水處理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 水處理控制系統(tǒng)1</p><p>　　1.1 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明1</p><p>　　1.2 CAD流程圖2</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 控制系統(tǒng)類型的選

2、擇3</p><p>　　2.2 I/O端口的分配4</p><p>　　2.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖6</p><p>　　2.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)7</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)儀表選型9</p><p>　　3.1 檢測元件選型9</p><p>　　3.

3、2 執(zhí)行元件10</p><p>　　第4章 課程設(shè)計(jì)心得18</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　附錄20</b></p><p>　　第1章 水處理控制系統(tǒng)</p><p>　　1.1 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明<

4、;/p><p>　　我國是個(gè)缺水的國家，人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4。而且我國的水資源在時(shí)空和地域分布上的分布不均勻，更加重了實(shí)際的缺水情況。因此近些年來我國城市水資源進(jìn)一步緊張，許多城市嚴(yán)重缺水。與此同時(shí)，水資源污染卻日益嚴(yán)重，因此許多工廠都建立自己的自來水處理廠，來改變目前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。我國城市污水處理事業(yè)是在80年代初逐步發(fā)展起來的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。但是，與國外同期的工業(yè)污

5、水處理廠相比較，始終存在效率低、自動化程度低、能耗高且運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。隨著全球能源供應(yīng)緊張和對自動化程度要求的不斷增加，我國的自來水處理廠必然向著高度自動化和無人職守的方向發(fā)展。</p><p>　　環(huán)境保護(hù)問題日益成為影響和制約人類社會發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動化的自來水處理廠是解決供水問題的有效

6、途徑,水處理已經(jīng)長了成了生活中不可或缺的的一部分。</p><p>　　水處理是提供工業(yè)或民業(yè)用水的常用辦法,處理過程是通過濾池過濾,濾池工作一定時(shí)間就要進(jìn)行反沖洗,反沖洗過程要求按一定的時(shí)序控制風(fēng)機(jī)的啟停及各類的開與關(guān),閥門動作順序要求嚴(yán)格.某水源工程一期設(shè)計(jì)8個(gè)濾池,每個(gè)濾池有6個(gè)控制閥,而濾池的反沖洗過程要求同一時(shí)間不能有兩個(gè)濾池同時(shí)沖洗,采用手動控制時(shí)工人的勞動強(qiáng)度大,難免出現(xiàn)誤動作,對此特定的過程選用一

7、定的可編程控制器進(jìn)行控制,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠,效果良好。</p><p>　　在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí),首先根據(jù)江水的渾濁度設(shè)置每個(gè)濾池沖洗時(shí)間間隔,即設(shè)置計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)值.時(shí)間間隔過長易出現(xiàn)濾池大高液位現(xiàn)象,過短造成濾池沖洗過于頻繁,風(fēng)機(jī)啟動頻繁減少設(shè)備的使用壽命.投運(yùn)時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)江水的狀況設(shè)置時(shí)間間隔為12h,運(yùn)行效果良好.因在軟件設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮了邊界條件,可一次性將8個(gè)濾池的手動開關(guān)打到自動狀態(tài).因每個(gè)濾

8、池的沖洗周期均為12h,同時(shí)切換為自動狀態(tài),會出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的濾池同時(shí)沖洗,程序中設(shè)置了自動優(yōu)選功能,做到每次只有一個(gè)濾池沖洗,保證運(yùn)行安全可靠。</p><p>　　1.2 CAD流程圖</p><p>　　圖1-1 CAD流程圖</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 控制系統(tǒng)類型的選擇</p&

9、gt;<p>　　在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)，工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算,模擬量的控制,PID調(diào)節(jié)等)，系統(tǒng)要求有較高的可靠性，準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，所以使用PLC控制是很必要的。</p><p>　　目前,國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多中系列功能各異的PLC產(chǎn)品，一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目

10、貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面來考慮機(jī)型的選擇：</p><p>　　1、對輸入/輸出的選擇</p><p>　　要先弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15~20％留出備</p><p>　　量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。</p><p>　　另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對

11、同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的60％；PLC每個(gè)處處點(diǎn)的驅(qū)動能力也是有限的，有的PLC其每點(diǎn)處處電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般PLC的允許處處電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。</p><p>　　PLC的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)

