摘要：美藥星（南京）制藥有限公司使用的去離子水系統(tǒng)，電氣控制部分為接觸器通用電路，設(shè)備使用年代久遠(yuǎn)，由于去離子水是制藥公司重要生產(chǎn)原料之一，其合格率直接關(guān)乎到所生產(chǎn)藥品的合格率和服藥患者的生命安全，所以將它改造為PLC程序控制電路。2010年11月25日此項(xiàng)改造技術(shù)已由美藥星（南京）制藥公司向中華人民共和國國家知識產(chǎn)業(yè)局申請了實(shí)用新型專利，并于2011年6月29日獲得中華人民共和國國家知識產(chǎn)業(yè)局審核通過授予專利權(quán)，專利號：2010 2 0623096.4

關(guān)鍵詞：去離子水(沙柱、碳柱)正反沖洗裝置  PLC   電氣改造

前言：隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對醫(yī)療機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對醫(yī)療機(jī)械設(shè)備不僅提出的產(chǎn)品質(zhì)量的問題，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。因此公司領(lǐng)導(dǎo)要求現(xiàn)將公司一套上世紀(jì)90年出廠、控制系統(tǒng)已落后的去離子水系統(tǒng)進(jìn)行分段改造。首先將系統(tǒng)前端原水過濾部分的沙柱、碳柱正反沖洗裝置，改造為PLC程序控制的自動正反沖洗裝置。此系統(tǒng)是寶應(yīng)縣東方水處理設(shè)備有限公司生產(chǎn)的FSJ41R-0.3XB二級反滲透裝置，產(chǎn)水量為每小時1250L。由原水箱、原水泵、沙柱、碳柱，0.5μm濾膜、多級泵1、阻垢劑投加裝置、RO膜1、淡水箱、多級泵2、pH調(diào)節(jié)裝置、RO膜2、0.2μm過濾器、純水箱、純水循環(huán)泵、UVKJ組成。本系統(tǒng)可濾除96%以上的溶解性固體，99%以上的有機(jī)物和膠體以及幾乎100%的細(xì)菌。生產(chǎn)出的去離子水主要用于非無菌制劑生產(chǎn)的工藝用水、設(shè)備清洗用水和質(zhì)量檢驗(yàn)用水。制水過程中的流量、

壓力、電導(dǎo)率和電阻率均在線檢測。采用PVC、ABS或304不銹鋼管閥進(jìn)行儲罐、水泵、閥門和輸送管路的連接，無毒、耐腐蝕，適應(yīng)一定的溫度范圍，對水質(zhì)不發(fā)生污染。管路的連接采用熱熔式氬弧焊焊接，易清洗和消毒。與設(shè)備配套的供生產(chǎn)和檢驗(yàn)用的儀器、儀表和量具的適用范圍、精確度均符合生產(chǎn)和檢驗(yàn)的要求，并有明顯的合格標(biāo)志。產(chǎn)水水質(zhì)符合CP中關(guān)于“純化水”各項(xiàng)指標(biāo)，滿足公司生產(chǎn)的需要。

1.      去離子水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

去離子水系統(tǒng)的原料是我們生活用的自來水，原水通過水泵加壓，流向前過濾裝置（沙柱、碳柱），沙柱   ——通過砂芯濾板和纖維柱濾除機(jī)械雜質(zhì)，如鐵銹和其他懸浮物等；碳柱——充填活性碳和石英砂。去除水中的自由氯和有機(jī)物，保護(hù)離子交換樹脂和某些類型的反滲透裝置，使其免于提前失效。經(jīng)過前過濾裝置的自來水通過多級泵1加壓流進(jìn)RO-1膜，通過PH在線檢測來向RO膜-1添加藥劑保證水質(zhì)否符合要求，

再流入淡水箱，淡水箱的水通過多級泵2加壓流進(jìn)RO-2膜，經(jīng)過電導(dǎo)率在線檢測向RO-2膜添加阻垢劑后流進(jìn)純水箱，純水箱的純化水通過循環(huán)泵流經(jīng)紫外線燈滅菌、各取水點(diǎn)后回到純水箱。

1.  沙柱、碳柱正反沖洗原存在的問題

因閥門控制按鈕較多，正反沖洗時使用普通電路控制，正反沖洗時間較長，操作時操作人員對時間的把握不太準(zhǔn)確，長時間不規(guī)范操作會對整個去離子水系統(tǒng)的一、二級RO 膜正常運(yùn)行造成影響。因此現(xiàn)將系統(tǒng)改造成PLC程序控制。

