反滲透純化水控制系統的設計

本溪市機電工程學校 郝 爽

1 反滲透純化水控制系統的組成

隨著科學技術的不斷進步，工業生產中的自動控制早已深入人心。自動控制可以提高效率，節省人力、物力，所以本系統在設計時同樣也涉及到自動控制，以起到錦上添花的作用。

反滲透純化水控制系統由昆侖通態觸摸屏、PLC、原水罐液位開關（4組）、一級淡水罐液位開關（4組）、純水罐液位變送器、電導率檢測儀和各級泵等組成，如圖1所示。

圖1 反滲透純化水控制系統的組成圖

本系統的控制器件為原水進水閥、泵、液位開關、液位變送器、流量計、PLC和人機界面等，而PLC和人機界面更是實現控制過程的核心。

2 反滲透純化水控制系統的電路設計

2.1 泵的接線

泵在整個反滲透純化水系統中起到了決定性的作用。它主要是為輸送水提供壓力，使水能夠通過RO膜，實現反滲透；其次是為防止RO膜結垢，定量給加藥箱中添加阻垢劑。

2.2 閥的連接

閥是用于控制系統各管路的開啟與關閉的。系統中各控制閥均連接一個繼電器，通過對繼電器線圈供電使其觸點動作，從而決定閥的啟閉。

2.3 PLC控制電路

PLC的控制電路是控制各級泵與閥的通斷，其控制電路圖，如圖2所示。

3 反滲透純化水控制系統的控制流程

3.1 原水閥的控制流程

原水閥是原水罐進水的控制閥，它的開啟和關閉是由原水罐1號液位和2號液位決定的。當進水達到原水罐2號液位時，原水進水閥開啟；當進水達到原水罐1號液位時，原水進水閥關閉。

3.2 原水泵及一級高壓泵的聯動控制流程

原水泵為進入預處理的原水提供壓力，一級高壓泵為一級反滲透系統的RO膜進水提供壓力。它的開啟與關閉是由原水罐3號液位和4號液位、一級淡水罐1號液位和2號液位聯合控制的。當水位達到原水罐3號液位及一級淡水罐2號液位時，原水泵和一級泵聯動開啟；當水位達到原水罐4號液位計一級淡水罐1號液位時，原水泵和一級泵聯動關閉。

圖2 PLC的控制電路圖

3.3 二級高壓泵的控制流程

二級高壓泵為二級反滲透系統的RO膜進水提供壓力，它的開啟與關閉是由一級淡水罐3號液位和4號液位、純水罐的高低液位及二級高低壓開關聯合控制的。當水位達到純水罐下液位及一級淡水罐3號液位且二級高壓開關閉點、二級低壓開關開點時，二級泵開啟；當水位達到純水罐上液位及一級淡水罐4號液位且二級高壓開關開點、二級低壓開關閉點時，二級泵關閉。

3.4 二位三通閥的控制流程

兩位三通閥是用來控制反滲透產水流向的，當產水水質合格時（電導率≤1.8μs/cm），產水流入純水罐，二位三通閥關閉；當產水水質不合格時（電導率≥2.0μs/cm），產水流回至原水罐，二位三通閥開啟。

3.5 沖洗閥的控制流程

反滲透制水時，由于滲透壓的作用會使RO膜表面沉淀大量的難溶鹽，從而降低了反滲透系統的脫鹽率，所以要定時對RO膜進行清洗。制水開始起，PLC延時60min后，一級或二級沖洗閥開啟；PLC延時10s后，一級或二級沖洗閥關閉。

4 反滲透純化水控制系統的畫面設計

為了使管理人員和操作人員有一個良好的系統監視界面，本系統選用昆侖通態MCGSE7.6版組態軟件進行畫面設計，其具有可視性、高處理性、多媒體畫面、安全機制、網絡、報警、支持多種硬件等功能。

其設計步驟為：

（1）在MCGSE7.6版組態環境中，新建一個項目，并在“新建工程設置”對話框中，對觸摸屏類型進行設置（選用TPC1062K）。

（2）定義設備和變量。

PLC是MCGSE7.6版組態所支持的硬件之一，MCGSE7.6版組態在定義設備時可直接調用西門子S7-200驅動的默認通訊參數。在MCGSE7.6版組態運行時，變量是作為中介環節出現的。工作人員在計算機前發布的指令要快速送至生產現場，生產現場的狀況也要以動畫的形式反應在屏幕上，這些都是需要由變量進行轉換的。變量的名稱和數據類型是和PLC一一對應的。

（3）設計組態畫面。

畫面設計可以顯示反滲透純化水系統的整個工藝流程。本系統的畫面分為主畫面和手動畫面，如圖3、圖4所示。

圖3 反滲透純化水系統的主畫面

圖4 反滲透純化水系統的手動畫面

5 結語

上述控制系統為反滲透純化水系統的一個組成部分，其成品已投入使用。按照用戶要求，本系統可加以改進，以期達到更好的實用性。

[1]馮逸仙.反滲透水處理系統工程[M].北京:中國電力出版社,2005.

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