12、選擇前兩種輸出方式的PLC。</p><p><b>　　2、對存儲量的選擇</b></p><p>　　對存儲容量只能作粗略的估算，在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用入總點(diǎn)數(shù)乘10字/點(diǎn)+輸出總點(diǎn)數(shù)乘5字/點(diǎn)來估算；計(jì)數(shù)器/定時(shí)器按(3~5)字/個(gè)估算；有運(yùn)算處理按(5~10)字/量估算；在有模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入/一路模擬量約需(80~100)字

13、左右的存儲容量來估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口200字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50~100％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有大量的裕量要大些。</p><p>　　3、對I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇</p><p>　　PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲(一般在2~3個(gè)掃描周期)等。對開關(guān)量控制系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一

14、般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。</p><p>　　4、根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型</p><p>　　不同的負(fù)載對PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或者晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但是繼電器輸出型的PLC有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降低、有隔離作用，價(jià)格相對較便宜，承受瞬時(shí)過電

15、壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活(可交流，可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交，直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。</p><p>　　5、對在線和離線編程的選擇</p><p>　　離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個(gè)CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇PLC的編程，監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)，CPU只為編程服務(wù)，而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制，專用編程器屬于這種情況。在線編程是

16、指主機(jī)和編程器各有一個(gè)CPU,主機(jī)的CPU完成對現(xiàn)場的控制，在每個(gè)掃描周期末尾與編程器通信編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計(jì)算機(jī)并配置編程軟件，采用哪種編程方式應(yīng)根據(jù)需要決定。</p><p>　　6、根據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型</p><p>　　若PLC控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)

17、，則PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求PLC應(yīng)具有連接其他PLC，上位計(jì)算機(jī)及CRT等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能,目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。</p><p>　　2.2 I/O端口的分配</p><p>　　將2個(gè)模擬輸入信號11個(gè)開關(guān)信號輸入和50個(gè)輸出信號按各自的功能類型分配好，并與PLC的I/O端口一一對應(yīng)，編排好地址。為了敘述簡便，將一號濾池簡約1#，其余的依次類推。列出外

18、端I/O信號端地址編號對照表見表2-1，表2-2。</p><p>　　表2-1 輸入信號端地址編號對照</p><p>　　表2-2 輸出信號端地址編號對照</p><p>　　2.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖</p><p>　　本次水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是自動與手動相結(jié)合的方法，通過上一章節(jié)的的分析外部輸入有2個(gè)模擬信號和10個(gè)開關(guān)

19、信號組成，而外部輸出中有50個(gè)輸出量，水處理控制系統(tǒng)的PLC外接線圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 PLC外部接線圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，開關(guān)SB1—SB10為手動開關(guān).因?yàn)榭紤]到在實(shí)際的工作中有可能出現(xiàn)各種各樣的情況,例如PLC出現(xiàn)故障，計(jì)時(shí)器出現(xiàn)暫時(shí)無法恢復(fù)的問題,或者其他不可預(yù)計(jì)的情況發(fā)生，PLC無法正常進(jìn)行自動控制。這時(shí)配置手動開關(guān)就可以維持水處理系統(tǒng)可

20、靠安全的運(yùn)行，并且在PLC出現(xiàn)故障時(shí)可以起到檢測故障所在環(huán)節(jié)的作用。</p><p>　　2.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)儀表選型</p><p>　　在現(xiàn)代化的凈水廠中，每一個(gè)生產(chǎn)過程總是與相應(yīng)的儀表及自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測各工藝參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動或自動控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水處

21、理工藝之間的關(guān)系，以便使各種設(shè)備與設(shè)施得到更充分、合理的使用。同時(shí)，由于檢測儀表測定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進(jìn)行比較，發(fā)生偏差時(shí)，立即進(jìn)行調(diào)整，從而保證水處理質(zhì)量。根據(jù)儀表檢測的參數(shù)，能進(jìn)一步自動調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量，保證水泵機(jī)組的合理運(yùn)行，使管理更加科學(xué)化，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測、{TodayHot}越限報(bào)警的功能，便于及時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的前提條件。所以在先進(jìn)的水處理系統(tǒng)中，自動化儀表具有非常重要的作用

22、。</p><p>　　3.1 檢測元件選型</p><p>　　1、檢測儀表選配的一般要求：</p><p>　　(1)精確度：是指在正常使用條件下，儀表測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，誤差越小，精確度越高。</p><p>　　生產(chǎn)過程物理檢測儀表的精確度為±1%，水質(zhì)分析儀表的精確度為±2%(測高濁水的濁度儀的精確度為±

