自来水厂监控系统设计.doc

1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文自来水厂监控系统【摘要】本论文主要阐述了供水是一个关系国计民生的重要产业，随着我国改善人民生活条件、建设小康社会及提高劳动生产水平等目标的实现，对自来水水质的要求也越来越高。水处理厂计算机自动化控制系统是保证安全、连续、优质供水的措施。本文通过分析已建水厂自动化控制系统的现状，结合工艺设备智能化的发展趋势，以及我国中小型水厂现状，能实时监测水质、取水流量、pH值、管网压力，监控厂区安全，自动控制投矾、加氯，还能自动存储历史数据；以及自来水厂中电机的分布。关键词：PLC,自动化控制系统,电机分布。Abstract: This paper mainly expou

2、nds the water supply is an important industry relationship beneficial to the peoples livelihood, along with Chinas improving the living conditions of the people, to build comparatively well-off society and improving the labor production level of the implementation of the target, on tap water quality

3、 requirements are also getting higher and higher. Water treatment plant computer automatic control system is to ensure safe, continuous, high quality water supply. This article through the analysis already built water plant automation control system s present situation, combined with process equipme

4、nt intelligent trend of development, as well as our country middle and small scale water situation, real-time monitoring of water quality, water flow, pH value, pressure of the pipe network, monitoring the factory safety, automatic alum, chlorination, can automatically store historical data; and the

5、 water plant in the motor distribution.Key words: PLC,automatic control systems, electrical distribution.目 录1. 本论文的研究背景和意义2. 自来水厂的情况简介3. 可编程控制器在水厂的使用4. 自来水厂控制系统的描述4.1该控制系统硬件结构及控制原理4. 2中央控制室软件的实现4.3 现场控制站的软件实现4.4自来水控制的流程4.5通信平台5. 系统及仪器仪表说明5.1 PLC 的简介5.2 PLC 的工作原理5.3 PLC 的结构图及其各部分的功能6. PLC控制系统6.1程序设计前

6、的准备工作，程序框图设计程序调试6.2 控制过程设计6.3 PLC 编程6.4 程序调试7.电机分部7.1电机安装7.2水泵节泵和变压器的节能方法结束语谢辞文献1. 本论文的研究背景和意义随着经济社会的发展，水对人民的生活与生产的影响日益突出，人们对供水的质量与安全可靠性的要求不断提高，同时也更加重视降低供水系统的能耗。加 强供水系统工况的监测是一项重要而有效的节水降耗措施，因此加强水处理厂的 各个工艺环节的自动监测与控制具有重要意义。我国城镇供水在改革开放的二十 几年中得到了大发展与大提高。卫生部公布的第三次国家卫生服务调查主要结 果显示，我国城市自来水普及率达到96，农村自来水普及率为34

7、。因为我 国总体上是一个水资源匮乏的国家，所以在发展供水事业的同时也要考虑节约用 水，提高水资源利用率，特别是目前我国的城镇供水在水质处理、工艺设施和管 网建设上，与发达国家相比还有一定差距，因此有必要提高城镇水厂的自动化程 度。水厂自动化的主要目的不仅是节省劳动力，更主要的是实现可靠、优质、高 效的供水保证。生产过程的自动检测、调整、控制和事故报警可保证设备在规定 状态下运行，防范事故于未然，实现不间断的可靠供水；投药、过滤、消毒等工 艺过程实施闭环控制，可以随着水量、水质的变化及时调整工艺参数，保证出水 水质达标；出厂水压自动调整，能保证稳定的服务水压，减少爆管和漏失水量； 生产过程的优化

8、运行可以大大减少水、气、电和各种药剂的浪费，达到低耗高效。 县镇水厂不同于大中型水厂，其供水规模较小、占地面积较小、日变化系数和时 变化系数均较大，水厂技术力量较薄弱、管理水平较低、财力较为紧张等，这就 决定了设计思路有别于大中型水厂，但又因其覆盖面广、数量众多，所以中、小型自来水厂的自动化控制系统研究有着广泛的前景。依靠现代化技术手段对生产 过程进行控制和管理，提高设备的运行效率和可靠性，节省宝贵的水、电资源，是技术发展的必然趋势 。2.自来水厂的情况简介城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点 的

