水厂加药站计算机监控系统设计 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 目 录
前言 1
英文翻译 2
1系统概述 9
1.1自动加药配制原理 9
1.1.1药液配制原理 9
1.1.2药液投加原理 9
1.2加氯系统控制原理 11
1.2.1 前加氯自动控制 …………………………………………………12
1.2.2 后加氯自动控制……………………………………………………12
2．控制要求及流程图………………………………………………………………13
2.1配药自动控制功能…………………………………………………………13
2.2 溶液池自动倒换控制………………………………………………………14
2.3 投配池液位控制……………………………………………………………15
2.4 投配池自动倒换控制………………………………………………………16
2.5 药池的清洗控制……………………………………………………………17
2.6 加氯控制过程………………………………………………………………17
3．加药.加氯算法实现………………………………………………………………18
3.1 PID算法简介………………………………………………………………19
3.1.1 PID模型……………………………………………………………19
3.1.2 回路输入的转换和标准化………………………………………20
3.1.3 控制方式…………………………………………………………20
3.2 加药控制数学模型的建立………………………………………………23
3.3 加氯控制模型的建立………………………………………………………23
3.3.1 前加氯控制模型………………………………………………23
3.3.2 后加氯模型……………………………………………………24
4．硬软件设计与仪表简介………………………………………………………24
4.1 硬件设计与选型…………………………………………………………24
（1）上位机………………………………………………………………24
（2）下位机………………………………………………………………25
4.2 软件设计与选型…………………………………………………………25
（1）上位机软件设计采用组态软件MCGS………………………………25
（2）下位机编程软件……………………………………………………26
4.3 计算机与PLC的通信……………………………………………………26
4.4 所用的仪器与仪表简介…………………………………………………27
（1）流动电流仪工作原理………………………………………………27
（2）变频器………………………………………………………………27
（3）计量泵………………………………………………………………28
结束语………………………………………………………………………………………29
参考文献 …………………………………………………………………………………30
附录 A……………………………………………………………………………………31
附录 B……………………………………………………………………………………32
致谢 ………………………………………………………………………………………37 参 考 文 献
[1] 郁汉琪，盛党红，邓东华.电气控制与可编程序控制器应用技术.东南大学出版社，2003.6
[2] 宋序彤．我国城市供水发展有关问题分析．城镇供水．2001，2
[3] 廖常初编著．可编程序控制器应用技术．重庆：重庆大学出版社，2001，7
[4] 俞云奎，罗耀华主编．可编程序调节器、控制器原理与应用．哈尔滨工程大学出版社，1997，5
[5]徐学峰.传感器变送器测控仪表大全.机械工业出版社
[6]曾毅，张明，孙晓军.变频调速控制系统的设计与维护.山东科学技术出版社，1999
[7]田东，郭治田，管殿柱.AutoCAD2004机械工程绘图基础教程. 机械工业出版社，2004.8
[8]钟肇新，范建东.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社，第三版，2003.5
[9] 曹润生、黄祯地、周泽魁.过程控制仪表.浙江大学出版社 1987.
[10] FX2N三菱微型可编程控制器使用手册
[11] 西门子（中国）有限公司.西门子变频器使用手册
[12] 张希周.自动控制原理.重庆大学出版社，1998.
[13]欧剑，赵欣.用PLC实现恒压供水的系统设计. PLC.工控机与集散控制系统，2006.6，55~58
[14]贺玲芳.基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统.西安科技学院学报，第20卷第3期，2000.9，243~245
[15] 闫莉丽.基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统.智能建筑行业应用，2006.10，142~144
[16]高惠芳.恒压供水系统的自动控制.广东工业大学学报，第16卷第1期，1999.3，21~24
[17] Evans,CE.noch,MJ.ohnson,PW.illiams.Intelligent based auto-coagu-lation control applied to a water treatment works[C].UKACC International Conference on CONTROL.’981,-4 September 19981;41-1 45