23、;5%)。</p><p>　　(2)響應(yīng)時(shí)間：當(dāng)對被測量進(jìn)行測量時(shí)，儀表指示值總要經(jīng)過一段時(shí)間才能顯示出來，這段時(shí)間即為儀表的響應(yīng)時(shí)間。一只儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的情況，是很重要的指標(biāo)。對水質(zhì)分析儀表要求的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不超過3min。水處理系統(tǒng)技術(shù)中自動化儀表的應(yīng)用</p><p>　　(3)輸出信號：儀表的模擬輸出應(yīng)是4～20mADC信號，負(fù)載能力不小于600Ω。</p>

24、;<p>　　(4)儀表的防護(hù)等級應(yīng)滿足所在環(huán)境的要求，一般應(yīng)不低于IP65，用于藥劑投加系統(tǒng)的檢測儀表要求能耐腐蝕。</p><p>　　(5)四線制的儀表電源多為220VAC、50Hz，兩線制的儀表電源為24VDC。</p><p>　　(6)現(xiàn)場監(jiān)測儀表宜選用數(shù)顯儀。</p><p>　　(7)儀表的工作電源應(yīng)獨(dú)立，不應(yīng)和計(jì)算機(jī)共用電源，以保證發(fā)

25、生故障和檢修時(shí)電源互不干擾，使各自都能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。</p><p>　　(8)為使計(jì)算機(jī)能檢測到電壓互感器和電流互感器的異常信號并報(bào)警，設(shè)計(jì)選配的電壓及電流變送器的輸入信號應(yīng)比電流及電壓互感器大，即分別為0～6A及0～120V。</p><p>　　應(yīng)選擇能夠提供可靠服務(wù)和有豐富經(jīng)驗(yàn)的儀表生產(chǎn)廠商。</p><p><b>　　水位測量</b&g

26、t;</p><p>　　選擇液位計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：測量對象，如被測介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等；測量和控制要求，如測量范圍、測量(或控制)精確度、顯示方式、現(xiàn)場指示、遠(yuǎn)距離指示、與計(jì)算機(jī)的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。</p><p><b>　　流量測量</b></p><p>　　流量測量分

27、為兩種，一種用于流量檢測，參與過程控制，以達(dá)到提高生產(chǎn)自動化水平，改善生產(chǎn)工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。另一種用于流量的計(jì)量，不僅計(jì)量產(chǎn)品的產(chǎn)量，還是供水企業(yè)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算的依據(jù)。在供水企業(yè)最主要的8項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，有3項(xiàng)指標(biāo)是以流量計(jì)測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。　　流量計(jì)的選型應(yīng)考慮以下因素：　　(1)任何型號的流量計(jì)都必須有國家計(jì)量部門檢定的證書方可選用?！　?2)流量計(jì)本身的壓力損失要小?！　?3)根據(jù)行業(yè)要求，流量計(jì)的

28、準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級?！　?4)安裝現(xiàn)場條件應(yīng)滿足所選流量計(jì)對直管段的要求。　　(5)所選流量計(jì)應(yīng)能適應(yīng)安裝現(xiàn)場環(huán)境條件如溫度、濕度、電磁干擾等。　　(6)所選流量計(jì)應(yīng)能適用于待測的液體介質(zhì)。</p><p><b>　　顯示儀表的選用</b></p><p>　　一般凈水廠工程多選用智能化顯示儀表，其功能齊全，能進(jìn)行數(shù)字信號處理，實(shí)現(xiàn)控制功能，而且測量值以液

29、晶顯示，操作方便，可以保存數(shù)據(jù)，具有自診斷功能。雖然與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，它的優(yōu)勢沒有完全發(fā)揮出來，而被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所取代，但在目前凈水廠的建設(shè)中，使用智能化的顯示儀表作為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)未調(diào)試投運(yùn)階段或發(fā)生故障時(shí)的輔助儀表，也能滿足現(xiàn)場控制、顯示的要求。　　在某些情況下，同時(shí)需要本地顯示與遠(yuǎn)程傳送，此時(shí)不宜采取信號串聯(lián)方式，而應(yīng)采用信號分配器，即1路輸入，兩路輸出，一路輸出送顯示儀表，另一路輸出可輸入PLC，如常用的WS15242。<

