浙大中自SunyPLC200一体式小型可编程逻辑控制器在净水设备中的应用

　　全世界的水资源中只有3％为淡水，可供人们直接饮用的淡水却不到全部水资源的1％。我国是世界贫水国，除水资源短缺外，水环境污染问题也相当突出，七大水系及主要湖泊污染严重，流经城市的河流水质90％不符合饮用水水源标准。一直以来，我国城镇居民大多是饮用自来水，然而，由于自来水水质的不断恶化，直接饮用自来水已不能满足人民群众喝上健康、安全、卫生的饮用水的基本要求。因此，矿泉水、纯净水生产厂家如雨后春笋般成长壮大起来。
　　

　　

　　1. 前言
　　水是生命之源。生活质量的改善，使得用水安全要求不断提高，而自动化水平对净水设备能否产出优质的纯净水、矿泉水起着关键作用。
　　浙大中自工程技术人员基于自己长期从事工业控制产品开发、应用的经验，从服务生产出发，成功地将SunyPLC200一体式小型可编程逻辑控制器应用于净水设备。
　　SunyPLC200一体式小型可编程逻辑控制器是浙大中自自主研发的最新产品，采用高性能32位嵌入式微处理器，逻辑指令执行时间可达0.55us/步，可级联7个扩展模块。该产品具有紧凑的结构、灵活的配置、丰富的指令，既可替代传统继电器完成高速逻辑控制，也能通过扩展模块满足特殊场合的复杂控制。非常适合应用于各种工业和民用场合的单机设备或生产线的自动控制，是小规模控制的理想解决方案。
　　SunyHMI200可编程人机界面采用文字串、寄存器、指示灯、棒图、趋势图、位图以及报警列表等图元对过程状态进行显示，自定义按键对工程进行操作。该产品内置多种通讯协议，可与多种品牌和型号的PLC产品配套使用。
　　
　　2. 控制要求
　　某净水装置的控制设备主要包括加药装置、原水泵、五级过滤器、增压泵、纯水泵和消毒装置等，监控点有压力、流量、温度、水箱液位、pH值、电导率以及状态信号等。其工艺流程如下图所示：
　　


　　

　　本设计要求SunyPLC200可编程逻辑控制器能够实现对净水装置的自动、手动两种操作方式，通过按控制算法处理测量信号对有关设备进行操纵，完成启停、加药、过滤及消毒等功能。在SunyHMI200可编程人机界面上动态显示设备状态、模拟参数并能够自动报警，同时可透过自定义键对净水装置进行干预。
　　
　　3. 系统设计
　　3.1. 硬件
　　


　　

　　上图所示为系统结构图。SunyPLC200可编程逻辑控制器采用标准35毫米DIN导轨安装于控制柜内，而SunyHMI200可编程人机界面则以盘装性质安装于控制柜门上。控制柜门设置部分紧急按钮，用于紧急情况下的设备启停操作。设备选型如下：
　　


　　

　　3.2. 软件
　　对SunyHMI200和SunyPLC200的编程设计是在通用PC上离线进行的，操作系统为Windows2000/NT。最终生成人机界面和控制方案两个用户程序，需要在编译后分别下装到SunyHMI200可编程人机界面和SunyPLC200可编程逻辑控制器，而且两者通过通讯电缆连接才能发挥其监控作用。
　　SunyHMI200可编程人机界面编程软件允许以寄存器、指示灯、趋势、棒图等多种形式在192×64的显示范围内对装置流程进行简单设计。建立工程前，需选定下位机为SunyPLC200，通讯协议为ModbusRTU，且通讯参数设置必须与SunyPLC200完全一致。
　　

　
　

　　SunyPRG为SunyPLC200可编程逻辑控制器的编程软件，是目前国内外唯一全部支持五种IEC61131-3标准控制语言（FBD、LD、SFC、ST、IL）的PLC编程软件，用户可以根据控制方案的要求或个人的习惯选择自己的编程手段。连续仿真和单周期仿真功能使得控制方案的设计和调试变得极为简单方便。该软件提供的监视R区变量功能，则使得在SunyPLC200运行时能够直接在编程计算机上检查实时数据状态，进而验证控制方案的完整性与正确性。
　　在净水设备控制中，主要包括设备启停顺控、过滤器顺控、联锁保护等。下图为原水泵保护联锁梯形图。
　　


　　

　　4. 结束语
　　在很多行业中，都是需要有较好的水来保障下一步的顺利进行，因此，水质净化设备的与日俱增也成为必然。为了保证净水水质，提高市场综合竞争力，净水设备厂商纷纷加大资金与技术的投入，用可编程逻辑控制器代替以前的继电器控制箱或单片机控制系统。所以，水处理设备自动化配套的市场前景极为广阔。
　　SunyPLC200一体式小型可编程逻辑控制器体积小、功耗低、功能强、运行稳。其在净水设备中的应用，提高了净水设备的自动化水平，稳定了成品水质量和产量，降低了设备维护成本。因此，我们认为SunyPLC200不仅值得在桶装水、医院、实验室等领域进行大力推广，也可以广泛应用于小型污水处理装置，如电镀污水处理装置等。