轮机综合实验室海水制淡系统设计(附件)【字数：14748】
海水淡化，也叫作海水脱盐，是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。海水淡化的蒸馏法主要有多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED)和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源，多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术，它仅使用电能，应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。本文主要介绍了通过PLC控制海水反渗透淡化装置，实现海水了海水制淡装置的自动运行并且利用组态软件设计人机界面，对处理过程进行监测和控制。该设计用西门子S7-200系列的PLC来实现海水淡化的处理过程。上位机采用了touch win软件完成监控界面的设计，当系统出现的故障时进行实时报警。下位机使用PLC编程实现过程控制。该设计系统将硬件和软件相结合，实现了海水淡化的基本功能要求。关键词海水淡化；反渗透；PLC；组态
目录
第一章 绪论 1
1.1 海水淡化研究背景及意义 1
1.2 海水淡化国内外概述 1
1.3 本文设计内容 2
第二章 方案设计 3
2.1 海水制淡的种类 3
2.2 海水淡化系统工作流程设计 5
2.3 反渗透膜的设计计算 8
2.4 系统电气控制方案 12
2.5 本章小结 12
第三章 基于PLC的海水淡化系统的硬件设计 13
3.1 PLC选型 13
3.2 海水淡化系统其他器件的选型 14
3.3 海水淡化系统PLC外部接线图设计 20
3.4海水淡化系统主电路设计 20
3.5本章小结 22
第四章 PLC程序设计 23
4.1 系统流程图设计 23
4.2 I/O分配表 25
4.3 PLC梯形图设计 25
4.4 本章小结 30
第五章 基于touch win组态界面设计 31
5.1 touchwin新建工程 31
5.2 Touchw *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
in 组态设计 33
5.3本章小结 36
结 束 语 37
致 谢 39
参 考 文 献 40
附录 42
绪论
1.1 海水淡化研究背景及意义
就目前全球的经济发展状况来看，21世纪经济发展的重中之重是可持续发展。由于能量的损耗是持续进行的加上我国水资源的存储量本来就不多，这使得我国水资源逐渐匮乏，水资源对我国经济的发展有着巨大的影响。
海洋为船舶的航行提供了广阔的空间 ，但海水不能直接使用，船舶动力装置需要损耗大量的淡水，如柴油机的冷却水、锅炉的给水等，水手和游客也需要大量的的生活用水, 因此, 淡水是水手正常生活和船舶动力运行必不可少的物资。在船舶航行的时候，假如携带大量的淡水肯定会减小船舶的运载能力，这肯定是不经济的，海水淡化能保证船舶动力装置持续运行而且不需要携带大量淡水，这不仅加强了船舶的运载能力，而且给水手和游客带来了生命之水，因此研究轮机综合实验室海水制淡系统设计有着重大的意义[]。
1.2 海水淡化国内外概述
一、国外海水淡化概述 ：
现如今，科技发现迅速，国外海水淡化技术越来越成熟，有多效蒸馏法、多级闪蒸、反渗透法等，每天的产量从以前的几百立方米上升到了现在的几十万立方米。众所周知，沙特阿拉伯有着世界上最大的海水淡化工厂，每天可以生产大约四十六万立方的淡水，全世界最大的的低温多效海水淡化工厂在塔维拉酋长国，每天可以产出大约二十四万立方米的水，全世界规模最大的热模联产海水淡化工厂在以色列，平均每天可以产出三十三万立方米的淡水，阿联酋具有全世界利用率最高的的热膜联产海水淡化工厂，每天的发电量可以达到六百五十六兆瓦，每天可以产出的淡水量大约在四十五四万立方米，其中热法每天的产水量大约二十八点四万立方米，膜法可以产生大约十七万立方米，海水淡化技术已经越来越成熟，光伏发电和水力发电的技术水平越来越高，所需的成本越来越低，这使得海水淡化技术的成本越来越低，目前利用海水淡化技术产生的淡水已经逐渐走向市场[2]。
二、我国海水淡化的现状：
我国在很久以前就进行了海水淡化的研究，我国早在19671969年进行了海水淡化的深入研究，研究了电渗析法、反渗透法和蒸馏法等海水淡化方法，我国1981年在南海采用电渗透法建设了日产淡水量二百立方米的海水淡化装置，这对我国的国防事业做出了巨大贡献，我国在19972000这三年间海水淡化技术有了质的突破，那时我国利用反渗透法生产的淡水已经可以达到5001000立方米，经过了短短三年，我国利用反渗透技术在山东建成了每天产水量五千立方米的海水淡化装置，2004年我国利用低温多效法在青岛建成每天产水量三千立方米的海水淡化装置[3]。
