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摘要：本文针对某多介质过滤器控制系统自动控制进行研究。文中对系统的功能、硬件的配置和软件的编写进行描述。该系统采用了西门子S7-200 PLC作为下位机控制，TD400文本显示器作为上位机的监控。该系统实现了我单位过滤器全自动控制，实际运行稳定，效果良好。
关键词：S7-200PLCTD400
一、 引言
多介质过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置，克服传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤部分需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，且具有对进水进行过滤并自动通过压差或时间进行自动清洗排污的功能。
二、 系统要求
多介质过滤器的过滤介质是石英砂，无烟煤等。功能是滤除悬浮物、机械杂质、有机物等，降低水的浑浊度。多介质过滤器由壳体、滤芯、反冲洗机构、电控箱、电动阀门和压差开关等部分组成。本控制系统有手动和自动控制，自动控制时有压差和时间控制，其中时间控制在文本显示器TD400可调，系统有12个电磁阀，1#电磁阀工作一定时间再启动2#电磁阀，依次往下，一直到12#电磁阀，该控制系统处理流程简单、处理后的水质优于要求、运行费用低、管理方便的目的。
三、 PLC系统硬件设计
水处理的沉淀和澄清过程，把水中一部分较大的固体颗粒或容易沉降的杂质加以去除，但要进一步使水净化，就得利用过滤的方法，使水通过设备中从上而下、由小而大的不同颗粒的滤料层后，将水中的细小颗粒、胶体、有机物等杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，降低水的浑浊度。根据设备水头损失的情况或过滤器运行的时间确定过滤器的反冲时机。通过设备上所配置的各类阀体的开合对设备内部介质进行反冲洗，将沉积在介质上的杂物冲洗干净后，设备随即又进入了一个新的过滤周期。
多介质过滤器的控制特点决定了控制点数多，步骤重复，因而电气结构设计显得尤为重要。若选用时间继电器控制等电气元器件自动控制过滤器机械启动与停止，这样的电控柜必定庞大和繁琐，而且这对安装、调试、维修带来不便。鉴于这种分析，我选用西门子S7-200系列PLC，成功地解决了这些问题。
1. 电源控制部分
该部分包括220V/24V.
2. 可编程控制部分
过滤器该部分由西门子S7200构成，完成多介质过滤器开关量输入、数据检测，开关量输入以及时间累积和过程控制，实现过滤器反洗过程自动化以及过滤器运行情况进行监控。
3. TD400参数设定显示单元：
TD400与PLC之间以PPI协议通讯，完成过滤器反洗过程工艺参数显示设定，可直接设定电磁阀等待运行时间，实现控制的人性化。
4. 数字通讯部分
这部分由S7-200 PLC的PORT0口与TD400通讯端口通过TD/CPU电缆构成。使用STEP 7-MICRO/WIN 的文本显示向导来组态TD400的屏幕、报警、语言和自定义键盘布局。运用TD400自带的默认组态并被设置为以9600 baud 的波特率进行通讯。
5. 电气原理设计
多介质过滤器控制柜提供自动、手动和检修三种状态，且电控柜面显示电磁阀运行指示。电磁阀选用交流24V。多介质过滤器控制系统结构框图，如图1.