9、数据采集终端可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据， 供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日 益增产的用水量的需求。 城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制， 以实现 管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低了故障率和提高了对 系统的反应时间。便于及时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修 的时间，减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水 流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中 心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故 障

10、时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实 现了城市供水的信息化、现代化。3.可编程控制器在水厂的使用城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点 的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点 的数据采集终端可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据， 供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日 益增产的用水量的需求。 城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制， 以实现 管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制，降低了故障率和提高了对 系统的反应时间。便于及

11、时迅速的了解及控制远端管道及阀门，低故障率和检修 的时间，减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水 流量的实时数据与开关状态等数据，信息传输到自来水公司的监控中心，监控中 心通过对传输回的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故 障时，能在最短的时间内解决问题，恢复供水，提高了整体的服务水平，从而实 现了城市供水的信息化、现代化。4.自来水厂控制系统的描述4.1 该控制系统硬件结构及控制原理全厂控制系统设两级组成集散控制系统，一级是厂中央控制室(上位管理)， 二级是区域控制工作站(现场控制站)。整个系统由一个中央控制室、五个现场控 制站组成，中央控制室与现场

12、控制站之间通过网络进行通讯，组成一个 PLC 控 制网络。系统借助于浙江浙大中自集成控制股份有限公司强大的人机接口软件 Sunytech 和 SunyIEC 编程软件，使其获得最佳的控制性能。在中央控制室，通 过屏幕汉化的动态画面，可观察全厂的生产过程，并 对全厂生产过程进行调度， 指挥分站操作运行，打印全厂生产报表，绘制曲线，达到综合管理的目的。 4.2 中央控制室软件的实现 中央控制室提供了三种制水控制方式：自动、半自动和手动。、在相应授权条件下，在中控室可对任何一台可控设备进行控制和人工干 预，能对各现场控制站 PLC 的参数进行设定与修改，或直接对任何一个现场控 制站进行编程或修改程序

13、等。 、 能够根据公司总调度室的一级调度指令， 自动形成良好的二级调度指令， 控制送水泵的开/停等。 、对源水泵房和送水泵房等关键部位建立了远程控制，可以方便地对源水 泵房、送水泵房、加矾加氯间、反应沉淀池及全厂范围进行监视。 、建立了水厂管理信息系统： 提供制水数据的查询，能形象、实时、动态地显示各生产过程中的主要技 术参数，显示所有设备的运行状态，用趋势图显示某些重要参数的变化情况等。 数据库管理功能：建立了生产数据库，存贮生产原始数据；建立了事故数 据库，记录各类错误和事故等。 数据处理功能：利用在线数据和数据库中的数据计算主要生产指标，进行 统计分析。 报表输出/打印功能：打印公司、水

14、厂所需要的各类报表。、具有报警功能，当某一参数异常或设备故障时，能提供多种报警方式。 、系统的数据图像传输准确，执行机构控制正常，运行状况良好。 、整个系统安全可靠。 中控室是全厂的控制管理中心，一方面通过网络采集全厂各设备的运行状态 及仪表检测信号，另一方面对全厂各设备进行控制。 中控室上位机软件主要功能包括：在上位机对全厂任何一台设备进行控制(加氯、加矾部分自成系统，只对 其采集必要的数据)，能对区域 PLC 的参数进行设定和修改。能形象、实时、动态显示某些重要参数的变化情况。报警功能：某一参数异常或设备故障，给出声光报警，显示相应的提示 信息和画面，并记录在报警数据库中。数据管理功能：建

15、立生产数据库，存储生产原始数据供统计分析用。数据处理功能：利用在线数据和数据库中的数据计算主要生产指标。报表输出打印功能：能打印出日、月、年、故障、运行计录的中文报表。 4.3 现场控制站的软件实现现场控制站的软件实现 现场控制站的软件用来完成生产工艺的全部任务， 该软件组态和开发的好坏 直接关系到自动化工程的成败问题。该软件包括顺序逻辑控制、模拟量采集和 PID 调节控制。采用巨腾公司的 ISGRAF 工具包开发梯形图控制软件。它主要能 完成以下功能：顺序逻辑控制：包括取水泵站、送水泵站机组及各阀门等设备之间的连 动控制等。模拟量采集：包括高配间及高压电机的电流、电压、功率、电度量的采 集，

