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。
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(duì)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(duì)醫(yī)療機(jī)械設(shè)備不僅提出的產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，而且也對(duì)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(guò)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(dòng)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(jí)反滲透裝置，產(chǎn)水量為每小時(shí)
壓力、電導(dǎo)率和電阻率均在線檢測(cè)。采用PVC、ABS或304不銹鋼管閥進(jìn)行儲(chǔ)罐、水泵、閥門(mén)和輸送管路的連接，無(wú)毒、耐腐蝕，適應(yīng)一定的溫度范圍，對(duì)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(lái)水，原水通過(guò)水泵加壓，流向前過(guò)濾裝置（沙柱、碳柱），沙柱 ——通過(guò)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(shù)脂和某些類(lèi)型的反滲透裝置，使其免于提前失效。經(jīng)過(guò)前過(guò)濾裝置的自來(lái)水通過(guò)多級(jí)泵1加壓流進(jìn)RO-1膜，通過(guò)PH在線檢測(cè)來(lái)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(guò)多級(jí)泵2加壓流進(jìn)RO-2膜，經(jīng)過(guò)電導(dǎo)率在線檢測(cè)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(guò)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(wèn)題
因閥門(mén)控制按鈕較多，正反沖洗時(shí)使用普通電路控制，正反沖洗時(shí)間較長(zhǎng)，操作時(shí)操作人員對(duì)時(shí)間的把握不太準(zhǔn)確，長(zhǎng)時(shí)間不規(guī)范操作會(huì)對(duì)整個(gè)去離子水系統(tǒng)的一、二級(jí)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(mén)，按鈕選用LAY3，原水泵電機(jī)2.2KW，空開(kāi)選用正泰DZ47-63/D10小型斷路器，繼電器選用正泰JZX
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(guò)濾的順序控制，前過(guò)濾沖洗裝置的正反沖洗過(guò)程可分別用狀態(tài)繼電器S20,S21，S22，來(lái)表示。
開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，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(guò)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(shí)S0自動(dòng)復(fù)位，S20步進(jìn)觸頭接通計(jì)時(shí)器T0，T0計(jì)時(shí)5分鐘，用SET 指令對(duì)Y0、
Y1進(jìn)行置位，用OUT指令使Y2、Y3得電工作，當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)5分鐘后，系統(tǒng)從S20跳轉(zhuǎn)到S21并斷開(kāi)Y2，Y3的線圈電壓，同時(shí)接通計(jì)時(shí)器T1，T1計(jì)時(shí)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(shí)器計(jì)時(shí)5分鐘條件滿足后，程序從S21跳轉(zhuǎn)道S22并斷開(kāi)Y5線圈電壓，同時(shí)接通計(jì)時(shí)器T2，T2計(jì)時(shí)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(shí)器計(jì)時(shí)5分鐘條件滿足后，系統(tǒng)從S22跳轉(zhuǎn)到S23并斷開(kāi)Y6、Y7線圈電壓，并用SET指令對(duì)Y10、Y11進(jìn)行置位，當(dāng)停止按鈕動(dòng)作，S0復(fù)位，RET指令對(duì)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(kāi)關(guān)Q。
3）啟動(dòng)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(shí)器T0計(jì)時(shí)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(shí)器T1工作，T1計(jì)時(shí)300秒，同時(shí)沙柱反向沖洗的兩只電磁閥同時(shí)失電退出沖洗程序，沙柱進(jìn)入正向沖洗程序，當(dāng)計(jì)時(shí)器T1計(jì)時(shí)300秒斷開(kāi)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(shí)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(shí)器T2計(jì)時(shí)300秒后進(jìn)入下一步，并斷開(kāi)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(dòng)作，程序結(jié)束。
6. 系統(tǒng)常見(jiàn)電氣故障的檢修方法
當(dāng)系統(tǒng)故障無(wú)法啟動(dòng)，檢查有無(wú)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(guò)載，如果電機(jī)過(guò)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(guò)載。當(dāng)系統(tǒng)壓力過(guò)高在檢查PLC輸出端各接觸器，電磁閥有無(wú)燒毀現(xiàn)象，如燒毀請(qǐng)按原型號(hào)更換。
7. 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明經(jīng)過(guò)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(jiǎn)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(dòng)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(guò)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(guò)程,深深感促到新技術(shù)對(duì)企業(yè)是多么的重要,做為一名維修專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)該努力學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識(shí),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(dòng)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(duì)具有潛能的老設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)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(shí)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(guò)這次學(xué)習(xí)，不但對(duì)學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深入的了解，同時(shí)也學(xué)到了以前沒(méi)有學(xué)過(guò)PLC編程的知識(shí)，擴(kuò)展了自己的知識(shí)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(duì)一些實(shí)際的問(wèn)題。在這次維修電工技師論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，首先要衷心感謝我的指導(dǎo)老
參考文獻(xiàn)：
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去離子水系統(tǒng)的工作過(guò)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(dòng)按鈕，KM9接觸器線圈得KM9吸合，原水泵得電工作，同時(shí)原水泵接觸器一組輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，原水泵出水閥（B-V-005）得電工作，開(kāi)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(kāi)啟沙柱進(jìn)水閥（B-V-006）,沙柱排水閥（B-V-009）
個(gè)，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(shí)間5分鐘。
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碳柱的反沖洗：關(guān)閉沙柱排水閥（B-V-009），開(kāi)啟碳柱反沖閥（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)行反沖洗。反洗時(shí)間5min以上。 |
碳柱的正沖洗：確定碳柱排水閥（B-V-009）關(guān)閉，開(kāi)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(wú)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(kāi)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(duì)RO膜有破壞的物質(zhì)，盡可能延長(zhǎng)RO膜的使用年限。
電路圖2如下：
