2 控制系统总体方案的设计
2.1系统分析
2.1.1V型滤池工艺过程
V型滤池是一种粗滤料滤池的一种形式，因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。V型滤池由法国德意满公司在七十年代发展起来的，，70年代已在欧洲大陆广泛使用，80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用，90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V 型滤池这种滤水工艺，特别是广东省新建的净水厂几乎都采用了V型滤池。
水厂生产的基本工艺可分为加药、反应、沉淀、过滤、消毒、储存、送水等几个相关过程。其中过滤过程又可分为正常过滤和滤池反冲洗两个子过程，这两个子过程交替运行，相互之间间隔一定时间（24H）。工艺流程如图2.1所示
图2.1滤池工艺过程简图
2.1.2V型滤池的工艺结构及其控制原理
滤池的工作状况包括正常恒水位过滤和反冲洗控制两种。所谓的滤池正常过滤过程就是通过滤料层将待滤水去除杂质颗粒、细菌的过程，其主要目的是使滤后水的浑浊度达到国家饮用水的卫生标准。而滤池的反冲洗，就是先后运行气洗、水洗两种清洗方式去除滤料层中的杂质，是滤池自净的工艺措施。现将滤池的基本工艺简图绘制如图2.2所示
图2.2滤池工艺结构简图
恒水位过滤控制和自动反冲洗控制工作原理：
(1)滤池正常过滤的工作程序
依据水池中水位的变化调节出水阀的开启度来实现等速的恒水位过滤。系统接收到水位计的水位信号，当水位信号高于设定的恒水位时，开大出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号低于设定的恒水位时，关小出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号等于恒水位时，保持出水阀开启度。
图
2.3
前馈或输出补偿
开度可调的清水出水阀
图2.3恒水位过滤控制框图
滤池水位的控制是一个典型的PID 闭环控制系统，控制过程是:具有参数可调的PID 方程根据设定值和过程变量输入之间的误差，经运算后把输出信号传送给输出附加处理程序，再输出给控制阀，对整个过程进行控制。即实际水位比设定水位的值大得越多，输出的开度就越大。开度增加的数值是由一定累积时间内水位上升的速度及实际水位和设定水位的差共同决定的。反应为进水流速越快，清水出水阀开度越大，。PID 方程计算的目标是把
受控的过程变量保持在设定值，附加值可作为补偿添加到输出控制中。输出附加处理程序是把PID方程的运算按一定的规律输出给清水阀。其控制方框图如图
(2)滤池反冲洗控制的工作程序
当系统接受到手动强制冲洗信号、水头损失信号、定时冲洗信号中的任一个指令时，进行单格滤池反冲洗。首先关闭进水阀，滤池内部的存留水经出水阀继续过滤排除，当水位降至设定的反冲水位时（0.35m），关闭出水阀并打开排污阀，排污阀的信号到位后打开反冲气阀，启动风机进行气冲6min，然后关闭鼓风机，关闭反冲气阀。打开反冲水阀，开启反冲水泵，水洗6min，完成后关闭反冲水阀、停水泵，关闭排污阀、开启进水阀接受待滤水。当水位升到接近过滤恒水位时，滤池反冲洗正式结束，系统转入正常的过滤程序
2.1.3滤池的控制系统组成及控制要求
V型滤池控制系统一般由受控设备、电气执行机构、PLC控制器组成。其中受控设备可以分为两部分：滤池阀门和反冲洗系统。常见滤池都有六个阀门。
进水阀：控制水流入滤池集水渠的阀门。
清水阀：控制滤后水流出滤池进入清水管的阀门。
排水阀：在集水渠另一端，用于将反冲洗的污水排出的阀门。
气冲阀：反冲洗时允许气流对滤层进行冲洗的阀门。
排气阀：反冲后排出残留在气冲管道中的气体，防止其进入滤层影响过滤。
水冲阀：反冲洗时允许清水对滤层进行冲洗的阀门。
反冲洗系统一般包括：
鼓风机：用于产生强劲气流对滤层进行冲洗的阀门。
反冲水泵：用于抽取清水对滤层进行反冲洗。
电气执行机构负责控制的具体实施，它从控制器接收控制命令，然后相关的继电器接点闭合或断开，电路导通，设备获得动力继而进行动作。如果控制器故障，操作人员也可以通过电气执行机构的控制面板，对设备进行手动操作。
PLC：可编程控制器是实现自动控制的关键，所有自动控制的内容都由控制器编程实现，滤池的控制与其它陈建略有不同，它的设备较多且重复，每个滤池的控制内容都是相同的。为了降低控制器故障的风险性，可以采取集中、单独控制器共同工作的方式，这是滤池控制系统发展的一种趋势。
滤池控制系统的控制任务就是控制过滤、反冲洗和两者交替，目的就是保障过滤后水的浓度符合要求。过滤时要求维持一定的滤速。
本设计水厂滤池部分由8个V型滤池组成，每个滤池尺寸为6m×6m×6m,滤料采用单层1.4m加厚均粒石英砂滤料。设计滤速为9m/h，气冲强度为15.3L/s·㎡，水冲强度3.8L/s·㎡。每格滤池设置一个现场PLC，主要功能是完成滤池的自动反冲洗和恒水位过滤控制。在正常的过滤条件下，生产工艺要求将水位的波动限制在400±2㎝的范围内实现等速恒水位过滤。当滤池的运行满足了反冲洗的条件（运行周期到、水头信号或强冲信号），需要进行反冲洗，以去除滤料层的杂质。按要求，每次只有一格滤池反冲洗，当多格滤池同时要求反冲洗时，系统自动按照先进先出
的原则排队进行。
滤池正常过滤时，为实现恒水位过滤，设计以出水流量为控制参数的滤池液位PID控制系统。
在中控室设置主控PLC，其主要的功能是负责和现场的PLC 通信，收集反冲洗水泵、鼓风机等反冲洗设备信号，协调各格滤池的反冲洗。
2.2系统总体方案设计
2.2.1滤池自控方案
根据本滤池的结构，考虑到自动控制方式的先进性，稳定性，可靠性和连续不停运行的特点，提出如下自控方案：
(1)在每个滤池上，各配置一台PLC，分别控制这个滤格在正常过
滤状态下和反冲洗状态下的运行。
(2)给每个滤池的PLC编制运行程序
(3)整个滤池控制系统配一台主控PLC，负责和各个现场PLC的通
信，协调各格滤池的反冲洗，使每个滤池的反冲洗能按照反冲洗的时间，或水头损失的大小自动和稳定的运行
(4)每个滤池的反冲洗，均可在两种状态下进行：①自动反冲洗②
半自动反冲洗。其中半自动反冲洗为强制反冲洗，即用户可以在任何时候进行反冲洗。
(5)各滤格的PLC运行均由一台主控PLC控制。主PLC和各部分
PLC既联系又独立，在正常运行时，他们各司其职，统一运行。
如果一旦主PLC发生故障，并不会影响到各格滤池的正常运行。同时，还能把滤池的各信号，如滤池后水流量、浊度以及
滤池的各个工作状态，运行时间等，在联网后，传送到中央控制室。
(6)滤池的控制操作和数据显示：使用一台PC机作为上位机，配
有专为用户开发的监控软件。
(7)采用西门子公司的PLC系列产品，以保证滤池运行的稳定和可
靠。滤池自控系统构成一个独立的PLC控制系统，包括主控部分、现场分控部分。主控部分由一台主控PLC，一台主控上位机组成，主控PLC负责和现场PLC的通信和气水反冲洗的协调控制，上位机用于实现人机对话：每个现场PLC负责管理每个滤池恒水位运行和自动反冲洗。