16、以及浊度、余氯、水流量、压力、PH 值、温度等信号的采集。所有这些量 经过转换，并在屏幕上的数据域中加以显示或打印报表，从而取消原始的手工抄 表计录。PID 调节控制：加矾及加氯部分的 PID 调节控制。软件设计的主要任务 是对 V 型滤池出水调节阀的自动控制。这也是全厂控制软件设计的核心部分。 出水调节阀作为控制装置，它受滤池水位的控制，水位通过水位传感器送出的信 号至 PLC， 这个信号与表示水位保持恒定的参考水位相比较，在判断出水位不 稳定方向后(上升或下降)，信号水位与参考水位的偏差超过原设计系统的临界值 约2cm 时， 即启动控制单元出水调节阀， 同时出水调节阀输出一个与阀门开 启度

17、成正比的 420mA 的反馈信号， 通过 PLC 内的 PID 指令自动调节滤池水位 以达到恒水位。当事先定好的反冲洗时间到或堵塞显示器超过设定堵塞值时，便 PLC 根据工艺流程 输出反冲洗信号， 反冲洗过程包括气冲及气水同时反冲过程， 要求按一定顺序进行一系列阀门及水泵、风机的开启及停止动作。当冲洗过程结 束，滤池重新恢复平静，又一个过滤的循环开始。 4.4 自来水控制的流程 进水池中的水经过初步沉淀进入加药池。加药系统根据水质、水量配比化学 药物，对水进行化学处理。加药系统充分运用了 Sunytech 软件强大的配方管理 能力，根据需要确定加氯、加明矾的药量及比率。加药后的水进入沉淀池，经

18、过彻底沉淀后进入过滤池，靠水的重力穿过过滤 层除去水中浮游生物。Sunytech 上位系统将定时或手动按钮分别启动各个刮泥 机出去沉淀池中的泥浆，并定时对过滤层进行反冲洗。清水池补加氯及送水泵组监控系统是对清水池水位、 补加氯系统及送水站各 泵组电机和送水量的监控。Sunytech 上位系统可以直接读取流量计的数据，并 可以通过现场执行器控制各泵组的启停。梯形泵站监控系统是对整个水厂净水处理的总体监控。 在这个系统里可以监 测到净水处理的总体过程，包括各个抽水机、搅拌机运行情况及各水池的水位情况。4.5通信平台 水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完 成；水厂与调度中心之间一

19、般租用或铺设光纤。 四、水厂监控终端的功能特点、产品结构及使用要求。 1、水厂监控终端的功能特点： 采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、 出厂水质、安防报警等信息；可采集每台泵的出水压力、出水流量。 采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、 电能等电参数。 采集配电室设备的开关状态、总电能等。 监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启 停，控制模式可切换。 电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人 进入状况发生时，立即上报告警信息。 支持局域网有线通信，支持 GPRS、短消息无

20、线通信。 存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 支持就地、远程测控设备维护。 2、产品结构 水厂需要监控的项目多，依据被监测内容，终端可分为：加压泵 组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控 终端。这些终端依据现场情况也可以合并成一个综合终端。5.系统及仪器仪表说明本系统包括中控室、取水井、加矾加氯间、反应池、过滤池、清水池、送水 泵房、管网等各环节组成，各子系统由 PLC 站控制，中控室有 2 台分别用于生产 管理与监控的算机，中控计算机可实时显示各 PLC 单元控制的仪表、机电、加矾、 加氯设备和滤池在内的工作情况，可对系统的所有设备进行远程操作和控制。PLC 接收

21、流量、浊度、压力无线远传信号，控制加氯、加矾量；管理计算机用于显示、 存储视频信号，以便于管理。5.1 PLC 的简介可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称 PLC，最初只能进行计数、定时及开关量的逻辑控制。随着计算机技术的发展，可编程逻辑控制 器的功能不断扩展和完善， 其功能远远超出了逻辑控制的范围， 具有了 PID、 AD、 DA、算术运算、数字量智能控制、监控、通信联网等多方面的功能，它已变成了 实际意义上的一种工业控制计算机。PLC 与通用计算机没有什么区别，只是一台增 强了 I/O 功能的可与控制对象方便连接的计算机。 其完成控制的实质是按

