應用介紹

　　1、公司介紹：我公司是以生產、銷售、研發除鹽水、污水處理工藝及設備為主并且從事水處理設備安裝的股份制企業，建設項目及銷售網點遍布全國各地。

　　2、應用簡述：本項目是比較典型的一個脫鹽水處理項目，該系統工藝簡單，所用設備較少，根據項目具體情況，采用西門子LOGO！智能邏輯控制器進行設備的自動化運行。

　　二、應用說明

　　1.功能描述

　　反滲透是反其自然滲透過程的一種科學方法，滲透和反滲透均是通過半透膜來完成的，當用半透膜隔開兩種不同濃度的溶液時，稀溶液中的溶劑就會透過半透膜進入濃溶液一側，這種現象叫滲透。當在濃溶液側施加一外來壓力時，滲透過程即停止，即達到所謂滲透平衡，平衡狀態所需要的外加壓力稱為滲透壓差。滲透壓是溶液本身的一種性質，其值與膜無關。當繼續增大濃溶液一側的壓力，即所施壓力大于滲透壓力時，溶劑會反其原來的滲透方向，由濃溶液側通過半透膜進入稀溶液側，這種現象稱為反滲透，如圖1。

圖一 反滲透原理

　　此項目只有一套反滲透系統，由保安過濾器、增壓泵、反滲透裝置組成。電氣控制設備包括兩套電動閥分別為反滲透濃水排放閥和沖洗進水閥，一臺增壓泵，一臺高壓泵，三臺加藥計量泵，濃水池有兩個液位開關，每臺增壓泵進出口各一個壓力開關，如圖2所示。

　　2.工藝流程

　　工藝流程如圖3所示。

　　自控說明：

　　1）反滲透裝置開機自動低壓沖洗：裝置操作時，將模式控制旋鈕置于“自動”位置，如濃水箱液位高于設定值（暫定1.5m），則順序啟動增壓泵，打開反滲透濃水排放閥進行低壓沖洗，沖洗5min左右，先關閉濃水排放閥，再啟動高壓泵，裝置進入運行狀態。

　　2）反滲透裝置自動停機，停機低壓沖洗：濃水箱液位低于設定值時（暫定0.3m），執行停機程序。先停止高壓泵、增壓泵，再打開沖洗進水閥、濃水排放閥，啟動沖洗泵進行低壓沖洗，沖洗15分鐘后，先關閉濃水排放閥，再關閉沖洗進水閥，關閉沖洗水泵進入待機狀態。

　　3）阻垢劑計量泵與高壓泵聯鎖啟停。

　　4）絮凝劑計量泵、加酸計量泵與增壓泵聯鎖啟停。

　　5）高壓泵入口設低壓開關，當泵入口壓力低于0.05MPa時，壓力開關動作，使高壓泵停止運行，保證高壓泵的安全（手動/自動狀態均連鎖控制）。高壓泵停止后，即使泵入口壓力恢復也不能立即啟動高壓泵，至少持續1min方可再啟動高壓泵，以避免頻繁啟動。

　　6）高壓泵出口設高壓開關，當泵出口壓力高于1.8MPa時，壓力開關動作，使高壓泵停止運行，保證高壓泵、膜元件、膜殼的安全（手動/自動狀態均連鎖控制）。高壓泵停止后，即使泵出口壓力恢復也不能立即啟動高壓泵，至少持續1min方可再啟動高壓泵，以避免頻繁啟動。

　　3、系統需求分析：該系統控制比較簡單，步序少，但是邏輯性比較強，若使用繼電器控制，需要大量的繼電器和延時繼電器，電路復雜，故障發生率較高，選用一塊LOGO！就可以解決以上問題，而且價格合理，比使用S7-200及其他廠商PLC成本低，編程簡單易上手，既有價格優勢又有技術優勢。