整个滤池的运行可以在以下三种方式下工作：(1)半自动控制(2)PLC自动控制(3)上位机远程控制。其拓扑网络如2.4 所示
图2.4滤池自控网络拓扑图
2.2.2 PID控制算法的基本原理
PID(Proportional Integral Differential)控制算法就是经典的闭
环控制，它是连续系统中技术最成熟、应用最广泛的调节方式。PID调节的实质就是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，其运算结果用以输出控制。在模拟系统中，控制器最常用的控制规律就是PID控制，在工业生产控制过程中，模拟量的PID（比例、积分、微分）调节是常见的一种控制方式，这是由于PID调节不需要求出控制系统的数学模型，对于这一类系统，使用PID控制可以取得比较令人满意的效果，同时PID调节器又具有典型的结构，可以根据被控对象的具体情况，采用各种PID的变种，又具有较强的灵活性和适用性。
PLC作为一种新型的工业控制装置，在科研、生产、社会生活的诸多领域得到了越来越广泛的应用。大型的可编程控制器配置过程控制模块可同时对几十路模拟量进行闭环控制，单造价昂贵。一般中小型PLC控制系统只对一路或几路模拟量进行闭环控制。硬件上只需配备A/D及D/A转换模块，软件可购买厂家提供的PID编程功能模块。常规PID控制系统原理框图如图2.5所示，系统由模拟PID和被控对象组成。
图2.5模拟PID系统原理框图
滤池恒水位控制技术的发展非常迅速，从模拟PID、数字PID
到最优控制、自适应控制、再发展到智能控制，每一步都使控制的性能得到改善。在现有的滤池控制系统方案中，PID控制应用最多，也最具有代表性。在PID控制算法中，存在着比例、积分、微分三种控制作用。
(1)比例控制作用：
比例控制即成比例地反应控制系统的偏差信号E(t),系统误差一旦产生，控制器立即就有控制作用，便被PID控制的对象朝着减小误差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数Kp。缺点是对于具有自平衡能力的被控对象存在静差。加大Kp可减少静差，但Kp过大，会导致系统超调增大，使系统的动态性变坏。
(2)积分控制作用
能对误差进行记忆并积分，有利于消除系统的静差。不足之处在于积分作用具有滞后特性，积分作用太强会使被控对象的动态品质变坏，以至于导致闭环系统的不稳定。
(3)微分控制作用
通过对误差进行微分，能感觉出误差的变化趋势。增大微分控制在作用可加快系统响应，使超调减小。缺点是对干扰同样敏感，是系统对干扰的抑制能力降低。根据被控对象的不同，适当地调整PID参数可以获得比较满意的控制效果。因为其算法简单，参数调整方便，并且有一定的控制精度，因此它成为当前最为普遍采用的控制算法。
PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值R(t)与实际输出值C(t)构成控制偏差：
E(t)=R(t)﹣C(t) （2.1）将偏差的比例、积分、微分通过组合构成控制量对被控对象
进行控制，其控制规律为：
])()(1)([)(0?++=t dt
t TddE dt t E Ti t E Kp t U （2.2） 上式中：Kp 是控制器的比例系数 Ti
1是控制器积分时间常数 Td 是控制微分时间常数
E(t)是系统设定值和被控量之差
U(t)是控制器输出
上式为模拟量表达式，而PLC 程序只能处理离散数字量，因此，必须将连续形式的微分方程化成离散形式的差分方程。令 )()(kt U t U ≈
)()(kt E t E ≈
?∑=≈t k o i jt E dtT t E 0)()( T
t k E kt E dt t dE )1()()(--≈ （2.3） 由此可得位置式数字PID 算法：
∑=--++=k
i k E k E Kd j E Ki k KpE k U 0)]1()([)()()( （2.4）
式中：T 为采样周期，Kp 为比例增益系数，Ki=KpT/Ti 称为积分系数，Kd=KpTd/T 称为微分系数，U(K)是E(KT)的简写。
位置式算法对偏差进行累加，然后给出执行机构的位置控制量。使用位置式PID 数字控制器会造成PID 运算的积分积累，引起系统超调，这在生产过程中是不允许的。
不难得到：
[]
∑-=---++-=-1
0)2()1()()1()1(K j d i p K E K E K j E K K E K K U （2.5）
将式（）与式（）相减即可得到增量控制算法：
)1()()(--=?K U K U K U
()())2()1(2)(-+-+-++=K E K K E K K K E K K K d d p d i p
（2.6）
增量式PID 控制算法是对偏差增量进行处理，然后输出控制量的增量，即执行机构位置的增量，增量式PID 数字控制器不会出现饱和，而且当计算机故障时能保持前一个采样时刻的输出值，保持系统稳定，因此增量式算法比位置式算法得到更广泛的应用。
2..2.3现场滤池控制器
滤池控制器首先控制滤池的液位，把液位大致稳定在一个范围内，达到维持相对稳定的滤速的目的。一般的液位控制是由调节阀来完成的，以来自液位计的液位信号作为反馈信息，PLC 作为控制器，调节阀作为执行器形成一个典型的闭环控制系统，如图2.6所示。一般PLC 都可以实现PID 功能。液位控制时，把液位计测定值与设定值比较，使用比例或比例积分环节进行计算，结果作为阀位给定值送至调节阀的比例执行器，由其完成阀门的动作。这种控制实现简单，效果很好，可以十分精确的控制液位。
图2.6滤池液位控制图
但是在净水厂滤池中，对液位的精度要求不高，无需将液位稳定在一指定高度，只要保持在一个较宽松的范围内即可。此时，可以用开关阀替代调节阀来调节液位，降低投资成本。
开关阀的液位控制仍然适用闭环反馈的基本原理，但具体情况与调节阀的有很大不同。开关阀的驱动信号有两个，一个开阀，一个关阀，两者都是开关量，只要持续为ON，阀门就会持续动作，直到全开或全关，不会始终保持在一个位置上；而调节阀是由一个模拟量的开度信号驱动的，阀门随着该信号的变化而动作，若信号不变，阀门位置不变。所以，可以对调节阀进行控制的PID 计算结果，对开关阀无效。通过PLC计算得出阀门位置的机制也就不再适用，需要重新设计。
最简单的办法是采用双位调节，即液位高于设定时，关闭阀门:低于设定时，打开阀门。此方法非常容易实现，但缺点也非常突出:它的动作非常频繁。系统中的运动部件，如阀杆、阀芯和阀座等会经常摩擦，很容易损坏。这一点在实际工程中非常重要，许多场合都必须刻意避免阀门频繁动作。所以，该方法不能直接使用。
双位调节可以看作是一个极端的比例系数很大的比例控制，对任何一个偏差，不论大小，都会产生饱和满载的输出。根据比
例环节比例系数对过渡过程的影响(图2.7所示)，当比例系数增大时，会产生如下变化:
(1)振荡倾向加强，稳定程度下降;
(2)工作频率提高，工作周期缩短。
这就是双位调节导致阀门频繁开关的原因。如果减小这个所谓的比例系数，就可以减小阀门动作频率，并增强系统稳定性。