22、一定算法 进行 I/O 变换，并将这个变换实现，应用于工业现场。 PLC 的编程语言有梯形图语言、语句表语言、逻辑图语言、功能表语言和高级语言 。本设计使用梯形图语言编程。5.2 PLC 的工作原理PLC 开始运行后，在系统程序的监控下周而复始地按照一定的顺序对系统内 部的各种任务进行查询，判断和执行，这个过程实质上是按照巡回扫描的方式进行的。执行一次巡回扫描所需要的时间称作扫描周期。 PLC 可被看作是在系统软件支持下的一种扫描设备。它一直周而复始地循环 扫描并执行由系统软件规定好的任务。用户程序只是扫描周期的一个组成部分， 用户程序不运行时，PLC 也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程

23、序和读输 入、写输出这几部分内容。典型的 PLC 在一个周期中可完成以下几个扫描过程： 5.2.1 自诊断测试扫描过程 为保证设备的可靠性，即使反应所出现的故障，PLC 都具有自监视功能。 5.2.2 与网络进行通信的扫描过程 一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的 PLC 系统才有通信扫描过程， 这一过程用于 PLC 之间及 PLC 与上位计算机或终端设备之间的通信。 5.2.3 用户程序扫描过程 机器处于正常运行状态下，每一个扫描周期内都包含该扫描过程。读输入、写输出扫描过程 在读输入阶段，CPU 对各个输入端子进行扫描，通过输入电路将各输入点的 状态锁入输入映像寄存器。在写输出阶段，将

24、输出映像寄存器的状态集中锁定到输出锁存器，再经输出电路传递到输出端子。5.3 PLC 的结构图及其各部分的功能PLC 由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。PLC 的结构中央处理单元（简称 CPU）组成：由控制器，运算器，寄存器组成。作用：处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统，使之 协调工作。存储器作用：存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其它一些信息。结构：由存储体，地址译码电路，读写控制电路，数据寄存器组成。存储器的类型：ROM、RAM、EPROM、EEPROM。输入单元作用：接收主令元件、检测元件传来的信号。输入方式：数字量、模拟量。输入类型：直流、交

25、流、交直流。输出单元作用：将中央处理器输出的弱电信号，转换成为现场需要的电平信号输出， 驱动。被控设备的执行元件。输出类型：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。电源作用：将交流电转换成 PLC 内部所需的直流电源，供 PLC 正常工作。6.PLC控制系统6.1程序设计前的准备工作，程序框图设计程序调试。 6.1.1程序设计前的准备工作 程序设计前的准备工作大致可分为三个方面： （1）了解系统概况，形成整体概念。这一步的工作主要是通过系统设计方案 和软件规格说明书来了解控制系统的全部功能，控制规模，控制方式，输入和输 出信号的种类和数量，是否有特殊功能接口，与其它设备的关系、通信内容与方 式等。

26、没有对整个控制系统的全面了解，就不能对各种控制设备之间的关联有真 正的理解，编出的程序拿到现场去运行，肯定是问题百出，不能使用。 （2）熟悉被控制对象，编出高质量的程序。这一步的工作是通过熟悉生产工 艺说明书和软件规格说明书来进行的。可把控制对象和控制功能分类，按响应要 求、信号用途或按控制区域进行划分。确定检测设备和控制设备的物理位置，深 入细致地了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模、相互间的关系并 预见以后可能出现的问题，使程序设计有的放矢。 在熟悉被控对象的同时，还要认真借鉴以前程序设计中的经验和教训，总结 各种问题的解决方法。 （3）充分利用硬件和软件工具。如果是得用计算机编

27、程，可以大大提高编程 的效率和质量。 6.1.2程序框图设计 这一步的主要工作是根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情 况，确定应用程序的基本结构，按程序设计标准绘制出程序结构框图；然后再根 据工艺要求，绘制出各功能单元的详细功能框图。有的系统的应用软件已经模块 化，那就要对相应程序进行定义，规定其功能，确定各块之间的连接关系，然后 再绘出各模块内部的详细框图。框图是编程的主要依据，要尽可能地详细。这步 完成后，就会对全部控制程序功能的实现有一个整体概念。 6.1.3编写程序 根据设计出的框图逐条地编写控制程序，这是整个程序设计工作的核心部分。 梯形图语言是最普遍使用的编程语言。在编写

