PLC控制的原水净化沙滤池系统的设计
[keywords]： PLC；double valve filter； program目录
引言 1
一、绪论 2
（一）我国水资源状况 2
（二）我国水资源分布 2
（三）本文研究的主要内容 2
二、水质净化系统的设计 2
（一）自来水整体净化系统 2
（二）沙滤池净化系统 6
三、PLC控制的沙滤池反冲洗程序的设计 7
（一）滤池反冲洗程序变量表 7
（二）控制流程图 8
（三）沙滤池反冲洗系统的PLC程序设计 9
（四）程序设计说明 12
总结 15
致谢 16
参考文献 17
引言
人可以不吃饭靠水生存，但是不喝水无法生存下去。一个正常成年人体内水分约占体重的60%-70%，而地球71%的表面积覆盖着的是水。所以看出水对于人类的重要性。当今社会各方面高速发展，发展的同时却不可避免的牺牲了环境，污染了人类最重要的水资源。中国作为人口大国，虽然水资源是全球第四名，但如果按人口平均水资源来看，却不足世界人均水资源的1/4。如何保护并利用可以引用的水资源是如今的问题。每个地区都有自己地区的取水口，这些原水都是从附近的江河湖泊流进再进入净水系统的。由于水的重要性，所以净水系统的流程及是否净化达到要求是各地市民比较关心的问题。
本论文大体介绍原水净化系统流程，然后以其中沙滤池双阀控制系统为重点，详细解说其中的PLC程序。
这篇论文就是根据这套基于PLC控制的沙滤池双阀控制系统，通过PLC控制沙滤池中的过滤以及反冲洗程序，以达到净水的作用。
一、绪论
（一）我国水资源 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
状况
水是人类的生命之源，是人类生存的根本，是人类社会发展必不可少的资源，也是万物生长的必备条件。如果地球上没有水，那就不可能有生命。据资料显示，我国常年平均水资源总量约为2.8万亿m3，总量居世界第四位。其中，地表水资源量约2万亿m3，地下水资源量约0.8万亿m3，按照国际公认的地表水资源开发利用率40%计算，地表水资源可利用量约为8000亿m3。2014年，我国人均水资源量为2093m3，只有全球平均水平的1/4，美国的1/5，位于全球第109位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
（二）我国水资源分布
我国人均水资源匮乏，水域分布不均匀。从我国水资源分布状况来看，无论从地域还是时间，都非常的不均衡。从地域分布看,东部多，西部少；南方多，北方少。从时间分布看，夏秋多，春冬少，年际变化较大。另外，虽然我国水资源短缺，但是出现了水资源严重浪费和污染现象。据资料显示，目前全国多数城市地下水收到了一定程度的污染，并且按照这种趋势，有着逐年加重的态势。我国本就水资源匮乏再加上日趋严重的水质污染，进一步加大了水资源短缺的矛盾，对中国目前正在实施的可持续发展带来了严重的影响，污染的水质也危害了城市居民的饮水安全和千家万户人民的身体健康。
（三）本文研究的主要内容
本论文大概介绍了净水系统的七个消毒流程，主要挑选其中一个消毒流程展开详细的分析，在之前对于沙滤池的消毒过程中介绍了关于PLC方面的一些相关知识。另外，通过要求和对比，确定了PLC的选择，在了解了PLC的相关知识后，对该课题进行了相关的分析、设计，最后设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。并且根据沙滤池双阀控制系统的要求和特点，确定PLC的输入输出分配。
二、水质净化系统的设计
（一）自来水整体净化系统
每个地区都有各自的自来水厂，为自己地区的千家万户提供健康安全的生活用水和饮用水。那么，净水系统是怎么的呢？如何把有杂质的原水净化成干净的水质输送到千家万户的呢？这里见到介绍一下自来水厂的对于原水的净化流程。
1、在原水处会有取水口机设备，原水经水泵房提取并初步消毒之后通过管道输送进入自来水厂的混凝池中。如图2-1初步消毒混凝池。
图2-1 初步消毒混凝池
2、水进入混凝池后，会经过混凝处理，加入的药剂与水混合后会产生化学反应，较长的一段时间后，形成了许多大颗粒絮凝体，这整个过程被称为混凝过程。如图2-2大颗粒絮凝体。
图2-2 大颗粒絮凝体
3、混凝阶段形成的絮凝体由于重力作用从水中分离出来，水流进入气浮池后，池上方会有刮沙器沿水区平面进行移动，将上浮的杂质刮出水面排进杂质区。而水中的颗粒将沉于池底，污泥不断堆积然后压缩，工作人员会定期将污泥排出池外。如图2-3气浮池。
图2-3气浮池