下面谈谈如何实现。实际上开关阀的开与关不是瞬时完成的，而是有一个动作时间。如果对这个动作时间作出限制，就可以对阀门开度进行控制。这首先要求电气执行机构的改变。一般的开关阀，执行机构是由连锁的，只要动作信号一给出，不管是否保持，阀门都要持续动作到底(关死或开足)，不会中途停止。也就是说，阀门每次的动作时间都是相同的，不可更改。所以，要控制动作时间，在执行机构中就不能有连锁。这样一来，PLC就可以通过控制动作信号的持续时间，控制阀门的动作时间了。
然而，仅仅缩短一次性动作时间仍然不能实现稳定控制。液位的滞后性较强，PLC在检测到其改变(由低于设定变为高于设定，或反之)前，会不断发出阀门动作信号，直至动作到底。情况跟先前并没什么不同，只是由一次动作变为多次动作了，频繁性没有得到根本的改变。单纯的比例控制在对付滞后系统时确实很困难。参考常被应用在较强的滞后系统中的采样PID，它通过延长反馈信号的采样周期，延缓PID输出的更新频率，以适应系统的滞后性。这个方法应用在本例中，也得到了很好的效果。采样周期和动作时间的结合，极大降低了阀门的动作频率，系统也更加稳定了。
这样，对双位调节增加两个时间控制，实现了开关阀对液位
的调节。具体两个时间如何确定，可以先估算，再具体调试。首先估算滤速，平均的滤速v 可通过2.7式求得:
滤池面积
生产时间（秒）滤池个数生产量??=V (2.7) 以某日产量为14.4万吨为例：
()秒米/0058.036
2436008144000≈???=V 假设这个速度是在阀门90%开启度的时候达到的，那么阀门每改变百分之一的开度，对滤速的影响为0.006厘米/秒。由于事实上不断地有水流入滤池，实际的液位下降速度要比0.58厘米/秒慢很多，所以采样的间隔可以设的比较长，达到十几秒钟。阀门的动作时间也不必很长，有整个开启(或关闭)时间的5%即可。在本例中，最终的取值是这样的:采样间隔15秒，一次动作时间1秒(由全开至全关的动作时间为18秒)。
至此，液位控制己经可以实现，但仍然可以进一步优化该控制，继续减低阀门的动作频率。当液位变化的趋势(上升或下降)与控制预期相同时，阀门的动作是非必要的，可以免除，当趋势与预期不同时，才需要阀门动作进行调节。所以，如果能够判断液位的变化趋势，就可以进一步减少阀门动作。具体实现是一次采样后，将该值备份，使其不会在下次采样时备更新。这样就可以对连续两次采样的值作一个比较，判断液位的升降。之后再结合液位情况，确定阀门是否动作。比如:液位高于设定值，而正处于下降状态，则阀门不动作。相应的，液位低于设定而正在上升，阀门也不动作。
2.2.4现场控制器与反冲洗控制器的协调
先从反冲洗的一般过程说起。在一般滤池系统的六个阀门中，进水阀、清水阀和排气阀在过滤时应打开，而气冲阀、水冲阀和排水阀则应关闭。在反冲洗时，进水、清水、排气阀关闭，气冲、水冲、排水阀打开。所以，反冲洗过程会伴随着一系列的开阀关阀动作。具体过程是这样的:得到信号开始反冲洗后，首先关闭进水阀，并将清水阀开至最大，液位加速下降，滤池即将真正退出过滤。液位足够低时，关闭排气阀，打开排水阀，准备开始冲洗。一般的冲洗包括气冲、气水冲和水冲，先开气冲阀，开至一半时，开鼓风机，气冲开始。一定时间后，开水冲阀，半开时启动第一台水冲泵，进行气水冲。再过一定时间，关鼓风机，关气冲阀，开第二台水冲泵，仅作水冲。到时间后，停掉两台水冲泵，关闭水冲阀，关闭排水阀，冲洗结束。最后，打开排气阀、进水阀，等液位升到一定高度，打开清水阀，进入过滤。整个过程，如图2.7所示。
这样一个繁琐的过程，要由两套控制器共同完成，一套(滤池控制器)控制阀门，另一套(反冲洗系统控制器)控制鼓风机和水泵，它们之间的协调与沟通至关重要，需要约定一个可靠的沟通机制。基本上，这个机制就是一系列的标识，用来向其它控制器表明自己当前的状态。这些标识作为信号在通讯网络上发送，以“0” 、“1”表示。当滤池或反冲系统处于某一状态时，相应标识置门置“1”，向另一控制器发送，当这一状态结束时，标识清零，再向另一控制器发送。标识的值随着状态的变化而变化。一般的通讯沟通都
图2.7调整前的反冲洗过程
要求接收方返回一个确认信号，表明正确收到被发送信号，以备信号在传送过程中丢失。但这里无须考虑此问题，因为连接控制器的网络自身的通讯协议己能够确保信号传送的可靠性。
下面再讨论一下标识的设立。首先，不能有两个滤池同时进入反冲洗，一旦有两个滤池的气冲或水冲阀同时打开，冲洗就不能顺利进行。因此，要建立一个标识，表明有滤池在反冲洗时，其它滤池不能进行反冲洗，以阻止滤池控制器控制滤池进入反冲
洗状态。接着，当气冲阀打开后，要有一个标识，传递给反冲洗系统控制器通知它开鼓风机。同样，还要有一个标识，通知反冲洗系统控制器开水冲泵。在鼓风机和水冲泵停止后，又分别要有一个标识，通知滤池控制器关闭气冲阀和水冲阀。这一系列的标识，就是两套控制器之间实现沟通协调的方法。然而，若不对反冲洗的过程作一些调整，这种方法会十分复杂，不易实现。原因如下:上述的标识只是一部分，实际的工程中还涉及了故障报警，故障处理等问题，需要添加大量标识。这不但很大的提高了工作的复杂程度，还很难保证遇到突发故障时的有效处理，整个沟通过程将会设计的很庞大、复杂。而且当系统中不只有两台控制器时，标识个数又会成倍增加，尤其在大系统中应用时，如此数量庞大的标识使沟通的编程实现十分困难。
要减少表明滤池或反冲洗系统所处状态的标识，须从反冲洗过程入手，减少须要向其他控制器传达的中间状态。经过与老师和同学的讨论，可以对原先的反冲洗过程作一些修改，以得到一套简化许多的通讯方案。原先沟通机制过于复杂的原因在于阀门控制和反冲洗系统的控制穿插进行，两套控制器各自实施控制常要以对方的控制完成为条件。新的方案则可以减少这种条件，使通讯大为简化。
调整后的反冲洗过程可分为三个阶段:反冲洗前的开、关阀阶段，反冲洗阶段，反冲洗后的关、开阀阶段。流程示意图见图2.8。第一阶段由滤池控制器控制，也是先关闭进水阀，开足清水阀，液位够低后关闭清水阀和排气阀，再打开排水阀，水冲阀和气冲阀。与原来不同的是，没有在气冲或水冲阀半开时启动鼓风机或水冲泵。仅仅只有这些阀门的动作，没有任何涉及反冲洗系统的
控制。所有阀门到位后，滤池控制器向反冲洗系统控制器传递一个标识，进入第二阶段。这一阶段没有任何涉及阀门的控制，全部是关于鼓风机、水冲泵的操作，由反冲洗系统控制器独立完成。冲洗完毕，反冲洗系统控制器会给滤池控制器一个标识，进入第三阶段。滤池控制器关闭气冲阀、水冲阀、排水阀，再打开进水阀、排气阀，液位够高后，开清水阀，进入正常过滤阶段。
图2.8调整后的反冲洗过程
这个方案中，两个控制器的控制作用阶段分得很清晰，便于控制器集中完成控制任务，不仅简化了协调过程，对于简化突发故障的处理也很有意义。例如:在开水冲阀时遇到故障，原先的处理要发出报警，阻止水冲泵的启动，停止鼓风机的运转，还要关闭气冲阀，两套控制器都要参与处理。而新方案中，阀门没有到位，就不会送出标识，故障的处理仅由滤池控制器单独进行。