28、程序的过程中，可以借鉴已有标准程序，但必须弄懂这些程序段，否则将会给后续工作带来困难和损失。另外，在 编写程序的过程中要及时对程序进行注释，以免忘记相互之间的关系，要随编随 注。注释要包括程序的功能、逻辑关系说明、设计思想、信号的来源和去向，以 便阅读和调试。 6.1.4程序调试 程序调试是整个应用程序设计过程中一项很重要的内容，它可以初步检查程 序的实际效果。程序调试和程序编写是分不开的，程序的许多功能是在调试中修 改和完善的。调试时应先从各功能单元入手，设定输入信号，观察输出信号的变 化情况，必要时可以借用某些仪器仪表。各功能单元测试完成后，再贯通全部程 序，调试各部分的接口情况，直到满意

29、为止。程序调试可以在实验室进行，也可 以在现场进行。如果是在现场进行程序调试，就要将 PLC 系统与现场信号隔离， 可以使用暂停输入输出服务指令，也可以切断输入输出模块的外部电源，以免引 起不可预料的、可能造成事故的机械设备动作。6.2 控制过程设计控制过程主要完成加矾、加氯量的调节，通过 PLC 来实现。6.2.1 PLC 控制自动加矾 自来水水质处理过程中，加矾是通过工控机分析接收到的相应传感器信号来 控制阀门开关开合实现的。由于不同时段天然水源浊度不同、用户用水量不同， 需要加入明矾的用量也不同，所以在水输入前端要先检测这两个指标，以此控制 加入矾的基本量。处理过后，还要对水质进行二次检

30、验，即在沉淀池出水口再用 浊度仪检测，与预设标准量比较后，由 PLC 产生相应的反馈值对阀门进行闭环调 节，这样就可以保证处理过后的水浊度基本达标。 6.2.2 PLC 控制自动加氯 相比于浊度控制，加氯量控制了沉淀池前端检测环节，控制相对比较简单，直 接在自来水出厂前检测，将其检测值传输给工控机，通过工控机分析，与标准量 进行比较，用此差值来控制阀门开合状态。但是加氯量要有个预设值，这个预设 值要根据安装现场调试确定，可选余氯测量采用人工取样、化验分析模式，根据 检测数据，人工选取加氯量。 6.2.3工控机单元 工控机是整个系统的监控中心，该控制系统采用“工控机+PLC”模式，用于生 产管理

31、的计算机，根据 PLC 上传的各仪表所检测到的数据，结合相关标准，经过 分析后，将结果下传给 PLC，最后由 PLC 控制如加矾、加氯，根据管压信号控制水 流量。监控计算机主要是通过显示、存储接收到的视频信号来保证水厂安全，以 便于管理，并可自动生成各监测点数据历史曲线，方便用户查看。6.3 PLC 编程PLC 控制系统工作流程 1.控制基本过程 PLC 实时监测整个水处理过程中的 9 路工艺信号，一方面把信号传给工控机， 通过组态软件实时显示出来。另一方面主要根据各点的实时输入信号，控制调节 加药量大小，保持成品水质，达到自动控制水质的目的。 2.模拟量控制 （1）控制目的：保证自来水厂出水

32、口浊度在 2 到 5 之间的前提下，尽量节省用矾量。对投矾仪的控制主要是通过 PLC 控制电动调节阀开口大小，电动调节阀 控制电流为 420mA。其中 4mA 对应电动调节阀关闭状态，20mA 对应电动调节 阀最大开启。 （2）基本控制思路：浊度控制分粗调和细调两步，先根据取水浊度初步决定 调节输出范围，再根据成品水浊度进行精细调节确定加药量，保证成品水质。若 取水口浊度大于 50，电动调节阀开启到最大，PLC 控制输出 20mA 电流；若取水 口浊度大于 30 小于等于 50，电动调节阀门开启 75%,PLC 控制输出 16mA 电流； 若取水口浊度大于 15 小于等于 30，电动调节阀门开

33、启 50%,PLC 控制输出 12mA 电流； 若取水口浊度大于 5 小于等于 15， 电动调节阀门开启 25%,PLC 控制输出 8mA 电流；若取水口浊度大于 2 小于等于 5，电动调节阀门开启为 10%,PLC 控制输出 5.6mA 电流。在以上初步设定范围内，再判断沉淀池浊度，当沉淀池浊度大于 5 时，增大电动调节阀的开启度，PLC 的控制输出电流增大；当沉淀池的浊度小于 2 时，减小电动调节阀的开启度，PLC 的控制输出电流减小。6.4 程序调试当程序编写完以后，要对程序进行调试，分两种方法，即静态调试和动态调 试。先进行静态调试即由人工“代替” “模拟”计算机对程序进行仔细检查，主