4、这时原水会进入沙滤池中，通过石英砂的黏附作用截留水中的悬浮颗粒，从而进一步去除水中的细小悬浮物质、有机物、细菌等杂志。使水看上去较为清澈。而沙滤池中的石英砂因为经过消毒处理，会残留部分杂质，所以会定期进行反冲洗清理。所以这里会应用到PLC控制过滤消毒和反冲洗清理两个步骤的定期交换进行。如图2-4沙滤池。
图2-4沙滤池
5、经过沙滤池消毒过后的原水会进入碳滤池消毒，这时利用活性炭性质的消毒方法。经过沙滤处理过的水质再通过活性炭吸附消毒，能将水中的微污染物质吸附，使水质更加清澈，如图2-5,2-6所示。
图2-5 沙滤处理
图2-5 碳滤池
6、在以往的水质处理中，这时经过多道清理消毒的水质在进行一次消毒过后就可以进去管道输送到千家万户了。由于科技的发展，吸收其他国家、其他地区先进的水质处理系统。现在的自来水净化系统中多了一部膜处理。经过碳滤吃的水质会进去膜分离系统。所谓的膜就是具有选择性分离功能的材料，如图2-5所示。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。膜技术在污水治理及回用中作为一项实用技术，其优点是几乎可完全脱除悬浮物（SS）、一般的细菌、病毒、大肠杆菌等，且可脱色，减少生成三氯甲烷（THM）的前驱物，出水水质优良，由于膜装置占用的空间小，特别适合于老厂改造升级或建厂空间受限制的条件下采用。经过碳滤吃净化过后的水进入膜处理设备，进行最后的分离消毒过程，如图2-6所示。
图2-6 膜处理车间
7、经过七项消毒过程的原水已经变成了清澈卫生的生活用水以及饮用水了。通过城市地下的供水管道会输送到这个地区所有的自来水用户家中，方便他们生活所用。
（二）沙滤池净化系统
经过气浮池处理过后的水质已经较为清澈，然后通过地下管道输送进入沙滤池。沙滤池闲置期间，由于自身中路作用，石英砂处于压实状态。这时原水沿配水槽进入池中由石英砂过滤。水质从水池下方的水管流进顶端的小格水池。当第一格水池液面高度达到一定时，这是自动打开排水开关，由于虹吸作用，水质会进入第二格水池继续进行沙滤。依次进行，直至最后一格水池处理完毕后，经过沙滤后的清水会从沙池底部的清水管道流进清水池。
2、当过滤时间到达设定值或上位机发出强制冲洗指令或液位高于某定值且清水阀全开时开始运行反冲洗程序。
3、此时判断水塔液位是否大于2M，若大于则直接运行滤格自动反冲洗程序，若小于则给水塔上水。
引言 1
一、绪论 2
（一）我国水资源状况 2
（二）我国水资源分布 2
（三）本文研究的主要内容 2
二、水质净化系统的设计 2
（一）自来水整体净化系统 2
（二）沙滤池净化系统 6
三、PLC控制的沙滤池反冲洗程序的设计 7
（一）滤池反冲洗程序变量表 7
（二）控制流程图 8
（三）沙滤池反冲洗系统的PLC程序设计 9
（四）程序设计说明 12
总结 15
致谢 16
参考文献 17
引言
人可以不吃饭靠水生存，但是不喝水无法生存下去。一个正常成年人体内水分约占体重的60%-70%，而地球71%的表面积覆盖着的是水。所以看出水对于人类的重要性。当今社会各方面高速发展，发展的同时却不可避免的牺牲了环境，污染了人类最重要的水资源。中国作为人口大国，虽然水资源是全球第四名，但如果按人口平均水资源来看，却不足世界人均水资源的1/4。如何保护并利用可以引用的水资源是如今的问题。每个地区都有自己地区的取水口，这些原水都是从附近的江河湖泊流进再进入净水系统的。由于水的重要性，所以净水系统的流程及是否净化达到要求是各地市民比较关心的问题。
本论文大体介绍原水净化系统流程，然后以其中沙滤池双阀控制系统为重点，详细解说其中的PLC程序。
这篇论文就是根据这套基于PLC控制的沙滤池双阀控制系统，通过PLC控制沙滤池中的过滤以及反冲洗程序，以达到净水的作用。
一、绪论
（一）我国水资源 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
状况
水是人类的生命之源，是人类生存的根本，是人类社会发展必不可少的资源，也是万物生长的必备条件。如果地球上没有水，那就不可能有生命。据资料显示，我国常年平均水资源总量约为2.8万亿m3，总量居世界第四位。其中，地表水资源量约2万亿m3，地下水资源量约0.8万亿m3，按照国际公认的地表水资源开发利用率40%计算，地表水资源可利用量约为8000亿m3。2014年，我国人均水资源量为2093m3，只有全球平均水平的1/4，美国的1/5，位于全球第109位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
（二）我国水资源分布