上述的控制器协调机制是只有两套控制器的最简情况，当滤池控制器有多个时，情况要复杂一些，但并没有太多不同。每个滤池控制器都能以此机制与反冲洗控制器沟通。由于同一时刻只允许有一个滤池处于反冲洗状态，其它滤池只能进入等待队列，
所以一次反冲洗只会有一个滤池控制器与反冲洗控制器进行沟通。由此可见，在多滤池系统中，正在反冲洗的状态标识是最重要的一个，它类似于交通信号灯中的红灯，禁止其它滤池与反冲洗系统进行非法通讯，保证通讯协调的正常秩序，避免混乱的发生。
以两台控制器组成的滤池控制系统，在净水厂滤池自动化中有较强的实际意义，既可以在它的基础上，扩展成为多控制器滤池系统，适应大型水厂的需要，也可以用于老旧中小型水厂的扩建、改造。在我国目前许多城市规模扩大、人口增加，对自来水需求量迅速增长的情况下，有很大的应用前景。
系统方案介绍 1概述 本工程是神华乌海能源公司西来峰工业园区供水工程，系统由配水泵站、调节池、调节泵站、水旋池、澄清池、排泥泵站、投药间、加压泵站等主要设备及工艺系统组成。 1.1工程主要原始资料 1室外环境温度：多年平均气温9.6℃ 极端最高气温(历年极端最高气温) 40.2℃ 极端最低气温(历年极端最低气温) -32.6℃ 2海拔高度：1124.35m 3安装现场地震列度：VIII度 4 室内环境湿度：最高100％，最低10％ 5污秽等级：III级（按Ⅳ设计） 2 规范和标准 应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求： NDGJ16-89 火力发电厂热工自动化设计技术规定 CECS81：96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 1998.09.30 火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定 GB 11920-98 电站电气部分集中控制装置通用技术条件 GB 4720-84 低压电器控设备 JB 616-84 电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件
TEC 144 低压开关和控制设备的外壳防护等级ANSI 488 可编程仪器的数字接口 ISA --55.2 过程运算的二进制逻辑图 ISA --55.3 过程操作的二进制逻辑图 ISA --55.4 仪表回路图 NEMA --ICS4 工业控制设备及系统的端子板 NEMA --ICS6 工业控制设备及系统的外壳 DL 5028 电力工程制图标准 TCP/IP 网络通讯协议 IEEE802 局域网标准 05X101-2 地下通信线敷设 HG/T20509-2000 仪表供电设计规范 HG/T29507-2000 自动化仪表选型规定 HG/T20513-2000 仪表系统接地 HG/T 20508-2000 控制室设计规定 HG/T 20700-2000 可编程控制系统工程设计规定 GB50217-1994 电力工程电缆设计规定 HG/T20505-2000 过程测量和控制功能标志及图形符号 GB／T 50314—2000 智能建筑设计标准 DB32/191-1998 建筑智能化系统工程设计标准 CECS/119-2000 城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范
2 控制系统总体方案的设计 2.1系统分析 2.1.1V型滤池工艺过程 V型滤池是一种粗滤料滤池的一种形式，因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。V型滤池由法国德意满公司在七十年代发展起来的，，70年代已在欧洲大陆广泛使用，80年代后期，我国、、等地开始引进使用，90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V型滤池这种滤水工艺，特别是省新建的净水厂几乎都采用了V型滤池。 水厂生产的基本工艺可分为加药、反应、沉淀、过滤、消毒、储存、送水等几个相关过程。其中过滤过程又可分为正常过滤和滤池反冲洗两个子过程，这两个子过程交替运行，相互之间间隔一定时间（24H）。工艺流程如图2.1所示
图2.1滤池工艺过程简图 2.1.2V型滤池的工艺结构及其控制原理 滤池的工作状况包括正常恒水位过滤和反冲洗控制两种。所谓的滤池正常过滤过程就是通过滤料层将待滤水去除杂质颗粒、细菌的过程，其主要目的是使滤后水的浑浊度达到国家饮用水的卫生标准。而滤池的反冲洗，就是先后运行气洗、水洗两种清洗方式去除滤料层中的杂质，是滤池自净的工艺措施。现将滤池的基本工艺简图绘制如图2.2所示
图2.2滤池工艺结构简图 恒水位过滤控制和自动反冲洗控制工作原理： (1)滤池正常过滤的工作程序 依据水池中水位的变化调节出水阀的开启度来实现等速的恒水位过滤。系统接收到水位计的水位信号，当水位信号高于设定的恒水位时，开大出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号低于设定的恒水位时，关小出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号等于恒水位时，保持出水阀开启度。 图2.3
毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月
目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。
水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control
徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (1) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (2) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (3) 2.4报警处理 (3) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (5) 3.4 加药加氯间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (7) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8) 1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。
徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产 过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异 常情况进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控 制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤 层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时 也可实现在操作画面上进行人工强制反冲洗； 5)系统可根据出水总管压力自动进行水泵的启停与调节。 1.2控制方式
