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(huán)境污染問題也相當(dāng)突出，七大水系及主要湖泊污染嚴(yán)重，流經(jīng)城市的河流水質(zhì)90％不符合飲用水水源標(biāo)準(zhǔn)。一直以來，我國城鎮(zhèn)居民大多是飲用自來水，然而，由于自來水水質(zhì)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(wèi)生的飲用水的基本要求。因此，礦泉水、純凈水生產(chǎn)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(zhì)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(shè)備能否產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的純凈水、礦泉水起著關(guān)鍵作用。
浙大中自工程技術(shù)人員基于自己長期從事工業(yè)控制產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用的經(jīng)驗，從服務(wù)生產(chǎn)出發(fā)，成功地將SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器應(yīng)用于凈水設(shè)備。
SunyPLC200一體式小型可編程邏輯控制器是浙大中自自主研發(fā)的最新產(chǎn)品，采用高性能32位嵌入式微處理器，邏輯指令執(zhí)行時間可達(dá)0.55us/步，可級聯(lián)7個擴(kuò)展模塊。該產(chǎn)品具有緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置、豐富的指令，既可替代傳統(tǒng)繼電器完成高速邏輯控制，也能通過擴(kuò)展模塊滿足特殊場合的復(fù)雜控制。非常適合應(yīng)用于各種工業(yè)和民用場合的單機設(shè)備或生產(chǎn)線的自動控制，是小規(guī)?？刂频睦硐虢鉀Q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(tài)進(jìn)行顯示，自定義按鍵對工程進(jìn)行操作。該產(chǎn)品內(nèi)置多種通訊協(xié)議，可與多種品牌和型號的PLC產(chǎn)品配套使用。
2. 控制要求某凈水裝置的控制設(shè)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(jiān)控點有壓力、流量、溫度、水箱液位、pH值、電導(dǎo)率以及狀態(tài)信號等。其工藝流程如下圖所示：
本設(shè)計要求SunyPLC200可編程邏輯控制器能夠?qū)崿F(xiàn)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(guān)設(shè)備進(jìn)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(tài)顯示設(shè)備狀態(tài)、模擬參數(shù)并能夠自動報警，同時可透過自定義鍵對凈水裝置進(jìn)行干預(yù)。
3. 系統(tǒng)設(shè)計3.1. 硬件
上圖所示為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。SunyPLC200可編程邏輯控制器采用標(biāo)準(zhǔn)35毫米DIN導(dǎo)軌安裝于控制柜內(nèi)，而SunyHMI200可編程人機界面則以盤裝性質(zhì)安裝于控制柜門上?？刂乒耖T設(shè)置部分緊急按鈕，用于緊急情況下的設(shè)備啟停操作。設(shè)備選型如下：
3.2. 軟件
對SunyHMI200和SunyPLC200的編程設(shè)計是在通用PC上離線進(jìn)行的，操作系統(tǒng)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(fā)揮其監(jiān)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(nèi)對裝置流程進(jìn)行簡單設(shè)計。建立工程前，需選定下位機為SunyPLC200，通訊協(xié)議為ModbusRTU，且通訊參數(shù)設(shè)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(nèi)外唯一全部支持五種IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)控制語言（FBD、LD、SFC、ST、IL）的PLC編程軟件，用戶可以根據(jù)控制方案的要求或個人的習(xí)慣選擇自己的編程手段。連續(xù)仿真和單周期仿真功能使得控制方案的設(shè)計和調(diào)試變得極為簡單方便。該軟件提供的監(jiān)視R區(qū)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(shù)據(jù)狀態(tài)，進(jìn)而驗證控制方案的完整性與正確性。
在凈水設(shè)備控制中，主要包括設(shè)備啟停順控、過濾器順控、聯(lián)鎖保護(hù)等。下圖為原水泵保護(hù)聯(lián)鎖梯形圖。
4. 結(jié)束語在很多行業(yè)中，都是需要有較好的水來保障下一步的順利進(jìn)行，因此，水質(zhì)凈化設(shè)備的與日俱增也成為必然。為了保證凈水水質(zhì)，提高市場綜合競爭力，凈水設(shè)備廠商紛紛加大資金與技術(shù)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(tǒng)。所以，水處理設(shè)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(wěn)。其在凈水設(shè)備中的應(yīng)用，提高了凈水設(shè)備的自動化水平，穩(wěn)定了成品水質(zhì)量和產(chǎn)量，降低了設(shè)備維護(hù)成本。因此，我們認(rèn)為SunyPLC200不僅值得在桶裝水、醫(yī)院、實驗室等領(lǐng)域進(jìn)行大力推廣，也可以廣泛應(yīng)用于小型污水處理裝置，如電鍍污水處理裝置等。
