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ZJB全自动加药控制系统的设计与实现

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摘要：随着环保力度的不断加强，污水处理工程越来越被众多的中小企业所重视，ZJB型全自动加药系统由于成本低、控制准确而应用的越来越广泛。

关键词：PLC自动控制

0引言

ZJB型自动加药系统主要用于水处理中的湿法投加药剂,该系统能使絮凝剂迅速、均匀溶解并配制成一定浓度的溶液。可连续自动的进行分散、稀释以及对干粉药剂的计量操作，并且具有长期可靠性和经济性。

本设备适用于污水处理工程、选煤、印染、制药、石油化工等行业。采用本系统可以精确制备所需的聚合物浓度、同时可避免浪费粉末和在线稀释系统的昂贵花费。

根据设备的运行特点和用户的实际需要，ZJB全自动加药系统主要有两种控制方式：传统的继电器控制和PLC控制。众所周知，传统的继电器控制具有技术落后，线路故障率高，操作相对复杂，维护工作量大等问题，而且，ZJB全自动加药系统本身要求控制的连续性要好，否则会影响最后的出药效果，所以，在本次设计中采用了PLC控制，利用PLC的内部软继电器实现控制过程，使系统控制简便，提高了系统的稳定性和可靠性，同时也保证了产品质量，提高了生产效率。

1ZJB的工作过程及控制要求

1.1工作过程ZJB的整个系统共包括：搅拌机1台、螺旋输送机（给料机）1台、鼓风机（气泵）1台、进水电磁阀1个、进药电动阀1个、计量泵（加药泵）1台、液位计1个、液位开关2个、物位开关1个。

在系统自动运行之前，首先检查料仓中物料的物位，如果料仓中的料位低于或等于给定的最低物位，则料仓中的物位开关闭合，同时，蜂鸣报警器发出声音进行报警，提醒工作人员加药，否则会引起物料反吹现象，影响系统的正工作。然后，进入如流程图所示的工作循环中，首先是搅拌机启动，进水电磁阀打开，开始进水，鼓风机启动，开始供气，当鼓风机启动一定的时间后，螺旋输送机启动，开始进料，进料时间一到，停止进料，当溶药罐中的液位到最高位时，进水电磁阀关闭，鼓风机延时停车，搅拌机运行时间到后，停车（搅拌机的运行时间大于进水时间），此时，一个完整的溶药过程结束。当储药罐中的液位不是最高液位时，进药电磁阀打开开始进药，当溶药罐中的液位到最低液位时，进药电磁阀关闭停止进药，如果储药罐中的液位不是最低液位，计量泵可以工作，向外部设备供药，若储药罐中的液位为最低液位，则计量泵不能工作。至此，整个系统的溶药、进药、供药循环结束。

1.2控制要求系统正常运行时，要求能够达到以下的控制要求：①该控制系统应具有手动调节和自动运行功能。②为了确保药液的均匀程度，搅拌机的运行时间应设置合理。③为了防止进水口出现粘堵及返潮现象，必须保证鼓风机与进水电磁阀同步启动，再停车的时候，鼓风机滞后于进水电磁阀。④进水电磁阀的打开受溶药罐的最低液位控制，关闭受溶药罐的最高位控制。⑤进药电磁阀的打开受储药罐的最高液位控制，关闭受溶药罐的最低液位控制。⑥当各个电机出现故障时，能够发出报警信号，并且能够自动停机，防止出现更大的事故。⑦确保运行过程连续、可靠。

2设计方案

本电气控制系统由主电路和PLC控制系统两部分组成。

2.1系统硬件设计各电机的电机基本参数如下：

搅拌电机：P=1.5KW，n=1500r/min，In=3.8A

漩涡式气泵（鼓风机）：P=0.75KW，In=1.7A

螺旋输送机：P=0.18KW，输送量：0.2kg/min，In=0.82A

计量泵：P=1.1KW，In=3.4A

药液配制浓度：5‰

2.2系统PLC的选择电气控制系统如图2、3所示，经过现场考察、市场调研及用户的要求，根据控制系统的输入/输出信号种类、输入/输出的点数，选取了SIEMENS系列的PLC，控制电路主要由CPU214，EM221扩展、Profibus-DP通讯模块组成

3故障分析

系统在运行过程中，难免会出现故障，现在将可能出现的比较典型的问题做如下分析：

3.1在运行过程中，任一电机出现过载时，其对应的信号灯亮，发出报警信号，提醒现场巡视人员要检修，同时，系统也会自动停机，避免出现更大的问题。

3.2若在自动运行中，系统运行3min后，溶药罐的液位仍位于最低液位，则系统故障灯亮，给出报警信号，出现这种情况有二种可能：①原水的供应水压不足，不能满足正常供水水压的要求。②进水电磁阀本身出现故障，不能打开，阻碍正常进水。

3.3若储药罐的最低液位显示灯亮，则可能的原因除了上述的第②外，还有二种可能：①进药电磁阀本身出现故障，不能打开，阻碍正常进药。②计量泵选型出现错误，超过了系统本身的供药能力。

4结束语

本次设计从满足用户的要求为实际出发点，进行了这套PLC控制，通过现场运行，证实了本次设计控制可靠，操作简单方便，完全符合用户的需求，为了方便用户将来做技术改进，预留了PROFIBUS-DP通讯接口，通过此接口，可