量较大，剪切、碰撞及摩擦作用较弱，难以完全消除滤料上的泥球及结块现象，也给过滤带来许多弊端[5]。由于传统的水反冲洗技术存在着一些问题，众多学者通过不断探索和研究，开发了气水反冲洗技术。目前，国内外气水反冲洗有

8、3种运行方式:一是先气洗，再用低流量水反冲洗;二是先气水同时反冲洗，再用低流量水反冲洗;三是先气洗，再气水同时反冲洗，最后用水漂洗[6]。现代化的自来水厂基本采用计算机控制技术。欧美的一些城市，在进行水处理时，已经能用PC机进行数据的记录和采集，并对运行过程进行控制，甚至已经实现了全自动[7]。如美国爱荷华水厂，在七十年代初开始研究微机自动控制水厂投加药剂，此外，俄罗斯的莫斯科水厂、日本东京朝霞水厂等也先后采用计算机自动控制水