基于PLC和HMI的净水机控制系统设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

随着经济的不断发展，环境污染特别是水污染日益加剧已经成为不可否认的客观事实，通过对我国城市自来水质现状以及对水质污染解决途径的分析，可以预见，小型净水机作为解决家庭、宾馆、客栈、企业等单位水质污染问题的有效途径，在我国有着巨大的潜在市场。

从产品功能来看，净水机是一个直接关系到人们生活健康的环保产品，随着人们消费水平和健康意识的逐步提高，净水机必将在人们的生活中扮演非常重要的角色，大到企业中、小到家庭都将成为一种生活中必不可少的必需品，净水机将给我们日常生活健康带来必要的保障。

本课题主要是根据净水机的原理，针对宾馆或客栈净水系统，设计一套基于plc与hmi的净水机控制系统。该控制系统具有纯手动调试功能和自动运行功能，通过对电磁阀的自动控制，实现了原水到净水的净化过程，并通过每天的定时冲洗设置，实现了过滤网的定时清洁功能，保证了水质不受二次污染，该系统还可以实现远程监视和控制的功能以及实现水箱水位的自动报警功能。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

（1）理清净水机控制原理，对净水机的电磁阀控制对象理清控制逻辑，即什么时候哪一个电磁阀动作。

（2）根据净水机控制系统的分析，工作模式既有定时正洗的功能，即不管哪一天，定时正洗时间到，就开始正洗，也有自动正反正清洗的功能，即首先判断当前时间是周几，然后根据设置的时间段执行相应的正反正清洗的功能。这些模式按照时间控制是课题的难点。

3. 国内外研究现状（文献综述）

目前，净水机已在学校、企业、机场、小区等公共场所得到广泛应用，给广大市民在饮用水上带来了很大的方便。然而，国内大部分公司生产的净水机只可实现净化、加热、磁化、杀菌等基本功能，其电路控制部分主要采用变压器变压获得低电压，经整流后由按钮控制继电器，从而对电磁阀实现控制，电路结构简单，不够智能化。对现代人来说，功能不完善，比如控制系统是否既能够纯手动调试又能够自动运行，定时冲洗设置，过滤网的定时清洁功能，远程监视和控制的功能以及实现水箱水位的自动报警功能的实现。这些智能化、人机交互的友好性及控制管理功能相对薄弱。

国外的一些发达国家，如美国、日本、西欧等国，由于这些国家经济发达，并较早的实现了工业现代化，环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来，人们对健康意识的逐步提高，人们对饮用水质的要求及相应的标准在不断提高。净水机为人们提供的饮用水，将给人们日常生活健康带来必要的保障。人类经历了由最初的简单的沉淀净水到传统的煮沸处理，发展到现在的深度净化饮用水。在发达国家饮用水净化处理工艺已经很成熟且净水机的使用也相当普及。而从前净水机主要通过单片机实现净水功能，单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长等缺点。

此外选用plc缘由是plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说，使用plc构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

4. 研究方案

根据净水机控制系统工作过程的描述，净水机控制系统的控制对象主要是电磁阀，需要带时钟记忆功能，这样可以按照日历对净水机的正向清洗、反向清洗进行时间的设置。该总体方案主要有手动控制、自动控制、报警功能和人机交互等四部分构成。

1、手、自动控制

5. 工作计划

第1周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；

第2周：阅读相关资料，理解有关内容；

第3周：查阅并翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；