課題名稱： 基於觸控螢幕、plc的超純水監控系統
學生姓名錢小棟
學號 110206111110
所在學院電氣電子工程學院
專業電氣自動化
班級電氣1111
指導教師朱玉堂湯皎平
起訖時間： 年月日～ 年月日
基於觸控螢幕、plc的超純水監控系統
隨著改革開放以來，社會的發展取得了飛快的速度。那些落後的生產方式和生產裝置已經不能更好的適應這個社會的發展。越來越對自動化技術的發展和先進提出了更高的要求。
這其中的plc和觸控螢幕技術成為了該領域的佼佼者也越來越多的被運用到人們日常生活的工作中，根據傳化公司提供的這一超純水的控制原理圖及說明書，本人深入的解讀了關於該系統設計說和實驗裝置，解讀了plc各個模組的功能和特點，如何讓觸控螢幕與plc聯合在一起實現實現人機控制，在程式設計和裝置連線技術中都做了大量準備，並結合在課堂上老師所傳授的知識及參考文獻，從系統要求控水精度及裝置執行穩定性入手，設計出了符合要求的一套基於觸控螢幕、plc的超純水監控系統。
在這個課題中充分的發揮出了plc和觸控螢幕的方便性、準確性和靈活性。並實現了運用觸控螢幕控制plc的人機自動介面能實時的反應出水質量，減少外界干擾，純水處理快而高效的特點。
關鍵詞：plc；mcgs一體化觸控螢幕；超純水
目錄摘要 i
第一章超純水的基本概述 1
1.1純水的概念及應用範圍 1
1.2 超純水的優勢和發展趨勢 1
第二章系統自動控制要求 4
2.1自動控制說明 4
2.2混床 4
2.3、輸送 5
2.4 混床操作說明 5
第三章控制系統硬體設計選型及要求 8
3.3 控制系統硬體材料清單 10
第四章控制系統硬體設計選型及要求 12
4.1控制系統軟體組成 12
4.2、傳輸、除錯 12
4.4超純水控制輸入輸出i/o分配表 13
4.5 plc程式 14
4.6 mcgs觸控螢幕說明 19
總結 25
致謝 26
參考文獻 27
什麼是超純水;
超純水：既將水中的導電介質幾乎完全去除，又將水中不離解的膠體物質、氣體及有機物均去除至很低程度的水。電阻率大於18mω*cm，或接近18.3mω*cm極限值（25℃）。
超純水，是一般工藝很難達到的程度，採用預處理、反滲透技術、超純化處理以及后級處理四大步驟，多級過濾、高效能離子交換單元、超濾過濾器、紫外燈、除toc裝置等多種處理方法，電阻率方可達18.25mω*cm（25℃）。
超純水是美國科技界為了研製超純材料（半導體原件材料、奈米精細陶瓷材料等）應用蒸餾、去離子化、反滲透技術或其它適當的超臨界精細技術生產出來的水，這種水中除了水分子（h20）外，幾乎沒有什麼雜質，更沒有細菌、病毒、含氯二噁英等有機物，當然也沒有人體所需的礦物質微量元素，一般不可直接飲用，對身體有害，會吸出人體中很多離子。
超純水的應用；
生物學、電化學及介面研究用水、動、植物細胞培養用水、有機物分析用水、高精沖洗用水、各種醫療用生化儀、 分析儀用水、醫學製劑用水、試管嬰兒用水、環境、環保實驗分析用水、譜、氣象色譜用水、高分子實驗用水、膠片沖洗用水、微生物、生物發酵培養用水、生物工程培養基用水、總有機碳(toc)分析用水、微電子行業各種部件的清洗用水、醫用注射用水、生理、病理、毒理學實驗用、原子發射、吸收光譜用水、各種高效液相色譜、離子色、pcr應用及分析用水、精密電鍍用水、大專院校、工礦企業實驗用水。
隨著電子產品小體積、高速度、低**的發展趨勢，超純水在電子元器件生產中的重要作用日益突出，純水水質已成為影響電子元器件產品質量、生產成品率及生產成本的重要因素之一，而且生產廠家對水質的要求也越來越高。在電子元器件生產中，超純水主要用作清洗用水以及配製各種溶液、漿料。
由於迴圈經濟、節能減排、環境保護等一系列產業政策出台，廣泛應用於海水淡化、中水回用、飲用水淨化、工業迴圈水處理的核心技術-超純水裝置，產業發展十分迅速，價效比優勢導致了市場格局也由過去的外國企業之間的競爭開始轉變為中外企業的競爭。
超純水裝置在淨化中，起到了保護家庭健康用水的作用，這是屬於時代發展的高新科技的產物，科技改變生活已經成為發展的趨勢，肩負起保衛飲水健康的重要責任。
如今超純水裝置技術日益創新，一方面要保證膜與主機本身的完美結合，確保機器能夠安全長久地使用而不產生故障，不僅僅是保障一兩年，而是要八年十年乃至更長的時間安全地使用。另一方面就是，在此基礎上在外觀和附加功能上再進行創新，以滿足消費者個性化的需求。
高品質、高價效比是超純水裝置方向的發展，從方案設計、到生產加工、再到產品使用及相關的服務，同樣的理念，更人性的細節"。
1.3、超純水的製備工業和主要工業流程
依各種原水水質和使用者要求的不同，超純水的製備工藝大體可分為預處理、脫鹽和精處理三步。
預處理包括砂濾、多介質過濾、軟化、加氯、調節ph、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微公尺大小的顆粒，軟化和調節ph可防止反滲透膜結垢，加氯是殺菌。活性碳過濾是除去有機物和自由氯，脫氣是清除溶於水中的co2等。
脫鹽包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達95%以上。反滲透是滲透現象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側通過半透膜向稀溶液一側反向滲透，脫鹽可達98%，並能除去99%的細菌顆粒和溶解在水中的有機物。
離子交換的原理是當水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如h離子被置換到水中，並和水中的陰離子結合成相應的無機酸，如超純水這種含有無機酸的水，當下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。
精處理樹脂上可交換的陰離子如oh離子被置換到水中，並與水中的h離子結合成水，即超純水
精處理包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結構，破壞核酸功能而使細菌死亡。殺菌最強的光譜波長為2600埃。
各種膜過濾能除掉直徑大於 0.2微公尺的顆粒，但對於清除有機物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。
在超濾過程中，水在壓力下流過乙個捲式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃範圍內，薄膜厚度為0.1～0.
