趙樹(shù)軍

（黑龍江工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150050）

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的漸漸提高，對(duì)“生命之源”也提出了相對(duì)于以往更高的要求，為了使水純凈更加健康，人們通過(guò)各種不同的途徑改善它，于是直接飲用水設(shè)備這種即方便又利于人體健康的家電走入了人們的視線。直接飲用水設(shè)備通過(guò)執(zhí)行多級(jí)且方式不同的凈化，使自來(lái)水達(dá)到人們對(duì)水的飲用要求。直飲水機(jī)看似簡(jiǎn)單卻納入了極其先進(jìn)的技術(shù)，一般會(huì)將水“打碎”成為小分子且弱堿化，解決人體吸收和酸堿平衡的2個(gè)重要問(wèn)題[1]。

1 直飲水設(shè)備特點(diǎn)

1）方便。使用直飲水機(jī)飲水具有不需要人工繁瑣的操作、飲水前不需等待、干凈衛(wèi)生、操作簡(jiǎn)單、飲水時(shí)尚等優(yōu)點(diǎn)。

2）實(shí)用。具有噪音低、安全可靠、耐用省電、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、價(jià)廉物美的特點(diǎn)。

3）美觀。作為一種新興的實(shí)用家電，它外形優(yōu)雅美觀、可以隨意選擇放置位置、不俗的實(shí)用價(jià)值和優(yōu)雅的外觀能使家居“蓬蓽生輝”。

2 直飲水處理工藝

UF超濾工藝 （TDS≤500mg／L；硬度 ≤500mg／L；硫酸鹽≤100mg／L自來(lái)水）是膜分離技術(shù)中較先進(jìn)的一種[2]。超濾器能夠極為有效地清除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源有機(jī)物，在各種生產(chǎn)工藝中特別是以分離、濃縮、凈化為目的的工藝中有著核心的應(yīng)用[3]。基本不用于輕紡、化工、醫(yī)藥、食品、環(huán)保電子、純凈水處理等行業(yè)[4]。自來(lái)水至用戶(hù)直飲水線路流程如下：

設(shè)備經(jīng)過(guò)原水泵打入各個(gè)處理罐、膜，以去除水中的有害分子、色度、濁度，最終純水箱儲(chǔ)存設(shè)備產(chǎn)出的純水，經(jīng)由純水泵根據(jù)用戶(hù)需求攻入用水點(diǎn)。

3 系統(tǒng)工作原理

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方案

較為簡(jiǎn)單地講，可編程控制與1臺(tái)超微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能基本類(lèi)似，由CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊、外設(shè)接口、電源等組成，通過(guò)各部分控制線（控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線）連接而成。

但是可編程控制器的工作方式與微機(jī)有很多的不同，微機(jī)采用的是中斷方式，而控制器則是運(yùn)用對(duì)程序進(jìn)行反復(fù)的循環(huán)掃描方式以完成預(yù)定的工作，并對(duì)其依次逐條解釋執(zhí)行。這樣做最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間，若某個(gè)輸出線圈被斷開(kāi)，不會(huì)像電氣繼電控制中的繼電器立即動(dòng)作，而必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才動(dòng)作，具體的運(yùn)作時(shí)間大概只有幾十毫秒，其速度遠(yuǎn)高于繼電器動(dòng)作時(shí)間兩倍左右（100ms以上）[5]。

可編程控制器投入工作以后，要完成一系列的操作，基本可以分為3類(lèi)：①以故障診斷和處理為主的操作；②聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)狀況的數(shù)據(jù)I／O操作；③執(zhí)行用戶(hù)程序和服務(wù)與外部設(shè)備的命令操作。

PLC在純凈水再生裝置中自動(dòng)恒壓控制的應(yīng)用，充分利用了可編程控制器的眾多優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足恒壓控制要求，其工作原理見(jiàn)圖1。

圖1 工作原理

設(shè)備設(shè)置可以調(diào)節(jié)為手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式[6]。手動(dòng)控制模式需要專(zhuān)職人員專(zhuān)門(mén)進(jìn)行手動(dòng)控制；自動(dòng)控制模式系統(tǒng)通過(guò)軟件程序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需專(zhuān)職人員進(jìn)行操作，基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行[7]。

3.2 硬件設(shè)計(jì)方案

1）根據(jù)要求，在進(jìn)水池內(nèi)設(shè)置omron 61f－g2ph高低水位檢測(cè)傳感器檢測(cè)水位，避免水位過(guò)低時(shí)水泵空運(yùn)轉(zhuǎn)損壞，在水泵出水口安裝一個(gè)壓力傳感器smc ise5b－02－27l自動(dòng)檢測(cè)壓力傳感器，采集現(xiàn)有壓力信號(hào)并轉(zhuǎn)變?yōu)?～5V的模擬電壓反饋至cqm1的線性傳感控制模塊LSE，LSE將反饋信號(hào)處理，處理結(jié)果通過(guò)LSE模塊轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓控制變頻器的工作頻率，從而保證供水是恒壓的及再生水裝置的壓力[8－9]。系統(tǒng)控制框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)控制

2）所需硬件明細(xì)如表1所示。

表1 硬件明細(xì)

3.3 軟件設(shè)計(jì)方案

可編程控制器采用掃描的方式，同時(shí)對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行控制，在整個(gè)程序掃描時(shí)間里可使程序按所測(cè)信號(hào)判斷進(jìn)入不同的分支程序。主程序包含有多個(gè)分支程序，這樣既提高了速度又減少不必要的代碼重復(fù)，同時(shí)也方便以后系統(tǒng)擴(kuò)展對(duì)軟件的修改。為了避免控制設(shè)備的誤動(dòng)作，設(shè)置有上電后對(duì)運(yùn)行設(shè)備開(kāi)關(guān)狀態(tài)邏輯錯(cuò)誤的檢查功能[10]。系統(tǒng)控制程序流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)控制程序

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)可控精度要求不是很高，可使用成本相對(duì)較低的omron公司的cqm1系列可編程控制器以及omron擴(kuò)展線性控制單元LSE1。此系統(tǒng)應(yīng)用當(dāng)前流行的數(shù)字量開(kāi)關(guān)輸入法，根據(jù)高性能可編程控制器本身的抗干擾達(dá)到控制要求。選用功能指令和使用循環(huán)掃描工作方式即可滿(mǎn)足系統(tǒng)的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)帶有自動(dòng)檢測(cè)傳感器輸入裝置，并且輸入端分為手動(dòng)和自動(dòng)2種開(kāi)關(guān)。輸出部分有1臺(tái)可控制水泵和1套電路預(yù)警裝置。根據(jù)實(shí)際情況選擇線性控制單元LSE1和cqm1系列10點(diǎn)高性能可編程控制器即可達(dá)到飽和的需要。

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