图1 系统结构框图
四、 控制系统软件设计
该软件设计涉及到电磁阀组之间联锁控制及文本显示器监控画面监测出工艺所有电磁阀运行或反洗状况。
多介质过滤器的反洗程序由PLC完成，在操作面板上可通过“PLC控制”按钮的“开”和“关”来控制。在控制面板上选择开关“压差”与“时间”两种控制方式任选其一，此时本组过滤器系统开始工作。
若過滤器选择“压差”控制，当它的压差达到某一设定数值并持续一段设定时间后，该系统自动进行反洗，反洗时将第一个过滤单元切换到反洗状态，此时1号电磁阀得电打开，电磁阀控制的气动阀切换到反洗状态，反洗时间一般设定为2分钟，反洗完毕后1号过滤单元就进入正常过滤状态，且延时30秒后,第二个过滤单元切换到反洗状态，此时2号电磁阀得电打开，电磁阀控制的气动阀切换到反洗状态，反洗时间一般也设定为2分钟，反洗完毕后2号过滤单元进入正常过滤状态，延时30秒后,第三个过滤单元进入反洗状态，以次类推，对后面的过滤单元进行反洗直到清洗完所有的过滤单元，一个清洗过程结束，过滤器处于正常过滤状态，直到下一个反洗信号来时再进行反冲洗。
若过滤器选择“时间”控制时，该系统累计运行8小时后自动进行反洗，反洗过程同“压差”控制时相同，在此不在详述。
文本显示器监控画面所有参数都设有初始值，为人性化设计，以便于更改默认设置设计提供四种画面，分别为过滤器工作状态显示；反洗时间设置；反洗间隔时间设置；压差触发时间设置。
若过滤单元的反洗时间2分钟不够，可通过方向键选择“反洗时间设置”，然后按“ENTER”此时进入反洗时间设置画面。此时光标在第一个过滤单元上闪烁，通光方向键可以设置时间，此时设置的时间为0.1秒，如设置成1500，则设置的时间为150秒。设置完成后按“ENTER”键确认，光标自动跳到第二个过滤单元，按照上述方面可继续设置其它的过滤单元。7号至12号过滤单元在下一画面，按向下方向键“↓”进入7号至12号过滤单元继续设置。若设置完成后或不想更改其它的过滤单元，此时按“ESC”键返回主菜单。选择过滤器工作状态菜单，观察该过滤器的工作状态。
五、 结束
多介质过滤器由于采用西门子PLC S7-200系列CPU可编程控制器为控制系统，较以前的继电器控制方式相比，该系统具有操作方便，控制简单，造价低廉等，且能很好的适用于各种现场。
参考文献
[1] 李长久. <> [M]. 北京：机械工业出版社，2006.
[2] SIEMENS S7-200与S7-300应用论文集.北京：航空航天大学出版社，2004
[3] 电厂污水处理的自适应控制（彭炫，段仁君，程邦宇）.《计算设计与自动化》第20卷 第3期，pp. 31-33，2001
作者简介：王志翠（1984-），女，汉族，本科，江苏建湖，2008年毕业于盐城工学院自动化专业。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：S7-200PLCTD400
一、 引言
多介质过滤器是输送介质管道上不可缺少的一种装置，克服传统过滤产品的纳污量小、易受污物堵塞、过滤部分需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，且具有对进水进行过滤并自动通过压差或时间进行自动清洗排污的功能。
二、 系统要求
多介质过滤器的过滤介质是石英砂，无烟煤等。功能是滤除悬浮物、机械杂质、有机物等，降低水的浑浊度。多介质过滤器由壳体、滤芯、反冲洗机构、电控箱、电动阀门和压差开关等部分组成。本控制系统有手动和自动控制，自动控制时有压差和时间控制，其中时间控制在文本显示器TD400可调，系统有12个电磁阀，1#电磁阀工作一定时间再启动2#电磁阀，依次往下，一直到12#电磁阀，该控制系统处理流程简单、处理后的水质优于要求、运行费用低、管理方便的目的。
三、 PLC系统硬件设计
水处理的沉淀和澄清过程，把水中一部分较大的固体颗粒或容易沉降的杂质加以去除，但要进一步使水净化，就得利用过滤的方法，使水通过设备中从上而下、由小而大的不同颗粒的滤料层后，将水中的细小颗粒、胶体、有机物等杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，降低水的浑浊度。根据设备水头损失的情况或过滤器运行的时间确定过滤器的反冲时机。通过设备上所配置的各类阀体的开合对设备内部介质进行反冲洗，将沉积在介质上的杂物冲洗干净后，设备随即又进入了一个新的过滤周期。
多介质过滤器的控制特点决定了控制点数多，步骤重复，因而电气结构设计显得尤为重要。若选用时间继电器控制等电气元器件自动控制过滤器机械启动与停止，这样的电控柜必定庞大和繁琐，而且这对安装、调试、维修带来不便。鉴于这种分析，我选用西门子S7-200系列PLC，成功地解决了这些问题。
1. 电源控制部分
该部分包括220V/24V.