30、/p><p><b>　　3.2 執(zhí)行元件</b></p><p>　　執(zhí)行元件在系統(tǒng)中有著不可忽略的作用，在該系統(tǒng)中，流量閥和調(diào)節(jié)閥發(fā)揮著重要作用，兩個(gè)閥的設(shè)計(jì)和計(jì)算也成為極其重要的一部分。</p><p>　　1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)及計(jì)算程序設(shè)計(jì)</p><p>　　所謂“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”就是他們的結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件都有統(tǒng)

31、一標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)計(jì)算步驟和方法都經(jīng)過系統(tǒng)試驗(yàn)而有統(tǒng)一規(guī)定。按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置，不必經(jīng)過個(gè)別標(biāo)定就可以使用。在GB/T2624-1993中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有以下幾種：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)孔板：角接取壓；法蘭取壓；徑距取壓（D-D/2）。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)噴嘴：ISA1932噴嘴；長頸噴嘴。</p><p>　　文丘里管：文丘里噴嘴；經(jīng)典文

32、丘里管。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖如下圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)如下所示：</p><p><b>　　位號：FI2535</b></p><p>　　工作介質(zhì)：純水

33、 取壓方式：法蘭取壓孔板</p><p>　　操作溫度：43℃ 工況密度：926.012Kg/m3</p><p>　　工作壓力：0.7MPa 工況粘度：199×10-6 Pa.S</p><p>　　管道內(nèi)

34、徑：80mm 最大流量：30000kg/h</p><p>　　管道材質(zhì)：20#鋼 節(jié)流件材質(zhì)：1CR18NI9TI</p><p><b>　　輔助計(jì)算</b></p><p><b>　　求工況下的管道直徑</

35、b></p><p><b>　　——管道內(nèi)徑</b></p><p>　　——管道材料熱膨脹系數(shù)</p><p><b>　　——被測介質(zhì)溫度</b></p><p><b>　　計(jì)算差壓上限</b></p><p><b>　　再根據(jù)

36、公式計(jì)算</b></p><p>　　其中C=0.6,=1,=0.5,d=×，代8.3000Kg/s，全部代入得</p><p><b>　　=58121.29</b></p><p>　　因國產(chǎn)差變的系列值為1.0，1.6，2.5，4.0，6.0×10n ，取=100000.00</p><

37、p><b>　　求雷諾數(shù)</b></p><p><b>　　——最大質(zhì)量流量</b></p><p>　　µ——工作狀態(tài)下粘度</p><p><b>　　求</b></p><p><b>　　ΔP=0.1MPa</b></p&g

38、t;<p><b>　?。?）初值計(jì)算</b></p><p><b>　?、偾?lt;/b></p><p><b>　　設(shè)： </b></p><p><b>　?、谇?lt;/b></p><p><b>　?、矍?lt;/b>&l

39、t;/p><p><b>　　④精確度判斷</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　=0.17888</b></p><p>　?。?）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第二個(gè)假定值X2</p><p>　　X2= =0.2541

40、489676</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.4963047208</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　=0.5959+0.0312—0.1840 +0.0029</p><p>　　=0.6041854730<

41、;/p><p><b>　　因此 =—</b></p><p>　　=-0.0000051122</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　?。?）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第三個(gè)假定值，利用快速收斂弦截法公式（n=3起用）</p><p>　　=0.2541405

42、981</p><p>　　=0.4962970445</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　=0.6041852546</p><p><b>　　因此 </b></p><p>　　=0.0000000002</p><p>

43、;<b>　　所以 </b></p><p>　　由于 =0.0000000005</p><p><b>　　精確度達(dá)到要求。</b></p><p>　　2、調(diào)節(jié)閥的選型及設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）調(diào)節(jié)閥的選型</b></p><p>

44、　　調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。調(diào)節(jié)閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動力，調(diào)節(jié)閥可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動調(diào)節(jié)閥，以電為動力源的電動調(diào)節(jié)閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型調(diào)節(jié)閥等。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電

45、動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。提供調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選次序如下：　　 ①全功能超輕型調(diào)節(jié)閥→②蝶閥→③套筒閥→④單座閥→⑤雙座閥→⑥偏心旋轉(zhuǎn)閥→ ⑦球閥→⑧角形閥→⑨三通閥→⑩隔膜閥。 　　 在這些調(diào)節(jié)閥中，我們認(rèn)為應(yīng)該盡量不選用隔膜閥，其理由是隔膜是一個(gè)極不可靠的零件，使其隔膜閥也成為了可靠性差的產(chǎn)品。</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)閥的口徑計(jì)算</p><p>　　調(diào)節(jié)閥的