我国人均水资源匮乏，水域分布不均匀。从我国水资源分布状况来看，无论从地域还是时间，都非常的不均衡。从地域分布看,东部多，西部少；南方多，北方少。从时间分布看，夏秋多，春冬少，年际变化较大。另外，虽然我国水资源短缺，但是出现了水资源严重浪费和污染现象。据资料显示，目前全国多数城市地下水收到了一定程度的污染，并且按照这种趋势，有着逐年加重的态势。我国本就水资源匮乏再加上日趋严重的水质污染，进一步加大了水资源短缺的矛盾，对中国目前正在实施的可持续发展带来了严重的影响，污染的水质也危害了城市居民的饮水安全和千家万户人民的身体健康。
（三）本文研究的主要内容
本论文大概介绍了净水系统的七个消毒流程，主要挑选其中一个消毒流程展开详细的分析，在之前对于沙滤池的消毒过程中介绍了关于PLC方面的一些相关知识。另外，通过要求和对比，确定了PLC的选择，在了解了PLC的相关知识后，对该课题进行了相关的分析、设计，最后设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。并且根据沙滤池双阀控制系统的要求和特点，确定PLC的输入输出分配。
二、水质净化系统的设计
（一）自来水整体净化系统
每个地区都有各自的自来水厂，为自己地区的千家万户提供健康安全的生活用水和饮用水。那么，净水系统是怎么的呢？如何把有杂质的原水净化成干净的水质输送到千家万户的呢？这里见到介绍一下自来水厂的对于原水的净化流程。
1、在原水处会有取水口机设备，原水经水泵房提取并初步消毒之后通过管道输送进入自来水厂的混凝池中。如图2-1初步消毒混凝池。
图2-1 初步消毒混凝池
2、水进入混凝池后，会经过混凝处理，加入的药剂与水混合后会产生化学反应，较长的一段时间后，形成了许多大颗粒絮凝体，这整个过程被称为混凝过程。如图2-2大颗粒絮凝体。
图2-2 大颗粒絮凝体
3、混凝阶段形成的絮凝体由于重力作用从水中分离出来，水流进入气浮池后，池上方会有刮沙器沿水区平面进行移动，将上浮的杂质刮出水面排进杂质区。而水中的颗粒将沉于池底，污泥不断堆积然后压缩，工作人员会定期将污泥排出池外。如图2-3气浮池。
图2-3气浮池
4、这时原水会进入沙滤池中，通过石英砂的黏附作用截留水中的悬浮颗粒，从而进一步去除水中的细小悬浮物质、有机物、细菌等杂志。使水看上去较为清澈。而沙滤池中的石英砂因为经过消毒处理，会残留部分杂质，所以会定期进行反冲洗清理。所以这里会应用到PLC控制过滤消毒和反冲洗清理两个步骤的定期交换进行。如图2-4沙滤池。
图2-4沙滤池
5、经过沙滤池消毒过后的原水会进入碳滤池消毒，这时利用活性炭性质的消毒方法。经过沙滤处理过的水质再通过活性炭吸附消毒，能将水中的微污染物质吸附，使水质更加清澈，如图2-5,2-6所示。
图2-5 沙滤处理
图2-5 碳滤池
6、在以往的水质处理中，这时经过多道清理消毒的水质在进行一次消毒过后就可以进去管道输送到千家万户了。由于科技的发展，吸收其他国家、其他地区先进的水质处理系统。现在的自来水净化系统中多了一部膜处理。经过碳滤吃的水质会进去膜分离系统。所谓的膜就是具有选择性分离功能的材料，如图2-5所示。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。膜技术在污水治理及回用中作为一项实用技术，其优点是几乎可完全脱除悬浮物（SS）、一般的细菌、病毒、大肠杆菌等，且可脱色，减少生成三氯甲烷（THM）的前驱物，出水水质优良，由于膜装置占用的空间小，特别适合于老厂改造升级或建厂空间受限制的条件下采用。经过碳滤吃净化过后的水进入膜处理设备，进行最后的分离消毒过程，如图2-6所示。
图2-6 膜处理车间
7、经过七项消毒过程的原水已经变成了清澈卫生的生活用水以及饮用水了。通过城市地下的供水管道会输送到这个地区所有的自来水用户家中，方便他们生活所用。
（二）沙滤池净化系统
经过气浮池处理过后的水质已经较为清澈，然后通过地下管道输送进入沙滤池。沙滤池闲置期间，由于自身中路作用，石英砂处于压实状态。这时原水沿配水槽进入池中由石英砂过滤。水质从水池下方的水管流进顶端的小格水池。当第一格水池液面高度达到一定时，这是自动打开排水开关，由于虹吸作用，水质会进入第二格水池继续进行沙滤。依次进行，直至最后一格水池处理完毕后，经过沙滤后的清水会从沙池底部的清水管道流进清水池。
2、当过滤时间到达设定值或上位机发出强制冲洗指令或液位高于某定值且清水阀全开时开始运行反冲洗程序。
3、此时判断水塔液位是否大于2M，若大于则直接运行滤格自动反冲洗程序，若小于则给水塔上水。
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