经过看了四十多年的努力，我国的海水淡化技术越来越成熟，已经能大规模生产淡水，到2006年我国已经具有大规模海水淡化设备四十一套，其每天的淡水产水量可达四十一万立方米，现在我国利用用反渗透法和低温多效蒸馏法生产的淡水已经达到了总产水量的95%，其他方法大约占5%，我国变频控制技术飞速崛起，这使得海水淡化装置能量的损耗越来越少，这使得海水淡化技术所需要的成本越来越少，我国自主研发了超滤和微滤技术有效的解决了海水提前处理的问题，我国在杭州建成了用于反渗透技术得复合膜生产车间[4]。我国从1958年就开始研究用电渗析法进行海水淡化，慢慢的开始尝试用蒸馏法和反渗透法，根据统计我国利用电渗析法已经在沿海地区建成了13套海水淡化设备，其每天的产水量可以达到一千五百吨，我国在西北地区建成了规模较小的海水淡化设备就有20套，电渗析法引用的领域非常小只有8%，所以电渗析法还有许多的潜力可以挖掘，最近十年里，反渗透技术越来越成熟，这使得大多数设备都采用反渗透法，我国有40多家反渗透技术的研究所，生产海水淡化装置的厂家多达600多家，换句话说反渗透技术在我国海水淡化领域得到了很大的重视[5]。
目录
第一章 绪论 1
1.1 海水淡化研究背景及意义 1
1.2 海水淡化国内外概述 1
1.3 本文设计内容 2
第二章 方案设计 3
2.1 海水制淡的种类 3
2.2 海水淡化系统工作流程设计 5
2.3 反渗透膜的设计计算 8
2.4 系统电气控制方案 12
2.5 本章小结 12
第三章 基于PLC的海水淡化系统的硬件设计 13
3.1 PLC选型 13
3.2 海水淡化系统其他器件的选型 14
3.3 海水淡化系统PLC外部接线图设计 20
3.4海水淡化系统主电路设计 20
3.5本章小结 22
第四章 PLC程序设计 23
4.1 系统流程图设计 23
4.2 I/O分配表 25
4.3 PLC梯形图设计 25
4.4 本章小结 30
第五章 基于touch win组态界面设计 31
5.1 touchwin新建工程 31
5.2 Touchw *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
in 组态设计 33
5.3本章小结 36
结 束 语 37
致 谢 39
参 考 文 献 40
附录 42
绪论
1.1 海水淡化研究背景及意义
就目前全球的经济发展状况来看，21世纪经济发展的重中之重是可持续发展。由于能量的损耗是持续进行的加上我国水资源的存储量本来就不多，这使得我国水资源逐渐匮乏，水资源对我国经济的发展有着巨大的影响。
海洋为船舶的航行提供了广阔的空间 ，但海水不能直接使用，船舶动力装置需要损耗大量的淡水，如柴油机的冷却水、锅炉的给水等，水手和游客也需要大量的的生活用水, 因此, 淡水是水手正常生活和船舶动力运行必不可少的物资。在船舶航行的时候，假如携带大量的淡水肯定会减小船舶的运载能力，这肯定是不经济的，海水淡化能保证船舶动力装置持续运行而且不需要携带大量淡水，这不仅加强了船舶的运载能力，而且给水手和游客带来了生命之水，因此研究轮机综合实验室海水制淡系统设计有着重大的意义[]。
1.2 海水淡化国内外概述
一、国外海水淡化概述 ：
现如今，科技发现迅速，国外海水淡化技术越来越成熟，有多效蒸馏法、多级闪蒸、反渗透法等，每天的产量从以前的几百立方米上升到了现在的几十万立方米。众所周知，沙特阿拉伯有着世界上最大的海水淡化工厂，每天可以生产大约四十六万立方的淡水，全世界最大的的低温多效海水淡化工厂在塔维拉酋长国，每天可以产出大约二十四万立方米的水，全世界规模最大的热模联产海水淡化工厂在以色列，平均每天可以产出三十三万立方米的淡水，阿联酋具有全世界利用率最高的的热膜联产海水淡化工厂，每天的发电量可以达到六百五十六兆瓦，每天可以产出的淡水量大约在四十五四万立方米，其中热法每天的产水量大约二十八点四万立方米，膜法可以产生大约十七万立方米，海水淡化技术已经越来越成熟，光伏发电和水力发电的技术水平越来越高，所需的成本越来越低，这使得海水淡化技术的成本越来越低，目前利用海水淡化技术产生的淡水已经逐渐走向市场[2]。
二、我国海水淡化的现状：
我国在很久以前就进行了海水淡化的研究，我国早在19671969年进行了海水淡化的深入研究，研究了电渗析法、反渗透法和蒸馏法等海水淡化方法，我国1981年在南海采用电渗透法建设了日产淡水量二百立方米的海水淡化装置，这对我国的国防事业做出了巨大贡献，我国在19972000这三年间海水淡化技术有了质的突破，那时我国利用反渗透法生产的淡水已经可以达到5001000立方米，经过了短短三年，我国利用反渗透技术在山东建成了每天产水量五千立方米的海水淡化装置，2004年我国利用低温多效法在青岛建成每天产水量三千立方米的海水淡化装置[3]。
经过看了四十多年的努力，我国的海水淡化技术越来越成熟，已经能大规模生产淡水，到2006年我国已经具有大规模海水淡化设备四十一套，其每天的淡水产水量可达四十一万立方米，现在我国利用用反渗透法和低温多效蒸馏法生产的淡水已经达到了总产水量的95%，其他方法大约占5%，我国变频控制技术飞速崛起，这使得海水淡化装置能量的损耗越来越少，这使得海水淡化技术所需要的成本越来越少，我国自主研发了超滤和微滤技术有效的解决了海水提前处理的问题，我国在杭州建成了用于反渗透技术得复合膜生产车间[4]。我国从1958年就开始研究用电渗析法进行海水淡化，慢慢的开始尝试用蒸馏法和反渗透法，根据统计我国利用电渗析法已经在沿海地区建成了13套海水淡化设备，其每天的产水量可以达到一千五百吨，我国在西北地区建成了规模较小的海水淡化设备就有20套，电渗析法引用的领域非常小只有8%，所以电渗析法还有许多的潜力可以挖掘，最近十年里，反渗透技术越来越成熟，这使得大多数设备都采用反渗透法，我国有40多家反渗透技术的研究所，生产海水淡化装置的厂家多达600多家，换句话说反渗透技术在我国海水淡化领域得到了很大的重视[5]。
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