自来水厂供电系统设计方案 一、课程设计的目的与任务 供电系统与电气控制是自动化专业的专业课，具有很强的实践性和工程背景，供电系统与电气控制课程设计的目的在于培养学生综合运用供电系统与电气控制的知识和理论分析和解决供电系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 二、原始资料 （1） 自来水厂用电设备一览表（附表2） （2） 自来水厂平面布置图（附图5） （3） 自来水厂机修车间平面布置图（附图6） （4） 该厂年最大有功负荷利用小时数 T max =8000小时 （5） 该厂一、二泵房为二级负荷，机修及办公室为三级负荷。 （6） 电源条件： 距该厂8公里处，有一地区变电所，地区变电所可分别从两段35kV 母线上各提供一回电源，这两段母线的短路容量皆为： MVA sd P 350)3( （7） 气象及其他有关资料 a) 要求车间变电所低压侧的功率因数为0.85。高压侧功率因数为0.95。 b) 年平均温度及最高温度 最热月平均最高温度 年平均温度 最热月土壤平均温度 35℃ 18℃ 30℃
三、设计要求容： （1） 计算自来水厂、机修车间的总计算负荷。并确定为提高功率因数所需的补 偿容量。 （2） 选择该自来水厂总降压变电所、机修车间变电所的变压器台数及额定容 量。 （3） 选择和确定自来水厂高压供电系统（包括供电电压，总降压变电所一次接 线图，场高压电力网接线）。 （4） 选择高压电力网导线型号及截面。 （5） 选择和校验总降压变电所的一次电气设备。 （6） 拟定机修车间供电系统一次接线图（包括车间变电所一次接线及车间低压 电力网接线）。 （7） 选择机修车间的低压电力网的导线型号及截面。 （8） 选择和校验机修车间供电系统的一次电气设备（包括各支线上的开关及 熔丝）。 四、负荷计算 地区变点所 U p =35KV 总降压变电所 U e =10KV 去自来 水厂 自来 图二 课题（2）电力系统结构图
现代自来水厂自动化控制系统 1 水厂制水工艺流程 （1）取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。（2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。 （3）混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。 （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。 （5）过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。 （6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。 2 水厂自控系统组成 主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池
控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统。自控系统多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 （1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。 （2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。 （3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。 （4）送水泵房控制站点：对送水泵、潜污泵等进行监控。 （5）格栅配水池控制站点：对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、螺旋输送机等进行监控。 （6）反应沉淀池控制站点：对快开排泥阀、刮泥机进行监控。 （7）滤池公共部分控制站点：对反冲洗公共部分（反冲洗泵、鼓风机、干燥机及相关阀门）进行监控。 （8）滤池控制站点：根据单格滤池数量进行配置，每格滤池一个，对单个滤池设备进行监控。 （9）加矾控制站点：对加矾、自动配矾系统进行监控。 （10）加氯控制站点：对加氯系统进行监控。 在实际工程当中，当控制站点较近时，可以将某些站点合在一起，根据功能及控制规模大小，有些站点可以设为从站或远程站点。例如长沙榔梨水厂自控系统中，根据实际情况，按照功能分为5 大块：即取水泵房控制系统，加矾、加氯和格栅配水控制系统，滤池及反冲洗设备控制系统，送水泵及设备控制系统，中央控制室等。
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
自动化控制系统目录 1概述 (3) 1.1 设计原则 (3) 1.2 自动化系统功能综述 (3) 1.3 系统配置 (5) 1．3．1 网络结构 (5) 1．3．2 具体配置（详细配置见附图一） (6) 2控制流程图及各部分功能详述 (6) 2.1 生产过程监测系统(中控室) (6) 2.2 生产过程的监测（现场）与自动控制系统 (9) 2．2．1 1#PLC预处理控制站 (9) 2．2．2 2#PLC BAF生物滤池处理子站 (14) 2．2．3 3#PLC污泥脱水系统处理子站 (18) 2．2．4 4#PLC中央控制室处理子站 (21) 2.3 生产管理计算机网络系统 (22) 2.4 全厂CCTV电视监视系统 (23) 3系统设计制作、调试及技术服务 (24) 3．1环境条件 (24) 3．2 控制箱柜设计 (25) 3．3产品制造、运输、保管 (26) 3.4控制系统集成 (27) 3.5检验及调试 (30) 4质量保障能力 (32) 4.1设计、设备制造能力和条件 (32) 4.2售后服务体系及质量保障能力 (37) 5自控系统施工组织及安装 (41) 5.1 项目进度计划安排 (41) 5.2 施工组织 (41) 5.3仪表安装及测试 (48) 5.4电缆 (52) 5.5 管线敷设及电缆桥架 (53) 5.6电缆托架 (59) 5.7防雷和接地 (60) 5.8 施工验收 (61) 6自动化控制系统I/O表 (62) 6自动化控制系统I/O表 (72)