34、要 检查程序中的语法规则和逻辑结构的正确性。很大一部分错误可以通过静态检查 来发现。然后进行动态调试，可以设置不同的初值。在调试过程中我们设置不同 的电流值，让其在各个网络中运行，看程序运行是否灵活，能否让沉淀池浊度保 持在 2 到 5 之间。 在实验室对系统控制程序进行多次静态调试和动态调试之后，程序才得已逐 步完善。我在程序的编写和调试期间遇到了很多问题，下面具体介绍一下其中的某些程序。 1.最初的加矾调节网络， 最初的加矾调节网络 上图是最初编写的程序，很简单。当计数器 T37 的计数时间到达后，辅助继 电器 M0.0 得电，执行整数加指令，即 PLC 控制输出的电流值增大，同时对 M0

35、.0 复位。当计数器 T38 的计数时间到达之后，对 M0.0 置位。程序进入下一个循环阶 段。该程序中 PLC 控制输出的电流值只能增大，即加矾量只能增加，不能减少， 不符合控制原则。7.电机分布7.1电机安装7.1.1施工前要看好施工场地，确定好工机具及电机零部件的放置位置，不得妨碍和危害其它设备的 正常运行和操作人员的正常操作。 7.1.2按规定的时间办理好工作票，动火票及用电票。7.1.3拆除的电缆头及电机零部件要用干净的塑料布及时包好。7.1.4检修项目：a检查电机外观，清扫电机外壳。 b更换或修理损坏的零部件，如更换端盖、密封垫、转子轴镶套、焊补等，紧固螺丝 。 c检查所有机械连接

36、，如外风扇、风罩、防水环等是否牢靠。 d查轴承状况及润滑脂。 e检查电气连接有无松动或缺陷并测试电机、电缆绝缘电阻，检查电机进线口的密封状况，检 查电动机机身接地状况。 f有拆动的隔爆面要进行清理、除锈、涂敷防锈油，并检查防爆面的完整牲。 g电动机解体，抽芯检查、清扫： 1 定子检修 清扫线圈端部和通风沟内的污垢 检修定子铁芯、槽楔及线圈紧固情况 进行绕组绝缘处理及各部电气连接过热处理2 转子检修 清扫转子，检查转子端 环 检查鼠笼条、平衡块及风扇 检修或更换轴承 h查、清扫电动机的附属设备及其冷却系统。 i按试验规程进行电气试验。 7.1.5检修工艺与质量标准：a做好检修前的准备工作。 b解

37、体与检查： 1 将电机进线及接地线拆除并做好相位标记。所有拆卸的电缆头用塑料布包好。2 测定电机绕组绝缘3 拆卸联轴器，拆前注意做好标记，用专用拉具将联轴器慢慢拉出。4 拆卸风罩及风扇，风扇必须用专用拉具将其拉出。5 拆卸端盖、抽转子。 先在电机前、后端盖与机座的接逢处及轴承盖与端盖的接触处做好标记以便复位。 先拆负荷侧轴承盖、电机端盖，后拆自由侧轴承盖、电机端盖。注意端盖应用顶丝慢慢 顶出。抽出或装配转子所用钢丝绳不允许碰到转子、轴承和线圈，不能损坏各部隔爆面、接触面。6 轴承的拆卸、清洗与检查、更换 拆卸轴承应选用适宜的专用拉具。在轴承拆卸前，应将轴承用清洗剂清洗干净， 检查其是否损坏，其

38、间隙是否超出规定值，否者应更换新轴承。7 检查定、转子铁芯 检查铁芯是否压紧，定子铁芯端部金属楔条是否松动，定子槽楔是否松动，通风沟是 否有油垢、灰尘，铁芯是否局部过热、变色，槽口外铁芯是否有卡线圈情况及定子绕 组涨圈绑线是否牢固。8 检查绕组端部漆膜状况，绝缘有无损坏，电机引线是否完好。9 检查电机接线盒、接线柱、护套等是否完好无损，有无开焊、过热现象。检查接线盒内壁耐弧漆是否脱落损伤。10 检查转子两侧平衡块及平衡螺丝是否牢固，检查风扇本体及固定防护情况。11 检查各部隔爆结合面有无损伤。 7.1.6一般缺陷的处理a铁芯缺陷处理 铁芯松动要进行紧固处理，定、转子的槽楔松动要更换新的槽楔或加

