摘要：美藥星（南京）制藥有限公司使用的去離子水系統，電氣控制部分為接觸器通用電路，設備使用年代久遠，由于去離子水是制藥公司重要生產原料之一，其合格率直接關乎到所生產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：隨著工業科學技術的發展，對醫療機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，而且產品的更新換代也在加快，這對醫療機械設備不僅提出的產品質量的問題，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。因此公司領導要求現將公司一套上世紀90年出廠、控制系統已落后的去離子水系統進行分段改造。首先將系統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。此系統是寶應縣東方水處理設備有限公司生產的FSJ41R-0.3XB二級反滲透裝置，產水量為每小時
壓力、電導率和電阻率均在線檢測。采用PVC、ABS或304不銹鋼管閥進行儲罐、水泵、閥門和輸送管路的連接，無毒、耐腐蝕，適應一定的溫度范圍，對水質不發生污染。管路的連接采用熱熔式氬弧焊焊接，易清洗和消毒。與設備配套的供生產和檢驗用的儀器、儀表和量具的適用范圍、精確度均符合生產和檢驗的要求，并有明顯的合格標志。產水水質符合CP中關于“純化水”各項指標，滿足公司生產的需要。
1. 去離子水系統結構
去離子水系統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械雜質，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物，保護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。經過前過濾裝置的自來水通過多級泵1加壓流進RO-1膜，通過PH在線檢測來向RO膜-1添加藥劑保證水質否符合要求，
再流入淡水箱，淡水箱的水通過多級泵2加壓流進RO-2膜，經過電導率在線檢測向RO-2膜添加阻垢劑后流進純水箱，純水箱的純化水通過循環泵流經紫外線燈滅菌、各取水點后回到純水箱。
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確，長時間不規范操作會對整個去離子水系統的一、二級RO 膜正常運行造成影響。因此現將系統改造成PLC程序控制。
4. 沙柱、碳柱正反沖洗PLC電氣改造 系統改造選用三菱FX2N-32MR可編程控制器，輸入端16點、輸出端16點，選用交流220V,2W-200-20型電磁閥門，按鈕選用LAY3，原水泵電機2.2KW，空開選用正泰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的步進指令，可以方便的實現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繼電器S20,S21，S22，來表示。
開機運行時，初始化脈沖M8002將初始化狀態S0置位，當停止按鈕X0，低液位X2，過載X3，任一控制元件的控制狀態發生改變，系統將置位為初始狀態S0，X0接通系統將從S0（初始狀態）轉換到S20。同時S0自動復位，S20步進觸頭接通計時器T0，T0計時5分鐘，用SET 指令對Y0、
Y1進行置位，用OUT指令使Y2、Y3得電工作，當計時器計時5分鐘后，系統從S20跳轉到S21并斷開Y2，Y3的線圈電壓，同時接通計時器T1，T1計時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，當計時器計時5分鐘條件滿足后，程序從S21跳轉道S22并斷開Y5線圈電壓，同時接通計時器T2，T2計時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，當計時器計時5分鐘條件滿足后，系統從S22跳轉到S23并斷開Y6、Y7線圈電壓，并用SET指令對Y10、Y11進行置位，當停止按鈕動作，S0復位，RET指令對SET置位的原件復位，程序結束。
6. 沙柱、碳柱正反沖洗PLC改造后的電氣調試
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Q。
3）啟動原水泵電機，電機得電工作。
原水泵出水電磁閥（B-V-005）得電工作，沙柱反沖洗進水閥（B-V-007）沙柱排水閥（B-V-008）得電工作，系統進入沙柱反沖洗程序；定時器T0計時300秒后進入下一步，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，計時器T1工作，T1計時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，沙柱進入正向沖洗程序，當計時器T1計時300秒斷開沙柱正向沖洗排水閥（B-V-009）線圈電壓，系統進入碳柱反沖洗程序，T2計時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，當計時器T2計時300秒后進入下一步，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，管路導通；預處理單元排水管道保持通暢，進行碳柱正向沖洗。當停止按鈕動作，程序結束。
6. 系統常見電氣故障的檢修方法
當系統故障無法啟動，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，如果電機過載，檢查系統是否供水不足，或者水路不通暢，造成電機堵轉，而使得電機過載。當系統壓力過高在檢查PLC輸出端各接觸器，電磁閥有無燒毀現象，如燒毀請按原型號更換。
7. 結束語
實踐證明經過PLC改造后的設備, 解決以前電氣控制旳一些難題,現在設備電氣線路簡單, 工作穩定, 反應速度快, 抗干擾能力強, 維修方便等優點, 降低了設備的故障率, 加快了生產進度, 降低了維修人員勞動強度和維修費用, 為企業創造了良好的經濟效益。
通過系統PLC改造,使我學到了很多東西,不僅了解PLC工作特性和構造,還逐步適應從繼電器電氣圖到PLC的梯形圖學習過程,深深感促到新技術對企業是多么的重要,做為一名維修專業人員應該努力學習新技術、新知識,不斷地充實自己,才能更好地迎接明天的挑戰。
隨著科學技術的發展,工業自動化水平不斷提高,從企業發展角度出發,從節約資源,重視生產環保角度出發,企業對具有潛能的老設備進行自動化改造也是必然的。我們維修電工人員在企業生產中即要做好平時的維護保養的工作,還要不斷地加強自身的理論學習,提高自己的業務水平,才能更好地為生產服務,為企業多做貢獻。
9．答謝辭
通過這次學習，不但對學過的專業知識有了更深入的了解，同時也學到了以前沒有學過PLC編程的知識，擴展了自己的知識面，更主要的是提高了我的邏輯判斷和思維能力，大大提高了我的實際操作水平，讓我知道怎樣去應對一些實際的問題。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老
參考文獻：
1．孫振強《可編程控制原理及應用教程》[M]北京清華大學出版社
2．李建光《電氣控制技術》 [M] 北京 機械工業出版社
3．姜 平 《維修電工技師考評教材》[M] 北京 機械工業出版社
4．寶應縣東方水處理設備有限公司《FSJ41R-0.3XB操作手冊》[S]
去離子水系統的工作過程如圖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），預處理排水管道保持通暢，進行反沖洗，反沖洗5分鐘。
沙柱的正沖洗：開啟沙柱進水閥（B-V-006）,沙柱排水閥（B-V-009）
個，關閉沙柱反沖閥（B-V-007）,沙柱出水閥(B-V-008)，預處理排水管道保持通暢，進行沙柱正沖洗，沖洗時間5分鐘。
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碳柱的反沖洗：關閉沙柱排水閥（B-V-009），開啟碳柱反沖閥（B-V-011），碳柱出水閥（B-V-012），預處理單元排水管道保持通暢，進行反沖洗。反洗時間5min以上。 |
碳柱的正沖洗：確定碳柱排水閥（B-V-009）關閉，開啟碳柱進水閥（B-V-010），碳柱排水閥（B-V-013），關閉碳柱反沖閥（B-V-011），碳柱出水閥（B-V-012），預處理單元排水管道保持通暢，進行正沖洗5min。正洗至出水無雜質。為了確保系統核心部件RO膜能有效濾除96%以上的溶解性固體，99%以上的有機物和膠體以及100%的細菌。所以在每天開機前必須確保沙柱、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，盡可能延長RO膜的使用年限。
電路圖2如下：