1 概述 根据XXX城市总体规划，通过对污水量的预测，并结合城市发展前景，确定污水处理厂建设规模为：设计规模2万m3/d。根据污水量和投资状况，我方在进行系统组态时，将全厂作为一个整体来考虑，并可方便地扩展或升级。系统选用符合国际标准的产品，其技术先进、结构开放，能够长期提供技术支持、备品备件有保障。同时，还充分考虑经济适用性、节省投资和与远期工程的衔接，与远期公用的控制子站，控制点数一次考虑，远期独立的部分另设控制子站或远程控制单元。 本污水厂自控系统采用“集中管理、分散控制、数据共享”的分层、分布式的拓扑结构，符合当前工业自动化监测系统发展趋势，能够实现全厂工艺参数及设备集中监测和生产过程的自动控制。 系统包括：满足要求的控制系统硬件设备、监控和编程软件、辅助装置以及操作台、控制箱柜等。 1.1 设计原则 集中管理、分散控制、数据共享； 具有高度的开放性、可靠性、稳定性和安全性； 具有较强的兼容性、扩充性、可扩展性； 易于操作使用、可修改； 所有标志性、提示性、警告性、显示性的部分采用中文简体。 自控仪表系统必须在充分考虑本工程污水处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化污水处理厂进行设计。设计方案中，既要考虑操作、管理水平的先进性，同时也考虑到高新技术应用的合理性、经济性，在保证生产管理要求的前提下，尽可能节约投资，获得良好的技术经济指标，并能保证系统长期稳定高效地运行。 1.2 自动化系统功能综述 根据XX污水厂2×104m3/d的设计规模和BAF工艺的特点，本着技术先进，性价比高，实用可靠的原则进行设计。依据集中监测为主，分散控制为辅的基本原则，本工程采用PLC（可编程控制器）为基础的监测控制和数据采集系统，在中央控制室利用PC（工业级PC）机对厂内各工况进行实时监控，并有信号报警和联锁等设施以保证生产正常运行。生产的过程自动控制采用独立控制，即设备控制层PLC各个子站与上位监控计算机相互独立，可以不依靠上位机独立运行，保证了生产过程的独立性和安全性。
现代自来水厂自动化控制系统的研究与实现 第1 章绪论 水厂自控系统简介 水厂制水工艺流程 各个水厂根据实际情况，其工艺流程千差万别，设备有增有减，但基本的流程相似，如图所示。 图中主要分为以下几个工艺过程： （1）取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。 （2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。 （3）混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。 （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。 （5）过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。 （6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。 水厂自控系统组成 自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立，同时各单元之间又存在一定的联系。正因为各工艺单元相对独立，因此通常将整个工艺按控制单元划分，主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统，这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点，自控系统较多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 采用PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计一般采用多主站加多从站结构，能够较好的满足国内水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置，采用就近控制原则，在设备集中区分别设置不同的PLC 站对该区域设备进行监控，再通过通讯网络，各PLC 站之间进行数据通讯，实现整个水厂的自动化控制。在控制单元内，PLC 站实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可靠，当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行，同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连，减少了布线成本。 一般根据土建设计，将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进行组织，分为如下一些控制站点。 （1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。 （2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。 （3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
水厂自控系统 技 术 方 案 设计单位： 二零一一年九月
目录 一、系统概述 (3) 1.1 工程概况 (3) 1.2 系统设计原则 (3) 1.3 系统组成 (3) 二、系统功能 (4) 中控室功能 (4) 通讯层功能 (7) PLC控制站功能 (7) 测压终端 (8) 视频监控系统 (8) 清丰供水厂自控及视频监控系统框图 (11) 三、我公司设计及施工遵循以下标准： (12) 四、售后服务 (13) 附：清丰县第二供水厂增加自控设备清单 (14)
一、系统概述 1.1 工程概况 本工程是水厂自控系统改造工程，该工程改造后并入第三水厂自控系统，可有效地加强对整个供水系统的管理，直观及时地监控现场设备运行情况，增强安全供水保障措施，如实地显示和记录各种数据。 在改造过程中，既借鉴了国内先进水厂的成功经验，又充分考虑了本水厂的特殊情况，并将水厂运行管理经验融合于自控系统改造设计中，力求使系统具有先进性和实用性。 1.2 系统设计原则 结合第二水厂供水系统特点，本系统设计主要遵循以下几个原则： ?选择成熟和先进的计算机控制系统，在供水过程中实现信息集中管理和科学操作的前提下，提高系统的的可靠性，现场各种数据通过PLC采集，并通过工业以太网传送到中央控制室，进行统一的监控和管理。中央控制室可以通过以太网来下发指令对现场的PLC进行控制和管理。 ?现场PLC具有逻辑功能，控制现场测控仪表，完成现场、电气数据的采集和电气设备的控制，同时向中控室传送采集数据，报告运行状况，执行中控室的指令。 ?设计上以中控为主，现场以手控/自动控制为辅的原则，系统以水厂为监控中心，将底层的设备和控制权分散到现场的PLC中，便于系统的管理和维护。?选择成熟和先进的计算机控制系统，在供水过程中实现信息集中管理和科学操作； ?设计视频监控系统； ?系统本着低成本、高效益、高质量的原则进行设计。 1.3 系统组成