46、口徑選擇時(shí)由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C值決定的。流量系數(shù)C的定義為:在給定的開度下，當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度1g/cm3時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的體積流量數(shù)即位在該開度下流量系數(shù)，其單位為3m/h。同理，在上述條件下，在調(diào)節(jié)閥最大開度下流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的體積流量數(shù)即為最大開度下的流量系數(shù)。該流量系數(shù)即為該調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)。由制造廠作為調(diào)節(jié)閥的基本參數(shù)提供給用戶。</p><p>　　調(diào)節(jié)閥系數(shù)C表示調(diào)節(jié)閥容量

47、的大小，是一個(gè)表示調(diào)節(jié)閥流通能力的參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C又稱為調(diào)節(jié)閥的流通能力。</p><p>　　從調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C的具體計(jì)算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：</p><p>　　最大體積流量或質(zhì)量流量</p><p>　　正常體積流量或質(zhì)量流量</p><p>　　正常情況下調(diào)節(jié)閥上的壓降</p><p&g

48、t;<b>　　閥前壓力</b></p><p><b>　　正常情況下的閥阻比</b></p><p><b>　　液體密度</b></p><p><b>　　液體的運(yùn)動粘度</b></p><p><b>　　介質(zhì)臨界壓力</b>

49、;</p><p>　　閥入口溫度下介質(zhì)飽和蒸汽壓力</p><p>　　閥上游管道直徑和閥下游管道直徑</p><p><b>　　調(diào)節(jié)閥計(jì)算原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　位號：LIC2307　</p><p>　　工作介質(zhì)：軟化水

50、 單座閥： </p><p>　　操作溫度：140℃ 工況密度：926.012Kg/m3</p><p>　　閥前壓力：0.7MPa　　　　　　 　　　　　　　工況粘度：199×10-6 Pa.S</p><p>　　閥后壓力：0.6MPa

51、 最大流量：30000kg/h</p><p>　　管道內(nèi)徑：80mm 飽和蒸汽壓力P=0.016MPa</p><p>　　調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)kv，是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)，它反映調(diào)節(jié)閥通過流體的能力，也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)kv的計(jì)算，就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，必須正確計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)

52、kv值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)kv的定義如下，在規(guī)定條件下，即閥的兩端壓差為10pa，流體的密度為1g/cm，額定型城市流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h或t/h的流量數(shù)。</p><p>　　選定調(diào)節(jié)閥的類型并以此查表得到壓力恢復(fù)系數(shù)，根據(jù)已知條件可選但做法，壓力恢復(fù)系數(shù)=0.90：</p><p><b>　　判別式：△P＜（）</b></p><p>　　經(jīng)

53、此判斷此液體為非阻塞流</p><p>　　計(jì)算公式：Kv＝ =</p><p>　　式中：－壓力恢復(fù)系數(shù)</p><p>　?。黧w臨界壓力比系數(shù)，＝0.96－0.28=0.68 </p><p>　?。y入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓（絕對壓力），kPa </p><p>　　－流體熱力學(xué)臨界壓力（絕對壓力），kPa

54、 </p><p><b>　　－液體流量</b></p><p><b>　　ρ－液體密度</b></p><p>　?。y前壓力（絕對壓力）kPa </p><p>　?。y后壓力（絕對壓力）kPa</p><p>　　計(jì)算出Kv后，通過查表就可求出調(diào)節(jié)閥的口，也可通過：

55、</p><p>　　式中： Q——流體體積流量</p><p>　　ρ——被測介質(zhì)工況密度</p><p><b>　　——閥前壓力</b></p><p><b>　　——閥后壓力</b></p><p>　　根據(jù)需要對C值進(jìn)行雷諾數(shù)修正計(jì)算調(diào)節(jié)閥雷諾系數(shù)：<

56、/p><p>　　式中： Q-液體體積流量</p><p><b>　　V-運(yùn)動粘度</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　結(jié)論：選定單座閥（JP），取為選定口徑245mm，非阻塞

57、工況，不作噪聲預(yù)估,氣開閥。</p><p>　　第4章 課程設(shè)計(jì)心得</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步了解了PLC, PLC 作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用,在自來水處理中也得到一定程度的推廣，而且在其穩(wěn)定性、高自動化程度的不斷加強(qiáng)，使得其成為城市自來水處理自動化方面的首選。

