摘 要

随着如今科学技术迅速的发展，智能控制越来越多的运用在生活的方方面面，不光减少了人类的劳动力，还更加高效的对目标进行自动的控制。

本文借助PLC对船舶海水淡化装置进行智能控制，运用西门子S7-200型PLC及其编程软件STEP7-Micro/WIN设计出一套自动控制程序，对装置进行自动控制。重点对5大系统进行了设计：供水系统、加热水系统、真空系统、凝水水位系统、盐度系统。

在了解了船舶海水淡化装置的工作原理，对重要的参数进行分析后，学习了PLC的组成、控制的思想、工作原理、扩展模块的功能、模拟量的采集和编程的语言。首先将整个系统的控制分成5个小的系统，对每个系统中重要的参数进行逻辑分析，设计智能控制方案，用visio软件绘制出逻辑图。然后选取PLC的模块，并对PLC输入输出接口进行分配，绘制出PLC及其扩展模块的接线图。再对单独系统进行PID的参数进行模拟并设计。最后用STEP7-Micro/WIN中的梯形图语言对整个系统进行编程，编程分为3个部分分别是：启动系统的梯形图、PID控制系统梯形图、报警系统梯形图。

关键字:船舶海水淡化装置、PLC、PID控制

Abstract

With the rapid development of science and technology,Intelligent control is used more and more in all aspects of life,Not only to reduce the human labor, but also more efficient control of the target automatically.

In this paper, PLC is used to control the seawater desalination plant,using SIEMENS S7-200 PLC and its programming software STEP7-Micro/WIN to design a set of automatic control program to automatic control the device.Focus on the 5 systems: water supply system, heating water system, vacuum system, condensate water level system, salinity system.

After the understanding of the working principle of marine seawater desalination device, analysis of important parameters, study the composition of PLC, the control idea, working principle, extension module, analog acquisition and programming language.Firstly, the control of the whole system is divided into 5 small systems, and the important parameters of each system are analyzed logically,using Visio software to draw a logic diagram.Then select the PLC module, and the PLC input and output interface assignment, draw out the PLC and its expansion module wiring diagram.The parameters of PID are simulated and designed separately. Finally, we use the ladder diagram language in STEP7-Micro/WIN to program the whole system. The program is divided into 3 parts: the ladder diagram of the system, the ladder diagram of the PID control system and the ladder diagram of the alarm system.

Key words：Seawater desalination plant, PLC, PID control

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景和意义 1

1.1.1船用海水淡化技术的历史 1

1.1.2国外研究现状 1

1.1.3国内研究现状 2

1.2课题研究目的及意义 3

第二章 船舶海水淡化装置的介绍 5

2.1船舶海水淡化装置的选择 5

2.2 实验所选船舶海水淡化装置的介绍 5

2.2.1 工作原理 6

2.2.2 装置结构图介绍 6

2.2.3 系统原理图介绍 8

2.3 装置的管理 9

2.3.1 运行中的管理 9

2.3.2 装置的养护 10

第三章 硬件设计 11

3.1 所选PLC的型号及依据 11

3.2 模块的选择 11

3.3 PLC系统接线图 12

3.4 PLC通道的分配 13

第四章 软件设计 15

4.1各系统的控制及逻辑图 15

4.1.1供水系统的控制及逻辑图 15

4.1.2 加热水（温度）系统的控制及逻辑图 16

4.1.3 真空系统的控制及逻辑图 16

4.1.4 凝水水位系统的控制及逻辑图 17

4.1.5 盐度系统的控制及逻辑图 19

4.2 PLC中PID闭环控制 20

4.3 PLC程序设计及整个系统逻辑图 21

4.4 PLC控制系统梯形图 23

4.4.1 启动部分梯形图 23

4.4.2 PID控制系统梯形图 24

4.4.3 报警系统梯形图 27

4.5 仿真 28

第5章 总结 32

参考文献 33

致 谢 34

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1船用海水淡化技术的历史

大概在400年前，人类出海远洋时缺少淡水就想出了用蒸馏海水来获取淡水。随着船舶越来越大，动力性能越好，并且人们对水的质量要求越来越好，配套的设施也要不停的改进，蒸馏装置也包括在内。在70年前，在船舶上人们主要安装单效和多效的浸管式蒸馏装置，因为其较好的造水效果，在当时单效和多效浸管式蒸馏装置对海水淡化装置的市场进行了垄断，虽然该产品很有竞争力，但仍有它的不足：该工艺产水成本高、较高的耗能、容易结垢、水质不稳定。近70年，人们对海水淡化装置不断的改进，比如用自动控制来使体系更加信得过等。

在很久以前人们就掌握了海水淡化技术，但因为没有实物和文字的记载，很难被后人所知。一直到公元400年左右才有学者并用文字记录的方法介绍了公元0年到200年之间的蒸馏实践记录。直到500年前，人们才真正将海水淡化这一技术加入到工业生产中。1800年后，因为出现了蒸汽机，和远洋殖民对航海发展的开拓和实际需求的增加，使蒸馏技术得到发展，这时浸没式的蒸发器出现在人们面前，这些可以当做发展海水淡化技术的开端^[1]。