专业资料 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2高效澄清池控制站 (5) 3.3翻板滤池控制站 (6) 3.4加氯加药间控制站 (7) 3.5臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6送水泵房控制站 (8) 3.7污泥脱水间控制站 (9)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构 下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1）在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2）实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况进行显示和报警提示； 3）根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4）采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分
4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………
水厂滤池自动控制系统的改造 [摘要]本文笔者结合某水厂滤池自动控制系统成功改造这一实例，分别从控制系统的基本情况、改造缘由、设计想法、施行流程这几方面入手展开具体地阐述，给我国充分引入并借鉴国外滤池的领先技术并将其运用到具体的技术改造工作中奠 的1台PLC （2 产生相应报警。 1.2公共反冲洗PLC主要功能 （1）通过网络监视和管理所有滤池运行状态。（2）对滤池反冲洗申请进行排队，并控制所有反冲洗资源（风机、水泵等），自动完成所有滤池的反冲洗任务。（3）滤池水质数据的采集和处理。（4）通过网络，使中控监控计算机获取滤池运行
状态和数据，并能遥控滤池的运行。（5）通过网络，向其它PLC站传送生产数据。（如：向投加PLC传送滤后流量、余氯和后加氯压力开关信号，用于加氯自动控制。）2滤池自动控制系统改造原因 滤池自动控制系统在投运之初，具有结构合理，功能较完善，自动化程度高，可靠性较好等优点，为水厂安全供水提供了保障。但是，由于该系统己运行近 块― 行的情况下，一个滤池停止工作，即造成待滤水溢流，产能下降。公共反冲洗PLC 故障，将使所有滤池不能自动反冲洗，只能手工反冲洗，增加了很大的工作量。另外，公共反冲洗PLC故障，还会造成中控室不能监控滤池的运行状态和数据。 综上所述，为消除滤池安全生产的隐患，确保水厂的安全可靠供水，应对滤池自控系统进行升级改造。
3控制系统改造的总体设计思路 3.1改造的总体原则 （1）滤池自动控制系统的结构必须合理，有较高的安全性和可靠性，既能满足滤池自动控制的需要，又要兼顾与未改造PLC站和中控室的组网和数据交换。并要有一定的先进性，待水厂自控系统全面改造后，能融入全厂自控网络中。（2） 系列 池控制台上增加手动控制滤池过滤的功能，使滤池在PLC出现故障时仍能进行过滤工作；③将原来的冲洗第一步排水改为过滤，将滤砂以上70cm的水过滤到清水池； ④与公共反冲洗PLC组成通讯网，代替原来的网络。（2）公共反冲洗的新功能。①实现原有公共反冲洗自动控制及通讯功能；②通过新建的网络监控滤池运行状态； ③原有网络己淘汰，与投加等的数据交换需通过MODBUS网络由二级PLC转发。
. .. . . 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1 原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (6) 3.4 加氯加药间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中 的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况 进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下 差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
自动控制原理及系统仿 真课程设计 学号：1030620227 姓名：李斌 指导老师：胡开明 学院：机械与电子工程学院
2013年11月
目录 一、设计要求 (1) 二、设计报告的要求 (1) 三、题目及要求 (1) （一）自动控制仿真训练 (1) （二）控制方法训练 (19) （三）控制系统的设计 (23) 四、心得体会 (27) 五、参考文献 (28)
自动控制原理及系统仿真课程设计 一：设计要求： 1、 完成给定题目中，要求完成题目的仿真调试，给出仿真程序和图形。 2、 自觉按规定时间进入实验室，做到不迟到，不早退，因事要请假。严格遵守实验室各项规章制度，实验期间保持实验室安静，不得大声喧哗，不得围坐在一起谈与课程设计无关的空话，若违规，则酌情扣分。 3、 课程设计是考查动手能力的基本平台，要求独立设计操作，指导老师只检查运行结果，原则上不对中途故障进行排查。 4、 加大考查力度，每个时间段均进行考勤，计入考勤分数，按照运行的要求给出操作分数。每个人均要全程参与设计，若有1/3时间不到或没有任何运行结果，视为不合格。 二：设计报告的要求： 1.理论分析与设计 2.题目的仿真调试，包括源程序和仿真图形。 3.设计中的心得体会及建议。 三：题目及要求 一）自动控制仿真训练 1.已知两个传递函数分别为：s s x G s x G +=+= 22132)(,131)(
①在MATLAB中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； MATLAB代码： num=[1] den=[3 1] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) num=[2] den=[3 1 0] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) 仿真结果： num =2 den =3 1 0 Transfer function: 2 --------- 3 s^2 + s
自动控制系统课程 设计报告 课程名称：自动控制系统课程设计报告 设计题目：错位控制无环流可逆调速系统设计院系： 班级： 设计者： 学号： 同组人： 指导教师： 设计时间：
课程设计（论文）任务书 指导教师签字：系（教研室）主任签字：年月日