39、固处理。b线圈绝缘处理及端部固定 线圈端部绝缘漆膜发生龟裂、脱落应重新修复绝缘，绝缘损坏面较大时要对电机干燥， 重新浸漆或喷漆。若线圈端部有松动的地方，应加垫块用绑线把端部绑牢。c电机接线柱及连接处理 若接线柱与电机绕组引线接触不良过热，则应重新压接或焊接。特别是原连接采用硬点压 接方式的要注意检查有无压断线、接触面不够等状况。 d隔爆面修理 对有损伤、超标而允许修补后使用的隔爆面要进行修补。 7.1.7电机组装 a轴承安装采用热装法。利用轴承加热器加热到 90C 左右再装到轴上。轴承安装后，轴承 套圈端面必须紧靠轴肩的端面。b部件依次组装，注意各部结合面要干净，要在结合面上均匀的涂一层防锈油

40、脂。c固各端盖的螺丝，应两侧对应均匀用力紧固。7.2水泵节泵和变压器的节能方法转差率小，转差损失小。实现平滑的无级调速，精度高，起动调速范围宽（，），频率变化范嗣大（）；转矩大（可达额定值的倍），实现软启动减轻启动电流的冲 自来水厂是城市企业用电的大户，也是耗能大户。自来水企业中，自来水的制水成本（不包括原水成本），其中动力费用 所占的比重较大，约左右，而电力消耗占整个供水能源消 耗的以上。节能降耗，对建设资源节约型社会具有重要的 推动作用，同时也是提高企业经济效益的有效措施，企业做好节能降耗工作意义重大。因此，如何降低电耗成了供水企业的 重中之重。提高电网侧功率因数；变频器可采用高速度的位与

41、专用的大规模集成电路配合，用软件实现自动调整， 具有与计算机可编程控制器联机控制的功能，容易实现生产过程 的自动控制；安装容易，调试方便，操作简单；不仅适用于水泵，风机类负荷的节能调速，而且也适用于旧设备的改造，对改善工艺条件，提高产品质量都有其明显作用。变频器调控主要针对装置实际运行负荷偏低、设备负荷过 剩较大的情况，变频调速减小流量满足工况需求，节能效果非常明湿。但变频调速设备造价较高，改造投入大，且调速设备的维修技术要求高，因此，变频调速技术在水厂的节能改造中推广尚有一定难度。 叶轮切割改造切割叶轮是针对装置少数运行不合适的泵进行改造，使其符合运行工况。其原理是根据需要的运行参数，计算切

42、割量，经过切割改变叶轮的外径，使水泵特性曲线按要求发生水泵节能。近年来，由于城市的不断发展和供水量增加，供水管网改造很快。在传统的自来水厂设计中，进行送水泵选型时，首先考虑水泵应满足最不利上况点的要求，即以供水管网的最高时 用水量和压力来计算水泵的设计流量和设计扬程。根据此法选 型的水泵满足了最不利工况点的要求，却忽略了对能耗的考虑。在实际运行中，很多给水厂的水泵工作扬程下降，远离高效区运行，大大降低水泵效率，造成电能的大量浪费。水泵的节能 改造，主要是通过改变水泵的运行工况点，使水泵始终运行于高效区间内，且运行工况与管网实际所需一致。改变水泵的工况点，通常可通过两条途径来实现：一是调速运行；

43、另一种途 径是叶轮切割改造。 由此可以看出，叶轮切割后，电流降低，泵的轴功率将降低，便达到了节约电力的目的。需要注意的是，切割定律只能 用在需要降低流量、扬程和轴功率的场合。同时，叶轮外圆的 切割一般不允许超过表规定的数值，以免泵的效率下降过多。变频调速是调速技术中最好的一种，它是解决能耗问题的最好方 法之一，并得以在国内一些水厂应用，取得了很好的经济效益。 根据交流电动机工作原理中的转速关系： （） 从公式中得出：均匀改变电动机定子绕组的电源频率，就 可以平滑地改变电动机的同步转速。 又由流体力学可知： 功率浇量压力 流量与转速的一次方成比，压力与转速的平方成 正比，功率与转速的立方成正比，

