基于PLC的污水加药系统的设计 摘要：水处理自动化的实现是城市供水行业“提高水质、提高供水的安全可靠性、降低药耗、降低能耗、降低漏耗”的必要手段。本设计主要介绍了自来水厂自动加药、加氯系统的实现方法。本设计中所加的药剂主要是混凝剂，采用流量与流动电流构成的复合控制方法。自动加氯过程包括前加氯和后加氯两部分。根据各自特点前加氯采用比例控制系统，后加氯采用前馈--反馈复合控制系统。运用PID运算实现了自动投加控制。
关键字：加药系统；加氯系统；S7-200PLC；MCGS；流动电流仪；复合环控制；PID
前言
水是生命之源，而水的质量更是生命的保证。工业的发展带动了相关产业的高速发展，成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白，工业的发展也意味着自然环境的破坏，特别是对水源的严重污染，所以对水源的保护、污水的处理、水的净化就显得十分重要。随着人们生活水平的不断提高，健康意识日益加强，特别是医院、化工实验室等单位，对水的品质也提出了更高要求。这就意味着城市自来水厂必须改善制作工艺，提高出厂水的质量。
而在水处理过程当中，一般包括取水，混凝，沉淀，过滤，消毒几个环节。而加药过程是水质净化的重要环节，通过自动控制药量既可以使原水中的杂质充分絮凝沉淀，又不会使药物浪费。因此，加药环节的优化可以大大提高水厂出水的质量。
加药环节是一个关键，它不仅是影响到处理的全过程，并且还是制水成本的重要组成部分。水处理效果的好坏首先取决于投药是否及时、准确，投加的药量过少就会使混凝不充分，投药量过多就会造成浪费提高成本。在以往的水处理的加药过程中,大多是凭借工人的经验来确定药物投加量，这不仅使投药量不准确达不到混凝效果，而且造成浪费。随着经济的发展,这种方法已经不能适应时代的要求。因此，如何实现净水工艺投药自动化与优化控制方式提高水质，降低药耗的技术在供水行业得到广泛关注。由于我国各地原水水质普遍较差，且大多受到严重的污染，这使对水质的精确检测和投药量的控制变得困难而复杂。目前国内外水厂投药方式多是采用人工重力投加和管道泵直接投加，这种投药方式很难控制投药量的多少，从而易产生药剂的浪费，无法保证出水水质。在这种情况下，水处理工艺必须智能化，通过计算机技术，通信技术和控制技术来自动控制投药过程。现国内采用过的加药自动控制方法主要有数学模型法，模拟法，流动电流法，透光脉动法等。
而基于PLC的投药自动化控制系统不论是在实时性，可靠性，安全性，可维护性等方面都具有很明显的优点，而且确保了投药量的准确性从而降低了生产成本，提高了经济效益。 目 录
前言 14
第一章 系统概述 15
1.1自动加药配制原理 15
1.1.1药液配制原理 15
1.1.2药液投加原理 15
1.2加氯系统控制原理 17
1.2.1 前加氯自动控制 …………………………………………………18
1.2.2 后加氯自动控制……………………………………………………18
第二章 控制要求及流程图…………………………………………………………20
2.1配药自动控制功能…………………………………………………………20
2.2 溶液池自动倒换控制………………………………………………………21
2.3 投配池液位控制……………………………………………………………22
2.4 投配池自动倒换控制………………………………………………………23
2.5 药池的清洗控制……………………………………………………………24
2.6 加氯控制过程………………………………………………………………24
第三章 加药.加氯算法实现……………………………………………………… 26
3.1 PID算法简介………………………………………………………………26
3.1.1 PID模型……………………………………………………………26
3.1.2 回路输入的转换和标准化…………………………………………27
3.1.3 控制方式……………………………………………………………27
3.2 加药控制数学模型的建立…………………………………………………30
3.3 加氯控制模型的建立………………………………………………………30
3.3.1 前加氯控制模型……………………………………………………30
3.3.2 后加氯模型…………………………………………………………31
第四章 硬软件设计与仪表简介……………………………………………………32
4.1 硬件设计与选型……………………………………………………………32
（1）上位机………………………………………………………………32
（2）下位机………………………………………………………………32
4.2 软件设计与选型…………………………………………………………32
（1）上位机软件设计采用组态软件MCGS……………………………32
（2）下位机编程软件…………………………………………………33
4.3 计算机与PLC通信………………………………………………………33
4.4 所用的仪器与仪表简介…………………………………………………34
（1）流动电流仪工作原理……………………………………………34
（2）变频器……………………………………………………………34
（3）计量泵……………………………………………………………35
总结……………………………………………………………………………………36
参考文献 ………………………………………………………………………………37
附录 A…………………………………………………………………………………38
附录 B…………………………………………………………………………………39
致谢……………………………………………………………………………………44 参 考 文 献
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