论文总字数：21629字

摘 要

循环冷却水是工业生产中不可缺少的部分，工业生产装置在生产过程中需要用循环冷却水进行冷却以保证设备的正常工作。循环冷却水处理技术对延长设备的使用寿命，提高水的重复利用率，节水减排，降低能耗和生产成本，提高经济效益和环境保护等具有重要的意义。

本文在充分研究的基础上结合课题要求，使用S7-200系列中的CPU224XP型号PLC以及EM231、EM232输入输出模块，设计出循环冷却水智能加药系统的各控制子程序块功能的软件程序，使系统能够实时检测给水电导和PH等数据，并且能够根据浓缩倍数，自动调整加药量，保证药剂浓度基本不变，并且根据实测PH值，使用PID运算控制，自动调整加酸量，保持现场PH值。

系统结合西门子触摸屏上位机以及组态软件WinCC，设计上位机监控人机界面，实现了数据管理、参数设定、智能控制、报警等一系列上位机功能。整个加药系统借助人机界面与PLC的有机组合，能够灵活地构造控制方案，操作简单安全可靠，可根据需求，改变系统控制下的各个加药泵工作参数与模式，有效地保证了水质的稳定性，可以产生良好的经济效益和社会效益。

关键词：循环冷却水，加药系统，PLC，触摸屏，WinCC

Abstract

Recirculated cooling water is an indispensable part of industrial production,industrial production device for circulating cooling water for cooling in order to ensure the normal work of theequipment in the production process. Recirculated cooling water treatment technique to prolong theservice life of the equipment,improve the utilization rate of water, water-saving emission reduction, reduce the cost of energy consumption and production , has important significance to improve the economic benefit and environmental protection etc.

Based on the full research and Combined with the requirements of the subject，using CPU224XP PLC of the S7-200 series and EM231, EM232 input and output module, this paper designed the software programs of the circulating cooling water intelligent dosing system to Control subroutine, made the system can real-time detection of water conductivity ,PH and other data. According to the concentration ratio, the system can automatically adjust the dosage and Guarantee reagent concentration unchanged. In addition,this system can  automatically adjust the acid to keep the PH according to the measured pH and using the PID control arithmetic.

The system combining Siemens touch screen computer and configuration software WinCC， designed the man-machine interface, realized the data management, parameter setting, intelligent control, alarm and a series of PC function. The dosing system with the organic combination of man-machine interface and PLC, can construct the control scheme, and the operation is simple and safe and reliable.According to the demand, The system  can change the parameters and the mode of different working dosing pump  under the control of the system. So the system effectively can ensure the stability of water quality, to produce good economicbenefit and social benefit.,

Keyword: recirculated cooling water，dosing system，PLC，touch screen，WinCC

目　　录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题选择的背景 1

1.2 国内外循环水处理加药装置的现状 1

1.3 课题的意义 2

1.4 本课题要解决的问题和拟采用的研究手段 2

第二章 硬件设计 5

2.1 控制方案选择 5

2.1.1 方案概述 5

2.1.2 加药系统的组成 6

2.1.3 加药系统的目标和原理 6

2.1.4 加药系统的特点 7

2.2 硬件设计 7

2.2.1 PLC控制连线 7

2.2.2 模拟量输入输出模块接线 8

2.3 硬件选型 10

2.3.1 PLC选型 10

2.3.2 触摸屏选型 12

2.3.3 传感器选型 12

第三章 软件设计 15

3.1 自动加药控制系统软件设计 16

3.1.1 模拟量数据采集 16

3.1.2 集中自动加药控制 17

3.1.3 集中定时控制 19

3.1.4 本地控制 20

3.1.5 输入输出模拟量信号程序设计 20

3.2 自动加酸控制系统软件设计 21

3.2.1 PID控制原理 22

3.2.2 基于PID的自动加酸控制 22

3.2.3 集中定时加酸控制 23

3.2.4 本地加酸控制 24

3.3杀菌剂控制系统软件设计 24

3.4 其他设计 24

3.4.1 报警设计 24

3.4.2 系统校时 25

第四章 上位机触摸屏设计 26

4.1 WinCC flexible 2008 sp4组态软件 26

4.2 组态软件设计 26

4.2.1 变量设置 26

4.2.2 组态画面设计 26

4.3 触摸屏通讯 31

第五章 上位机WinCC设计 32

5.1 wincc组态软件介绍 32

5.2 wincc组态软件设计 32

第六章 系统调试 37

6.1 调试设备的连接 37

6.2 调试结果 37

结语 40

参考文献 41

致 谢 42

附录：PLC程序 43

绪 论

1.1 课题选择的背景

人类日常生活离不开水，工业生产也同样离不开水。随着工业生产的发展，用水量越来越大，很多地区已经出现供水不足的现象，因此合理和节约用水已经成为发展工业生产中的一个重要问题。

工业循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩，其中所含的盐类超标，阴阳离子增加、pH值明显变化，致使水质恶化，而循环水的温度，PH值和营养成分有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。而结垢控制及腐蚀控制、微生物的控制等等，必然的需要进行循环水处理^[11]。

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