2. 可编程控制部分
过滤器该部分由西门子S7200构成，完成多介质过滤器开关量输入、数据检测，开关量输入以及时间累积和过程控制，实现过滤器反洗过程自动化以及过滤器运行情况进行监控。
3. TD400参数设定显示单元：
TD400与PLC之间以PPI协议通讯，完成过滤器反洗过程工艺参数显示设定，可直接设定电磁阀等待运行时间，实现控制的人性化。
4. 数字通讯部分
这部分由S7-200 PLC的PORT0口与TD400通讯端口通过TD/CPU电缆构成。使用STEP 7-MICRO/WIN 的文本显示向导来组态TD400的屏幕、报警、语言和自定义键盘布局。运用TD400自带的默认组态并被设置为以9600 baud 的波特率进行通讯。
5. 电气原理设计
多介质过滤器控制柜提供自动、手动和检修三种状态，且电控柜面显示电磁阀运行指示。电磁阀选用交流24V。多介质过滤器控制系统结构框图，如图1.
图1 系统结构框图
四、 控制系统软件设计
该软件设计涉及到电磁阀组之间联锁控制及文本显示器监控画面监测出工艺所有电磁阀运行或反洗状况。
多介质过滤器的反洗程序由PLC完成，在操作面板上可通过“PLC控制”按钮的“开”和“关”来控制。在控制面板上选择开关“压差”与“时间”两种控制方式任选其一，此时本组过滤器系统开始工作。
若過滤器选择“压差”控制，当它的压差达到某一设定数值并持续一段设定时间后，该系统自动进行反洗，反洗时将第一个过滤单元切换到反洗状态，此时1号电磁阀得电打开，电磁阀控制的气动阀切换到反洗状态，反洗时间一般设定为2分钟，反洗完毕后1号过滤单元就进入正常过滤状态，且延时30秒后,第二个过滤单元切换到反洗状态，此时2号电磁阀得电打开，电磁阀控制的气动阀切换到反洗状态，反洗时间一般也设定为2分钟，反洗完毕后2号过滤单元进入正常过滤状态，延时30秒后,第三个过滤单元进入反洗状态，以次类推，对后面的过滤单元进行反洗直到清洗完所有的过滤单元，一个清洗过程结束，过滤器处于正常过滤状态，直到下一个反洗信号来时再进行反冲洗。
若过滤器选择“时间”控制时，该系统累计运行8小时后自动进行反洗，反洗过程同“压差”控制时相同，在此不在详述。
文本显示器监控画面所有参数都设有初始值，为人性化设计，以便于更改默认设置设计提供四种画面，分别为过滤器工作状态显示；反洗时间设置；反洗间隔时间设置；压差触发时间设置。
若过滤单元的反洗时间2分钟不够，可通过方向键选择“反洗时间设置”，然后按“ENTER”此时进入反洗时间设置画面。此时光标在第一个过滤单元上闪烁，通光方向键可以设置时间，此时设置的时间为0.1秒，如设置成1500，则设置的时间为150秒。设置完成后按“ENTER”键确认，光标自动跳到第二个过滤单元，按照上述方面可继续设置其它的过滤单元。7号至12号过滤单元在下一画面，按向下方向键“↓”进入7号至12号过滤单元继续设置。若设置完成后或不想更改其它的过滤单元，此时按“ESC”键返回主菜单。选择过滤器工作状态菜单，观察该过滤器的工作状态。
五、 结束
多介质过滤器由于采用西门子PLC S7-200系列CPU可编程控制器为控制系统，较以前的继电器控制方式相比，该系统具有操作方便，控制简单，造价低廉等，且能很好的适用于各种现场。
参考文献
[1] 李长久. <
[2] SIEMENS S7-200与S7-300应用论文集.北京：航空航天大学出版社，2004
[3] 电厂污水处理的自适应控制（彭炫，段仁君，程邦宇）.《计算设计与自动化》第20卷 第3期，pp. 31-33，2001
作者简介：王志翠（1984-），女，汉族，本科，江苏建湖，2008年毕业于盐城工学院自动化专业。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。