目录 一、错位控制无环流可逆调速系统的原理................................................................... - 4 - 1、可逆调速系统的原理.................................................................................... - 4 - 2、环流的介绍.................................................................................................... - 4 - 1、环流的定义............................................................................................. - 4 - 2、环流的分类........................................................................................... - 5 - 3、错位控制无环流系统 ................................................................................. - 5 - 1、静态环流的错位消除原理.................................................................. - 5 - 2、错位控制无环流系统的结构............................................................. - 5 - 3、错位控制无环流系统的优缺点 ........................................................ - 6 - 二、系统的设计 ................................................................................................................... - 6 - 1、主电路的设计及参数选择 ........................................................................ - 6 - 1、变压器的选择...................................................................................... - 6 - 2、晶闸管的选择...................................................................................... - 7 - 3、电抗的选择........................................................................................... - 7 - 2、同步变压器及触发器的设计.................................................................... - 7 - 1、触发电路的设计.................................................................................... - 7 - 2、同步变压器的设计............................................................................. - 8 - 3、保护电路的设计........................................................................................... - 9 - 1、过电流保护........................................................................................... - 9 - 2、过电压保护........................................................................................... - 9 - 3、缓冲电路............................................................................................... - 9 - 4、检测环节 ...................................................................................................... - 10 - 1、转速检测............................................................................................. - 10 - 2、电流检测 ............................................................................................... - 10 - 3、电压检测............................................................................................. - 10 - 5、控制电路的设计......................................................................................... - 11 - 1、AVR电压内环的设计 ..................................................................... - 11 - 2、ACR电流环的设计.......................................................................... - 12 - 3、ASR转速环的设计........................................................................... - 13 - 4、AVR、ACR和ASR的限幅设计 .................................................. - 14 - 5、AR反相器的设计............................................................................. - 14 - 三、设计小结...................................................................................................................... - 15 - 四、参考文献...................................................................................................................... - 15 -