58、環(huán)境保護(hù)問題日益成為影響和制約人類社會發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動化的自來水處理廠是解決供水問題的有效途徑。</p><p>　　用PLC 設(shè)計(jì)的自控系統(tǒng)在某自來水處理廠投入使用以來，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，并改善了操作人員的工作環(huán)境。設(shè)備具有調(diào)試簡單、操作方便、使用安全、運(yùn)行可靠、效率高、故障率

59、低，污水處理效果好的特點(diǎn)，同時(shí)由于軟硬件均采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便了工程技術(shù)人員的安裝、調(diào)試和維修，為我們帶來了很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，這個(gè)設(shè)計(jì)讓我獲益良多，只要用心去學(xué)習(xí)，不怕困難，團(tuán)結(jié)一心，不管多么艱難，我們都能取得成功，在以后的學(xué)習(xí)過程中，我會更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個(gè)社會進(jìn)行接觸，讓自己更早適應(yīng)這個(gè)陌生的環(huán)境，相信在不久的將來，可以打造一片屬

60、于自己的天地。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張鳳珊，電氣控制及可編程序控制器[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[2]余雷聲，電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.</p><p>　　[3]楊長能，可編程序控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用[M

61、].重慶：重慶大學(xué)出版社，1992.</p><p>　　[4]李俊秀，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[5]戴一平，可編程控制器技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　根據(jù)狀態(tài)梯形圖同樣可以把它

62、轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的語句表如下所示。</p><p>　　LD X002 </p><p>　　ANI X003 </p><p>　　MC N0 </p

63、><p>　　SP M100 </p><p>　　ORI X001</p><p>　　MC N0 移母線</p><p>　　SP M100</p><p>　　LD M8002 運(yùn)行開始對狀

64、態(tài)S0驅(qū)動 </p><p>　　SET S0 </p><p>　　STL S0 </p><p>　　LD X000 </p>

65、<p>　　SET S21 </p><p>　　STL S21 </p><p>　　RST Y003 關(guān)反沖閥 </p><p>　　RST Y0

66、04 關(guān)排水閥 </p><p>　　RST Y005 關(guān)氣路閥 </p><p>　　RST Y006 關(guān)排氣閥 </p><p>　　SET Y001 開進(jìn)水閥

67、 </p><p>　　SET Y002 開出水閥 </p><p>　　OUT T0 K3600 延時(shí)60分鐘 </p><p>　　LD T0 </p&g

68、t;<p>　　SET S22</p><p>　　STL S22 </p><p>　　RST Y001 關(guān)進(jìn)水閥 </p><p>　　OUT T1 K5400延時(shí)9分鐘

69、 </p><p>　　LD T1 </p><p>　　SET S23 </p><p>　　STL S23 </p><p>

70、;　　OUT Y007 開鼓風(fēng)機(jī) </p><p>　　LD X001 </p><p>　　SET S24 </p><p>　　STL S24 </p&

71、gt;<p>　　OUT Y010 開電動蝶閥 </p><p>　　OUT T2 K6000 延時(shí)10分鐘 </p><p><b>　　LD T2</b></p><p>　　SET S25</p>

72、<p>　　STL S25 </p><p>　　RST Y002 關(guān)出水閥</p><p>　　SET Y005 開氣路閥</p><p>　　OUT T3 K2400 延時(shí)4分鐘</p><p><b>　　LD T3</b>&

73、lt;/p><p>　　SET S26</p><p>　　STL S26</p><p>　　RST Y005 關(guān)氣路閥</p><p>　　SET Y003 開反沖閥</p><p>　　SET Y004 開排水閥</p><p>

74、;　　OUT T4K2400 延時(shí)4分鐘</p><p><b>　　LD T4</b></p><p>　　SET S27</p><p>　　STL S27</p><p>　　RST Y003 關(guān)反沖閥</p><p>　　RET

75、 步進(jìn)程序結(jié)束</p><p>　　SET Y001 開進(jìn)水閥</p><p>　　SET Y006 開排水閥</p><p>　　OUT T5 K600 延時(shí)1分鐘</p><p><b>　　LD T5</b></p><p>

76、;　　SET S28</p><p>　　STL S28</p><p>　　SET Y002 開出水閥</p><p>　　OUT T6 K600 延時(shí)1分鐘</p><p><b>　　LD T6</b></p><p>　　SET S

77、29</p><p>　　STL S29</p><p>　　RST Y006 關(guān)排水閥</p><p>　　RET 步進(jìn)程序結(jié)束</p><p>　　MCR N0 返回母線</p><p><b>　　END</b></p>