基于施耐德PLC的超滤膜自控产水系统设计与实现

发布时间：2020-05-01 16:20

【摘要】：随着社会的发展和饮用水标准的不断提高,水处理中的臭氧及活性炭深度处理等技术也已无法完全满足水质安全性,而作为近年来较新且日趋成熟的超滤膜处理技术,可将水质安全性及稳定性提到一个新的高度。虽然超滤膜技术在微小型净化领域发展较快,且国外也有不少膜处理水厂的先例,但在国内大型集中膜处理模式还处于起步阶段,因此构建一套自动化技术和膜处理技术成熟结合的大规模水处理工程,具有建设性和示范性的意义。论文基于田村山净水厂的实际需求,对该水厂膜处理工艺的自动控制系统进行设计、选型、实施、调试、应用等。首先,课题对超滤膜水处理项目从自控运行方面进行完整的工程设计,分别从过滤、反冲洗、维护性清洗、气检等膜池运行主要的四个功能模块出发,通过对其自控硬件的设定和PLC程序及组态的编写,完成对设备设施的自动控制,完善整个超滤膜产水系统自动化功能,以及对投入运行过程中出现的问题进行分析和优化。具体针对以下几点进行设计及研究:(1)首先对水厂超滤膜处理工艺进行需求分析,确立控制系统框架,并进行自控系统网络结构的搭建。(2)进行硬件设计。通过对PLC硬件设备选型,并针对采集传感器及执行机构等进行模量和数字量I/O模块的详细配置,完成膜滤池PLC主站及现场控制站平台搭建(PLC机架、模块选型)。(3)进行软件设计。根据超滤膜工艺需求分析,通过配套的PLC编程软件进行相关变量的配置、程序及梯形图的编写;通过组态软件设计人性化的人机交互界面。(4)对工艺关键点的程序设计策略进行详述。分别为:PLC与变频器通讯功能块的设计与解析、主要设备调用功能块设计分析、冲洗排序问题的逻辑策略分析、冲洗过程的程序实现、恒液位PID设定分析等五个方面。(5)应用组态软件,对监控系统人机界面进行人性化设计。(6)并对系统进行运行前调试,收集运行数据并进行数据分析,验证设计初衷,得出相关结论。
【图文】：

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图 2-2 膜滤池运行工艺图Figure 2-2 Operation process diagram of membrane filter2.3.4 超滤膜系统工艺流程说明为了便于对超滤膜系统进行自动化的软硬件两方面的设计与实现，现对运行的基本功能模块进行整理，主要分为过滤、反冲洗、膜丝完整性检测、性清洗四个基本过程，后期编程主要针对这四个基本功能来实现。（1）过滤过程絮凝出水进入进水渠，通过进水管和进水控制阀进入各超滤膜池，通过把原水从中空纤维膜外侧通过膜壁过滤并收集于集水管。每个膜池中的所有汇集到产水母管中，进入反洗水池。超滤膜的过滤周期根据过滤水质和超滤系统的产水率决定，通常为 1具体根据水质而定，同时要保证产水率在 95%以上。（2）反冲洗过程

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北京工业大学工程硕士专业学位论文为了使超滤膜系统有效隔离水中细菌和其它颗粒物质，过滤系统膜内外必须完全阻隔，不能有任何破损的缺口影响过滤效果。在系统长期运行过程中，使用者须能够定期采取检测方式，，证明超滤膜丝的完整性，这是超滤膜系统保持良好运行工况的关键步骤之一。完整性检测系统，也称气密性检测，系统主要包括压缩气源、气体过滤器、减压阀、精密压力表等。示意图见图 2-3 所示。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.6;TP273

【参考文献】