　　三、應用設計與實現

　　1、電氣控制原理如圖4至圖6，系統硬件組成包括LOGO！12/24RC一塊，I/O擴展模塊DM16兩塊。

　　3、I/O分配表如表1所示。

　　表1輸入輸出信號表

　　4、控制方案編程設計

　　1）遠程：將各設備轉換到遠程狀態，并且無故障時才能自動運行，為防止設備損壞，當有任何一臺電機故障時都將停止自動運行，程序如圖7所示。

　　2）裝置開機：遠程狀態下并且濃水箱高液位開關I20閉合時按下I6開機按鈕，系統進入自動運行。當遠程狀態下按下I7關機按鈕時，有兩種情況：正常運行狀態時停機，執行停機沖洗后停機；其他狀態下停機，停止一切運行設備，程序如圖8。

　　3）開機沖洗及正常運行：系統開機M1閉合后，當I21濃水箱高液位閉合時，且I2沖洗電動閥關狀態處于閉合時，延時30S后打開Q2濃水排放閥， I3濃排閥開狀態閉合后，開啟Q6增壓泵，進入開機沖洗狀態。開機沖洗5Min后關閉濃排閥，濃排閥關指示I4閉合后啟動Q5高壓泵，系統進入正常運行狀態，程序如圖9。

圖九 開機沖洗及運行部分編程

　　4）待機、停機：系統正常運行時，若I20濃水箱低液位開關閉合，延時30S后停止Q6增壓泵和Q5高壓泵，然后開Q2濃水排放電動閥和Q1沖洗電動閥，然后開啟Q7沖洗泵，進行停機沖洗，沖洗15Min后先關Q2濃水排放閥，然后關閉Q1沖洗電動閥，最后關Q7，沖洗泵，系統進入待機狀態，當I21濃水箱高液位開關閉合時，系統自動進入開機沖洗，實現裝置的自動循環運行，程序如圖10。

圖十 待機停機部分編程

　　5）報警：當高壓泵入口壓力低，I18閉合時，為保護高壓泵，停止高壓泵運行，并顯示報警Q3，報警必須經I8復位后才可再啟動高壓泵，為避免頻繁啟動，報警出現1Min后才可再次啟動高壓泵；當高壓泵出口壓力過高，I19閉合時，為保護超濾膜，停止高壓泵運行，并顯示高壓報警Q4，報警必須經過復位后才可再次啟動高壓泵，為避免頻繁啟動，報警出現1Min后才可再次啟動高壓泵，程序如圖11。

圖十一 壓力開關報警部分編程

　　6）阻垢劑計量泵與高壓泵聯鎖啟停，絮凝劑計量泵、加酸計量泵與增壓泵聯鎖啟停，以上連鎖都是通過外部接觸器輔助觸點控制。

圖十二 仿真測試

　　5、離線仿真與在線測試

　　西門子LOGO！編程軟件集成離線仿真功能，在程序下載前進行仿真測試能避免許多不必要的問題出現，仿真時可以進行斷電測試，提高了系統的安全性。測試完畢后，將程序下載到LOGO!進行在線測試，如圖12至圖13所示，LOGO！狀態如圖14至圖15。

　　6、應用實例

　　下面圖16至圖19是本公司最近調試的一個應用實例，控制是一樣的，只是比本試用項目多了模擬量部分。

圖十六 現場設備

圖十八  自動控制箱

　　四、應用體會

　　1、通過實際編程，應用指令后才發現了LOGO！的強大，甚至有的計時器比step7還要方便，LOGO！完全替代了大量的繼電器電路，節約了控制柜空間，減少接線，從而降低故障發生率。

　　2、靈活的編程方法，上手快，編程語言豐富，功能齊全，滿足了不同的需求，自帶顯示面板是個亮點，可以不用PC監控查看內部程序，可以進行故障診斷。

　　3、高性價比，低廉的價格更具競爭力，適合在小型系統中開發使用。

　　參考文獻：

　　[1]張子義譯..LOGO！控制器實訓教程[M].機械工業出版社，2010.

　　[2]西門子（中國）有限公司深入淺出西門子LOGO!（第二版）北京航空航天大學出版社，2009.10