ZJB全自動加藥控制系統的設計與實現

摘要：隨著環保力度的不斷加強，污水處理工程越來越被眾多的中小企業所重視。ZJB型全自動加藥系統由于成本低、控制準確而應用的越來越廣泛。

關鍵詞：PLC自動控制

0引言

ZJB型自動加藥系統主要用于水處理中的濕法投加藥劑，該系統能使絮凝劑迅速、均勻溶解并配制成一定濃度的溶液。可連續自動的進行分散、稀釋以及對干粉藥劑的計量操作，并且具有長期可靠性和經濟性。

本設備適用于污水處理工程、選煤、印染、制藥、石油化工等行業。采用本系統可以精確制備所需的聚合物濃度、同時可避免浪費粉末和在線稀釋系統的昂貴花費。

根據設備的運行特點和用戶的實際需要，ZJB全自動加藥系統主要有兩種控制方式：傳統的繼電器控制和PLC控制。眾所周知，傳統的繼電器控制具有技術落后，線路故障率高，操作相對復雜，維護工作量大等問題，而且，ZJB全自動加藥系統本身要求控制的連續性要好，否則會影響最后的出藥效果，所以，在本次設計中采用了PLC控制，利用PLC的內部軟繼電器實現控制過程，使系統控制簡便，提高了系統的穩定性和可靠性，同時也保證了產品質量，提高了生產效率。

1 ZJB的工作過程及控制要求

1.1工作過程zJB的整個系統共包括.攪拌機1臺、螺旋輸送機(給料機)1臺、鼓風機(氣泵)1臺、進水電磁閥1個、進藥電動閥1個、計量泵(加藥泵)1臺、液位計1個、液位開關2個、物位開關1個。

在系統自動運行之前，首先檢查料倉中物料的物位，如果料倉中的料位低于或等于給定的最低物位，則料倉中的物位開關閉合，同時，蜂鳴報警器發出聲音進行報警，提醒工作人員加藥，否則會引起物料反吹現象，影響系統的正工作。然后，進入如流程圖所示的工作循環中，首先是攪拌機啟動，進水電磁閥打開，開始進水，鼓風機啟動。開始供氣，當鼓風機啟動一定的時間后，螺旋輸送機啟動，開始進料，進料時間一到，停止進料，當溶藥罐中的液位到最高位時，進水電磁閥關閉，鼓風機延時停車，攪拌機運行時間到后，停車(攪拌機的運行時間大于進水時間)，此時，一個完整的溶藥過程結束。當儲藥罐中的液位不是最高液位時，進藥電磁閥打開開始進藥，當溶藥罐中的液位到最低液位時，進藥電磁閥關閉停止進藥，如果儲藥罐中的液位不是最低液位，計量泵可以工作，向外部設備供藥，若儲藥罐中的液位為最低液位，則計量泵不能工作。至此，整個系統的溶藥、進藥、供藥循環結束。

1.2控制要求系統正常運行時，要求能夠達到以下的控制要求：①該控制系統應具有手動調節和自動運行功能。②為了確保藥液的均勻程度，攪拌機的運行時間應設置合理。③為了防止進水口出現粘堵及返潮現象，必須保證鼓風機與進水電磁閥同步啟動，再停車的時候，鼓風機滯后于進水電磁閥。④進水電磁閥的打開受溶藥罐的最低液位控制，關閉受溶藥罐的最高位控制。⑤進藥電磁閥的打開受儲藥罐的最高液位控制，關閉受溶藥罐的最低液位控制。⑥當各個電機出現故障時，能夠發出報警信號，并且能夠自動停機，防止出現更大的事故。⑦確保運行過程連續、可靠。

2設計方案

本電氣控制系統由主電路和PLC控制系統兩部分組成。

2.1系統硬件設計各電機的電機基本參數如下：

攪拌電機：P=I 5KW，n=1500r／mln'In=3.8A

漩渦式氣泵(鼓風機)：P=0.75KW，In=1.7A

螺旋輸送機：P=0.18Kw，輸送量：0.2kg／min，In=0.82A

計量泵：P=I.1 KW。In=3.4A

藥液配制濃度：5‰

2.2系統PLC的選擇電氣控制系統如圖2、3所示，經過現場考察、市場調研及用戶的要求，根據控制系統的輸入，輸出信號種類、輸入／輸出的點數，選取了SIEMENS系列的PLC，控制電路主要由CPU214，EM221擴展、Profibus-DP通訊模塊組成，其具體的型號及參數參見表1

3故障分析

系統在運行過程中，難免會出現故障，現在將可能出現的比較典型的問題做如下分析：

3.1在運行過程中，任一電機出現過載時，其對應的信號燈亮，發出報警信號，提醒現場巡視人員要檢修，同時，系統也會自動停機，避免出現更大的問題。

3.2若在自動運行中，系統運行3min后，溶藥罐的液位仍位于最低液位，則系統故障燈亮，給出報警信號，出現這種情況有二種可能：①原水的供應水壓不足，不能滿足正常供水水壓的要求。②進水電磁閥本身出現故障，不能打開，阻礙正常進水。

3.3若儲藥罐的最低液位顯示燈亮，則可能的原因除了上述的第②外，還有二種可能：①進藥電磁閥本身出現故障，不能打開，阻礙正常進藥。②計量泵選型出現錯誤，超過了系統本身的供藥能力。

4結束語

本次設計從滿足用戶的要求為實際出發點，進行了這套PLC控制，通過現場運行，證實了本次設計控制可靠，操作簡單方便，完全符合用戶的需求，為了方便用戶將來做技術改進，預留了PROFIBUS-DP通訊接口，通過此接口，可以做上位控制來進行模擬顯示，進而取得更另人滿意的控制效果。