4.   沙柱、碳柱正反沖洗PLC電氣改造             系統(tǒng)改造選用三菱FX2N-32MR可編程控制器，輸入端16點(diǎn)、輸出端16點(diǎn)，選用交流220V,2W-200-20型電磁閥門，按鈕選用LAY3，原水泵電機(jī)2.2KW，空開選用正泰DZ47-63/D10小型斷路器，繼電器選用正泰JZX-22F型，電壓等級220V，日熱繼電器選用正泰NR2-11.5G/Z(4-6)A，將各元器件排版劃線，觀察整體布局美觀適用，打洞攻絲，固定在電箱底板上，下一步工作，按圖紙統(tǒng)計(jì)編排主回路及控制回路號碼管，主回路導(dǎo)線選用2.5平方多芯軟線，控制回路選用1平方多芯軟線。按相關(guān)元器件間距離，依次剪適當(dāng)長度的導(dǎo)線，套好號碼管，夾好0型夾頭接在各元器件端子上，當(dāng)接線完畢蓋好線槽，清洗布線現(xiàn)場。

5.  沙柱、碳柱正反沖洗的PLC電氣控制原理

沙柱、碳柱正反沖洗的PLC程序如下：

利用FX2N系列PLC的步進(jìn)指令，可以方便的實(shí)現(xiàn)沖洗過濾的順序控制，前過濾沖洗裝置的正反沖洗過程可分別用狀態(tài)繼電器S20,S21，S22，來表示。

開機(jī)運(yùn)行時，初始化脈沖M8002將初始化狀態(tài)S0置位，當(dāng)停止按鈕X0，低液位X2，過載X3，任一控制元件的控制狀態(tài)發(fā)生改變，系統(tǒng)將置位為初始狀態(tài)S0，X0接通系統(tǒng)將從S0（初始狀態(tài)）轉(zhuǎn)換到S20。同時S0自動復(fù)位，S20步進(jìn)觸頭接通計(jì)時器T0，T0計(jì)時5分鐘，用SET 指令對Y0、

Y1進(jìn)行置位，用OUT指令使Y2、Y3得電工作，當(dāng)計(jì)時器計(jì)時5分鐘后，系統(tǒng)從S20跳轉(zhuǎn)到S21并斷開Y2，Y3的線圈電壓，同時接通計(jì)時器T1，T1計(jì)時5分鐘，用SET指令置位沙柱正向沖洗閥Y4,用OUT指令接通Y5線圈電壓，當(dāng)計(jì)時器計(jì)時5分鐘條件滿足后，程序從S21跳轉(zhuǎn)道S22并斷開Y5線圈電壓，同時接通計(jì)時器T2，T2計(jì)時5分鐘，用OUT指令接通碳柱反沖洗的兩只電磁閥Y6、Y7線圈電壓，當(dāng)計(jì)時器計(jì)時5分鐘條件滿足后，系統(tǒng)從S22跳轉(zhuǎn)到S23并斷開Y6、Y7線圈電壓，并用SET指令對Y10、Y11進(jìn)行置位，當(dāng)停止按鈕動作，S0復(fù)位，RET指令對SET置位的原件復(fù)位，程序結(jié)束。

6.      沙柱、碳柱正反沖洗PLC改造后的電氣調(diào)試

1）檢查PLC電源和輸入端、輸出端接線是否正確,檢查主電路和其它控制器接線是否完好。

2）合上電源開關(guān)Q。

3）啟動原水泵電機(jī)，電機(jī)得電工作。

原水泵出水電磁閥（B-V-005）得電工作，沙柱反沖洗進(jìn)水閥（B-V-007）沙柱排水閥（B-V-008）得電工作，系統(tǒng)進(jìn)入沙柱反沖洗程序；定時器T0計(jì)時300秒后進(jìn)入下一步，程序接通沙柱正向沖洗閥（B-V-006）線圈電壓，沙柱排水閥（B-V-009）線電壓圈，計(jì)時器T1工作，T1計(jì)時300秒，同時沙柱反向沖洗的兩只電磁閥同時失電退出沖洗程序，沙柱進(jìn)入正向沖洗程序，當(dāng)計(jì)時器T1計(jì)時300秒斷開沙柱正向沖洗排水閥（B-V-009）線圈電壓，系統(tǒng)進(jìn)入碳柱反沖洗程序，T2計(jì)時300秒，碳柱反向沖洗閥（B-V-011）線圈得電，碳柱排水閥（B-V-012）線圈得電，當(dāng)計(jì)時器T2計(jì)時300秒后進(jìn)入下一步，并斷開碳柱反向沖洗的兩只電磁閥線圈電壓，接通碳柱正向沖洗閥（B-V-010）線圈電壓、碳柱正向排水閥（B-V-013）線圈電壓，管路導(dǎo)通；預(yù)處理單元排水管道保持通暢，進(jìn)行碳柱正向沖洗。當(dāng)停止按鈕動作，程序結(jié)束。

6.       系統(tǒng)常見電氣故障的檢修方法

當(dāng)系統(tǒng)故障無法啟動，檢查有無電源，檢查PLC輸入端各元件連線是否脫落或斷路，熱繼電器是否過載，如果電機(jī)過載，檢查系統(tǒng)是否供水不足，或者水路不通暢，造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，而使得電機(jī)過載。當(dāng)系統(tǒng)壓力過高在檢查PLC輸出端各接觸器，電磁閥有無燒毀現(xiàn)象，如燒毀請按原型號更換。

