磁性及非磁性悬浮物和重金属离子,对废水中有机物和营养物的去除也有帮助。 当废水通过磁场时,水中磁性粒子同时受磁场吸引力、外力和重力、粒子互相作用等的作用,如磁力大于外力磁性粒子既能被磁场捕获,从水中分离出来。磁场吸引力还可以起到促进絮凝的作用。
使用较多的磁过滤器的主要部分为电磁铁和铁磁性过滤介质金属球、钢毛等。其次为磁吸离器,它由不锈钢圆盘制成,上面粘结了极性交错排列的数百块永久磁铁,并用铝板覆盖。运转时圆盘转动,浸没部分吸引水中磁性物质,转离水面后,将表面泥渣即被挂走。
磁性铁粉可以在用分离心法从泥渣中回收。该分离机以其特有的快速分离的特点在生产中得到了实际应用。
2.2各污水处理方案的分析和比较
方案一
优点:设备简单,所耗费的资金少,处理过程简单容易控制。
缺点:是一种传统对废水中的粗糙较大的固体污染物进行处理方案,在对废水处理的设计中可能占地面积过大,耗费的人力较多,在反洗过程中需要人工的反清洗,还可能耗费大量的时间而耽误污水的净化效率。最关键的是不能完全的达到自动化目的。 方案二
优点:处理精度较高,目的性明确有较高的可靠性。
缺点:在阴阳离子的分离和替换控制过程中的难度较复杂,设备结构复杂,不容易清洗。虽然它可用于重金属工业的废水处理中,但对于这种方案不是常用的方案,因为不能直接把废水中的金属杂质直接的处理掉。 方案三
优点:操作方便,结构简单,设备简单,清洗时断掉电源,关闭进水阀和出水阀,让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中,冲洗磁铁,去掉附着的氧化铁杂质使冲洗后的污水流入污水池,进行二次处理,处理后的固体杂质还可以回收再利用。对废水中有机物和营养物的去除也有帮助。
缺点:对于其他无磁性的固体杂质不能及时的处理。
2.3 方案的确定
对于以上的污水处理方案的分析之后,方案三是选择中最适合用于冶金业的污水处
理中,还可以简单的加入PLC控制,来实现达到自动化的目的。从而在处理过程中实现经济化、可靠性、安全性超过了方案一、二。
在方案三中的污水处理后,污水不仅得到了净化还可以回收再利用,净化后得到的氧化铁杂质也可以回收再利用。所以方案三是污水处理系统方案的最佳选择方案。
2.4 方案三的具体实施
2.4.1 系统的组成介绍
从简单经济可靠性出发,本系统由2台磁滤器,10只电磁阀和连接管道组成。系统组成示意图2-1所示。
污水 1号进水阀 2号进水阀 1号排水阀 2号排污阀 到污水池 1号磁滤器 2号磁滤器 1号水箱 2号水箱 1号空气压缩2号空气压缩1号出水阀 2号出水阀 压缩空气 到冷却塔
图2-1系统组成示意图
2.4.2 工艺流程
污水净化处理可分为两道工序,以1号机组为例,其工艺流程图如图2-3所示。 (1)滤水工序:打开进水阀和出水阀,污水流经磁滤器时,如果磁滤器的线圈一直通电,则污水中的氧化铁杂质会附在磁滤器的磁铁上,使水箱中流出的是净化水。 (2)反洗工序:滤水一段时间后,必须清洗附在磁铁上的氧化铁杂质。这时只要切
断磁滤器线圈的电源,关闭进水阀和出水阀,让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中,冲洗磁铁,去掉附着的氧化铁杂质使冲洗后的污水流入污水池,进行二次处理。
图2-2工艺流程
2.4.3 系统的布局
图2-3系统拓扑
第三章 I/O分配表
3.1硬件设计
3.1.1 确定PLC的CPU型号和扩展模块型号
下表为净水器的1号机组的输进和输出地址分配表
1号机组的I/O地址分配表
编程元件 I\\O端子 I0.0 I0.1 输 入 继 电 器 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 Q0.0 Q0.1 输 出 继 电 器 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 电路元件 SB1 SB2 YJ1 SB3 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 HA HL1 HA1 作用 1号净水器的启动按钮 1号净水器的停止按钮 1号净水器差压检测仪,差压过高开关信号 系统急停按钮 1号磁滤器辅助触点,用于YA1的故障诊断 1号出水阀辅助触点,用于YA2的故障诊断 1号进水阀辅助触点,用于YA3的故障诊断 1号排污阀辅助触点,用于YA4的故障诊断 1号压缩空气阀的辅助触点,用于YA5故障诊断 1号磁滤器的线圈 1号出水阀线圈 1号进水阀线圈 1号排污阀线圈 1号压缩空气阀线圈 反洗铃 故障指示灯 故障报警器 由于1号机组和2号机组的工作原理相同,故净水系统总的输进点数为18点,总的输出点数为16点。为此选择西门子公司的S7-200系列的CPU224可编程控制器和S7-200的数字量扩展模块EM223,它们可以提供22点输进和18点输出。 3.1.2 压差检测仪表的选择
压差检测仪表的作用是检测磁滤器的进口和出口的压差,假如压差过高,表示磁滤器的有堵塞故障,需要进行反洗工序。压差检测仪表应该具有设定压差、显示压差、压差信号输出功能。综上所述选择美国德威尔(dwyer)的3000IMR系列的Photohelic压力表/开关。
3.1.3 其它的输入和输出元件的选择
从略
3.2 软件设计
3.2.1 主程序的设计
选用STEP7-Micro/WIN是建立在STEP7-Micro/WIN V4.0版编程软件和2004出版推出的S7-200新产品的基础上的。较老的编程软件与V4.0版的功能和界面有一些的区别,老型号的PLC不能使用新产品的某些功能。
程序的设计,由于1号机组和2号机组工作状态是一样的,所以只做的1号机组的程序编写。输入电路使用CPU模块提供的DC 24V电源,开启动按钮1号机组开始工作,1号进水阀打开,污水进入1号磁滤器开始过滤。出1号水阀打开,40分钟后滤水结束关闭1号进水阀,1秒后关闭1号出水阀,5秒后关闭1号磁滤器,2秒后进入反洗工序,接通1号排污阀,1秒后接通1号压缩空气阀。接通1号反洗铃,1分钟反洗时间。反洗结束关闭1号压缩空气阀1秒后关闭1号排污阀,再延时5秒后,又进行滤水工序。
3.2.2 输出故障检测和报警 (1) 故障诊断子程序的作用
相对于PLC而言,外部输入器件如电磁阀、磁滤器容易出现故障。如果电磁阀和磁滤器出现故障不能及时的处理,容易造成系统工作不正常,甚至损坏系统。处理方法是;如果外部输出器件出现故障时,必须停止并报警提示,提醒工作人员进行维修。 (2) 故障子程序的设计
本控制系统共有8个故障诊断子程序,它们的故障诊断方法都类似,具体的诊断法是:如果某个线圈通电,对应的常开的辅助触点应该闭合。如果没有闭合就证明该元件以损坏。如果某个线圈断电,对应的常闭触点因该闭合;如果没有闭合,判断该元器件损坏。下面我们以故障子程序1为例,谈谈故障诊断子程序的实现。
图3-1故障诊断子程序