5微公尺，附在乙個中孔的纖維棒內壁上，超濾能除去細菌和0.05微公尺的粒子。
工藝流程
超純水，目前的主要工藝流程
⒈預處理----復床 ----混床---拋光樹脂
⒉預處理----反滲透---混床---拋光樹脂
⒊預處理----反滲透----cedi膜塊----拋光樹脂
傳統超純水製取裝置工藝流程：原水—多介質過濾器—活性炭過濾器—一級除鹽—混床—超純水
膜法超純水製取裝置工藝流程：原水—超濾—反滲透—edi—超純水
在膜法工藝中，超濾，微濾替代澄清，石英砂過濾器，活性炭過濾器，除去水中的懸浮物膠體和有機物，降低濁度，sdi，cod等，可以實現反滲透裝置對汙水回用的安全，高效執行，以反滲透替代離子交換器脫鹽，進一步除去有機物，膠體，細菌等雜誌，可以保證反滲透出水滿足edi進水的要求，以edi代替混床深度脫鹽，利用電而不是酸鹼對樹脂再生，避免了二次汙染。
傳化裝置自動控制可分為三部分：預處理+反滲透、混床、輸送。
一、預處理+反滲透
預處理+反滲透的控制點包括原水箱低水位、原水幫浦（2臺，一開一備）、絮凝劑計量幫浦、機械過濾器、活性炭過濾器、阻垢劑計量幫浦、低壓開關、高壓幫浦、沖洗電磁閥、中間水箱高水位等，具體控制如下：
原水箱低水位控制為開關控制，由浮球液位開關控制，不需要電訊號，當水位到達低水位時，原水幫浦停止工作；
當原水幫浦停止工作時，絮凝劑計量幫浦、機械過濾器、活性炭過濾器、阻垢劑計量幫浦、高壓幫浦都相應的停止工作；
當機械過濾器或活性炭過濾器其中乙個在反沖洗時，由於無水而產生低壓，低壓開關起作用，高壓幫浦停止工作；
當中間水箱高水位時，原水幫浦、絮凝劑計量幫浦、阻垢劑計量幫浦、高壓幫浦停止工作；
當裝置開機時，高壓幫浦啟動後電磁閥自動開啟，對反滲透膜進行低壓沖洗，沖洗5分鐘後，自動關閉；
機械過濾器、活性炭過濾器的操作詳見機械過濾器、活性炭過濾器的操作說明書。
混床的操作控制點包括中間水箱低水位、中間增壓幫浦（2臺，一開一備）、混床、純水箱高水位等，具體控制如下：
當中間水箱低水位時，中間增壓幫浦停止工作；
當純水箱高水位時，中間增壓幫浦停止工作；
當中間增壓幫浦停止工作時，混床也停止工作；
混床的操作（包括正常工作、樹脂沖洗分層、再生、清洗、氣水混合、正洗等）詳見混床操作說明書。
輸送的操作控制點包括純水箱低水位、輸送幫浦（2臺，一開一備）、紫外線等，具體控制如下：
1、 當純水箱低水位時，輸送幫浦停止工作；
2、 當輸送幫浦停止工作時，紫外線也停止工作。
四、顯示
本裝置有部分儀表帶有輸出訊號，需將資料傳送到觸控螢幕控制系統，具體包括如下：原水電導儀、反滲透產水電導儀、混床出水電阻儀（2臺）等。
五、其它電源線
本裝置另外有一些輔助裝置，在裝置正常工作時不需要使用此輔助裝置，如清洗系統，混床再生系統；清洗系統上有1臺清洗水幫浦，需通電；混床再生系統上有2臺酸鹼水幫浦，需通電。
混床（見混床示意圖）操作分為正常工作、樹脂再生（包括沖洗分層、再生、清洗、混合、正洗）兩部分。每個交換柱的上層為陰樹脂，下層為陽樹脂。當乙個交換柱再生時，另乙個仍可為正常工作並提供符合要求的產水。
而當兩個交換柱同時工作時為串聯（亦可併聯），在此混床操作上，除酸閥、鹼閥為普通球閥外，其餘閥門全為氣動閥，又電磁閥控制，實現混床的全自動操作。
一、正常工作
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