44、若水泵的效率一定，当要求的调节流量下降时，转速可成比例的下降，而此时轴输出 功率成立方关系下降，这样就达到了通过调速节能的目的。叶轮切割是改变水泵性能的一种简单易行的方法。目前，大多数自来水厂水泵配置不尽合理，不仅水泵特性曲线不吻合，而且水泵的扬程偏高，水泵难以发挥较高的效率。在工艺要求调配变压器运行的最佳负荷率 变压器工作在最佳效率时的负荷率为一，如变乐器 运行在最佳负荷牢以下，其效率随负荷率减小下降很快；从最佳 负荷率至额定值，其效率缓慢下降至额定效率。变压器的最佳效 率，应根据负荷的具体情况合理地配置变压器，对原配置不合理 的变堰器进行合珲的调配，使变旭器尽可能工作在最佳负荷率区 间，从

45、而提高变压器的运行效率，进而实现节能的目的。 结 束 语 本文通过分析国内外净水厂及其计算机自动控制系统现状的比较，针对水厂 的控制要求设计了一套自动化控制系统。经试验室调试和现场运行试验，系统能 很好地完成调节任务，不论取水浊度在哪个范围系统都能在较短时间自动将加矾 量调节到合适位置，保证成品水质浊度在 25 的技术要求。其它通讯、显示、操 作、报警及历史曲线等各项功能工作正常，达到了客户提出的系统要求。 水厂生产实现自动化控制，改变了传统的生产运行管理方式，促进了净水处 理技术水平的提高。采用 PLC 来实现自来水加药过程的自动控制，可使控制方案 简洁，设计和施工周期缩短，整个系统具有较高

46、的可靠性，维护方便。同时将落 后的手工操作方式改成全自动控制，不但有利于操作人员的身体健康，而且大大 提高了生产效率和制水质量，本控制系统可广泛适用于各种不同的水质和工艺流 程，具有较高的实用价值。 在应用方面，中小型自来水厂的自动化系统有着广泛的前景。依靠现代化技术手段对生产过程进行控制和管理，提高设备运行效率和可靠性，节省宝贵的水、 电资源，是技术发展的必然趋势，也是适合我国国情的较好做法。 随着我国加工业和微电子产业的发展以及对水处理工艺的不断探索，如何有 效地利用计算机技术和控制理论结合水厂的具体处理工艺突破传统控制的方式， 使水处理向标准模式化、智能化、无人化发展将是水处理自动化发展

47、的一个主要 方向。 在今后的发展中，我们可以扩展更高端的功能，比如在线视频控制，远程质 量监测等，采用该技术后，可将全区、市各自来水厂的数据实时入网，方便各监 测部门实时监督，并自动生成报表，有很大的发展前景和空间。在设计中预留接 口，可以方便以后将电机等主要设备的运行、报警数据如过流、过压、缺相等纳 入本监控系统，集中显示记录，进一步提高整体运行的可靠性，数据记录的自动 化以及完备性。在程序中还可以用到比例/积分/微分（PID）回路控制指令，通过 PID 调节，可以更精确的控制加矾量。但是在本系统中程序里面设置的延时时间较 长，运用 PID 调节，容易形成振荡，并且在本系统中 PID 调节的

48、参数整定很难， 需要花费很多的时间和经历，因此本程序设计中没有采用这个控制方法。谢 辞 经过一段时间的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声了。作为一名大专学生，由于经验的缺乏，我在设计过程中难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及同学们的支持，我想要完成这个设计任务是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师任晓敏老师。任老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的这段期间内，无论是从查阅资料到现场调试，还是设计草案的修改和确定，以及中期检查和后期详细设计等每个阶段都给予了我悉心的指导。每当在遇到困难时，任老师总会耐心地帮助我解决一道道难题，并且鼓励我要勇于实践，这对我接下来能够顺利地完成起到了良好的铺垫作用。除了敬佩任老师的专业水平外，她严谨治学的态度和对工作充满热情的精神也是我永远学习的榜样，并将会积极影响我今后的学习和工作。 再次，要感谢在毕业设计过程中帮我提供研究资料