7.       結(jié)束語

實(shí)踐證明經(jīng)過PLC改造后的設(shè)備, 解決以前電氣控制旳一些難題,現(xiàn)在設(shè)備電氣線路簡單, 工作穩(wěn)定, 反應(yīng)速度快, 抗干擾能力強(qiáng), 維修方便等優(yōu)點(diǎn), 降低了設(shè)備的故障率, 加快了生產(chǎn)進(jìn)度, 降低了維修人員勞動強(qiáng)度和維修費(fèi)用, 為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過系統(tǒng)PLC改造,使我學(xué)到了很多東西,不僅了解PLC工作特性和構(gòu)造,還逐步適應(yīng)從繼電器電氣圖到PLC的梯形圖學(xué)習(xí)過程,深深感促到新技術(shù)對企業(yè)是多么的重要,做為一名維修專業(yè)人員應(yīng)該努力學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識,不斷地充實(shí)自己,才能更好地迎接明天的挑戰(zhàn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)自動化水平不斷提高,從企業(yè)發(fā)展角度出發(fā),從節(jié)約資源,重視生產(chǎn)環(huán)保角度出發(fā),企業(yè)對具有潛能的老設(shè)備進(jìn)行自動化改造也是必然的。我們維修電工人員在企業(yè)生產(chǎn)中即要做好平時的維護(hù)保養(yǎng)的工作,還要不斷地加強(qiáng)自身的理論學(xué)習(xí),提高自己的業(yè)務(wù)水平,才能更好地為生產(chǎn)服務(wù),為企業(yè)多做貢獻(xiàn)。

9．答謝辭

通過這次學(xué)習(xí)，不但對學(xué)過的專業(yè)知識有了更深入的了解，同時也學(xué)到了以前沒有學(xué)過PLC編程的知識，擴(kuò)展了自己的知識面，更主要的是提高了我的邏輯判斷和思維能力，大大提高了我的實(shí)際操作水平，讓我知道怎樣去應(yīng)對一些實(shí)際的問題。在這次維修電工技師論文的撰寫過程中，首先要衷心感謝我的指導(dǎo)老師姜平老師，他給予了我悉心的指導(dǎo)和耐心教誨，在他的悉心指導(dǎo)下，我的技師論文得以順利完成。在整個學(xué)習(xí)階段中，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和以身作則、勤奮塌實(shí)的工作作風(fēng)使我受益匪淺，在此表示我深深的謝意。尊敬的各位專家評委,上述論文中有許多不足之處,懇請各位專家批評指正,對各位專家的意見和建議本人表示衷心的感謝。

參考文獻(xiàn)：

1．孫振強(qiáng)《可編程控制原理及應(yīng)用教程》[M]北京清華大學(xué)出版社

2．李建光《電氣控制技術(shù)》      [M]   北京   機(jī)械工業(yè)出版社

3．姜  平 《維修電工技師考評教材》[M] 北京  機(jī)械工業(yè)出版社

4．寶應(yīng)縣東方水處理設(shè)備有限公司《FSJ41R-0.3XB操作手冊》[S]

去離子水系統(tǒng)的工作過程如圖1所示。

                            圖1

1.  沙柱、碳柱正反沖洗工作原理：

沙柱的反沖洗：接通主回路電源按下SB0啟動按鈕，KM9接觸器線圈得KM9吸合，原水泵得電工作，同時原水泵接觸器一組輔助常開觸點(diǎn)閉合，原水泵出水閥（B-V-005）得電工作，開啟沙柱反沖閥（B-V-007）、沙柱出水閥（B-V-008），預(yù)處理排水管道保持通暢，進(jìn)行反沖洗，反沖洗5分鐘。

沙柱的正沖洗：開啟沙柱進(jìn)水閥（B-V-006）,沙柱排水閥（B-V-009）

個，關(guān)閉沙柱反沖閥（B-V-007）,沙柱出水閥(B-V-008)，預(yù)處理排水管道保持通暢，進(jìn)行沙柱正沖洗，沖洗時間5分鐘。

碳柱的正沖洗：確定碳柱排水閥（B-V-009）關(guān)閉，開啟碳柱進(jìn)水閥（B-V-010），碳柱排水閥（B-V-013），關(guān)閉碳柱反沖閥（B-V-011），碳柱出水閥（B-V-012），預(yù)處理單元排水管道保持通暢，進(jìn)行正沖洗5min。正洗至出水無雜質(zhì)。為了確保系統(tǒng)核心部件RO膜能有效濾除96%以上的溶解性固體，99%以上的有機(jī)物和膠體以及100%的細(xì)菌。所以在每天開機(jī)前必須確保沙柱、碳柱正反沖洗分別不低于5min。濾去原水中對RO膜有破壞的物質(zhì)，盡可能延長RO膜的使用年限。

電路圖2如下：