浙大中自SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器在凈水設備中的應用

全世界的水資源中只有3％為淡水，可供人們直接飲用的淡水卻不到全部水資源的1％。我國是世界貧水國，除水資源短缺外，水環境污染問題也相當突出，七大水系及主要湖泊污染嚴重，流經城市的河流水質90％不符合飲用水水源標準。一直以來，我國城鎮居民大多是飲用自來水，然而，由于自來水水質的不斷惡化，直接飲用自來水已不能滿足人民群眾喝上健康、安全、衛生的飲用水的基本要求。因此，礦泉水、純凈水生產廠家如雨后春筍般成長壯大起來。

　　1. 前言
　　水是生命之源。生活質量的改善，使得用水安全要求不斷提高，而自動化水平對凈水設備能否產出優質的純凈水、礦泉水起著關鍵作用。
　　浙大中自工程技術人員基于自己長期從事工業控制產品開發、應用的經驗，從服務生產出發，成功地將SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器應用于凈水設備。
　　SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器是浙大中自自主研發的最新產品，采用高性能32位嵌入式微處理器，邏輯指令執行時間可達0.55us/步，可級聯7個擴展模塊。該產品具有緊湊的結構、靈活的配置、豐富的指令，既可替代傳統繼電器完成高速邏輯控制，也能通過擴展模塊滿足特殊場合的復雜
控制。非常適合應用于各種工業和民用場合的單機設備或生產線的自動控制，是小規模控制的理想解決方案。
　　SunyHMI200可編程人機界面采用文字串、寄存器、指示燈、棒圖、趨勢圖、位圖以及報警列表等圖元對過程狀態進行顯示，自定義按鍵對工程進行操作。該產品內置多種通訊協議，可與多種品牌和型號的PLC產品配套使用。

　　2. 控制要求
　　某凈水裝置的控制設備主要包括加藥裝置、原水泵、五級過濾器、增壓泵、純水泵和消毒裝置等，監控點有壓力、流量、溫度、水箱液位、pH值、電導率以及狀態信號等。其工藝流程如下圖所示：

　　本設計要求SunyPLC200可編程邏輯控制器能夠實現對凈水裝置的自動、手動兩種操作方式，通過按控制算法處理測量信號對有關設備進行操縱，完成啟停、加藥、過濾及消毒等功能。在SunyHMI200可編程人機界面上動態顯示設備狀態、模擬參數并能夠自動報警，同時可透過自定義鍵對凈水裝置進行干預。

　　3. 系統設計
　　3.1. 硬件

　　上圖所示為系統結構圖。SunyPLC200可編程邏輯控制器采用標準35毫米DIN導軌安裝于控制柜內，而SunyHMI200可編程人機界面則以盤裝性質安裝于控制柜門上。控制柜門設置部分緊急按鈕，用于緊急情況下的設備啟停操作。設備選型如下：

　　3.2. 軟件
　　對SunyHMI200和SunyPLC200的編程設計是在通用PC上離線進行的，操作系統為Windows2000/NT。最終生成人機界面和控制方案兩個用戶程序，需要在編譯后分別下裝到SunyHMI200可編程人機界面和SunyPLC200可編程邏輯控制器，而且兩者通過通訊電纜連接才能發揮其監控作用。
　　SunyHMI200可編程人機界面編程軟件允許以寄存器、指示燈、趨勢、棒圖等多種形式在192×64的顯示范圍內對裝置流程進行簡單設計。建立工程前，需選定下位機為SunyPLC200，通訊協議為ModbusRTU，且通訊參數設置必須與SunyPLC200完全一致。
　　SunyPRG為SunyPLC200可編程邏輯控制器的編程軟件，是目前國內外唯一全部支持五種IEC61131-3標準控制語言（FBD、LD、SFC、ST、IL）的PLC編程軟件，用戶可以根據控制方案的要求或個人的習慣選擇自己的編程手段。連續仿真和單周期仿真功能使得控制方案的設計和調試變得極為簡單方便。該軟件提供的監視R區變量功能，則使得在SunyPLC200運行時能夠直接在編程計算機上檢查實時數據狀態，進而驗證控制方案的完整性與正確性。
　　在凈水設備控制中，主要包括設備啟停順控、過濾器順控、聯鎖保護等。下圖為原水泵保護聯鎖梯形圖。

　　4. 結束語
　　在很多行業中，都是需要有較好的水來保障下一步的順利進行，因此，水質凈化設備的與日俱增也成為必然。為了保證凈水水質，提高市場綜合競爭力，凈水設備廠商紛紛加大資金與技術的投入，用可編程邏輯控制器代替以前的繼電器控制箱或單片機控制系統。所以，水處理設備自動化配套的市場前景極為廣闊。
　　SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器體積小、功耗低、功能強、運行穩。其在凈水設備中的應用，提高了凈水設備的自動化水平，穩定了成品水質量和產量，降低了設備維護成本。因此，我們認為SunyPLC200不僅值得在桶裝水、醫院、實驗室等領域進行大力推廣，也可以廣泛應用于小型污水處理裝置，如電鍍污水處理裝置等。