进入到21世纪以来，水处理技术不断发展，工业生产越来越精细化管理。传统工业水处理已不能满足人们对水质要求。通过工业计算机实时控制工业生产过程，通过软化水自动监控系统实时监控软化水生产过程和软水设备，使现场操作人员更方便软水设备的维护和维修，确保软水设备正常运行。本文针对软化水的工业设备的监控，给出了一种基于触摸屏的实现方法。首先，简要介绍了软化水的工作原理和工艺流程。然后，确定软水自动控制系统是使用西门子PLC和触摸屏作为人机交互而设计和开发的。PLC作为自动控制系统的下位机，负责现场控制系统的建设和开发，以及传感器采集的参数的采集和处理。触摸屏作为人机交互界面，工厂设备的运行状态和设置参数在自动监控系统中实时显示。数据传输的实时性使现场操作员能够根据监控系统提供的信息控制现场设备。软水自动控制系统的触摸屏通过工业以太网与下位PLC通信。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的目的与意义 1
1.2 课题研究的基础、现状与趋势 1
1.2.1 课题研究的基础 1
1.2.2 课题研究的现状及趋势 2
1.3课题主要内容 3
2.软化水工艺介绍及总体方案介绍 5
2.1 软化水工作原理 5
2.2 软化水工艺流程 5
2.3 系统需求分析 6
2.3.1 控制功能 6
2.3.2 触摸屏功能 7
2.4 设计原则 7
2.5 控制方案对比 8
2.6 总体方案设计 8
2.7 本章小结 9
3.硬件介绍及硬件的配置和组态 10
3.1 软化水监控站系统硬件构成 10
3.2 仪表选型 10
3.2.1调节阀 10
3.2.2液位计 11
3.2.3浓度计 12
3.3 PLC硬件设计 13
3.3.1 PLC工作原理 13
3.3.2 S7300 PLC简介 14
3.3.3 I/O模块的配置 15
3.4 本章小结 16
4.软件及触摸屏界面设计 17
4.1
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PLC控制程序设计 17
4.1.1 博途软件介绍 17
4.1.2 控制主程序设计 17
4.2 通讯组态设计 25
4.2.1 工业以太网 25
4.2.2 MPI 25
4.2.3 PROFIBUSDP 25
4.3 触摸屏概述与选型 26
4.4 触摸屏与PLC连接设计 26
4.5 触摸屏界面设计 27
4.6 本章小结 35
5.系统调试 36
6.总结 41
6.1 全文总结 41
6.2 展望 41
6.3 对环境及社会可持续发展的影响 41
参考文献 43
致谢 44
附录 45
附图1 模拟量输入接线图 45
附图2 数字量接线图 46
附图3 主电路图 47
附图4 控制电路图 47
 1.绪论
1.1课题研究的目的与意义
随着我国生产力的提高，科技水平的完善，社会即将完成从工业制造到工业智造的转型，但是当前仍然应该以工业发展、基础设施建设为基准。由此带来一个负面问题：工业迅速发展而产生的废水污染物随之剧增。但同时，中国的污水处理技术也在不断完善，饮用水水质标准不断发展和完善。软化水处理在工业生产中起着重要作用，是所有工业生产的基础。此外，水资源日益匮乏而用水需求却不断增大，工业生产生活用水以及排水量逐年增加，加剧水资源短缺的同时，还使水质受到了污染，在接下来的时间里水资源矛盾将进一步加剧，严重制约着我国社会、经济的发展。
目前，我国水处理以及水利用效率较低。在工业生产中，当锅炉供水不良时，特别是如果原水中的含有镁、钙离子较多，且原水未得到妥善处理，在锅炉工作一定时间后，会在锅炉与原水接触面形成固体附着膜，这层附着的薄膜称为水垢，这种现象称为结垢。这层附着膜的导热性非常差，其导热系数比锅炉钢的导热系数小几十甚至几百倍。在加热表面上形成氧化皮后，由于水垢的阻碍，金属的热量难以转移到热水中，导致锅炉内壁的温度急剧上升。若高温持续进行，导致金属过热，严重影响金属强度。在特殊的情况下，它会导致诸如鼓胀，裂缝甚至管爆裂等事故。另外，锅炉结垢后，会因为设备稳定性差，浪费大量人力、物力，影响生产，降低锅炉的有效利用率，降低经济效益。硬水处理不当会使锅炉更容易腐蚀，损坏金属内部结构，并显著降低金属强度，导致恶性事故。
因此，完善水质处理技术以及建设好监控锅炉系统将对工业设备的使用寿命以及节约能源具有重大意义。
1.2 课题研究的基础、现状与趋势
1.2.1 课题研究的基础
从广义上说，水会不断循环，水的总量不会减少，但从狭义上说，水是不可再生资源，水一旦被污染，要想依靠大自然来修复，需要成千上百年，因此，水并不是取之不尽用之不竭的，况且世界上有很多国家都处于极度缺水的状况，因此正确对待水资源刻不容缓。一个国家的发展离不开水的正确应用。从前，在工业不那么发达的时代，人们就已经意识到建设地下水管道，将生活污水与地下水隔开。而今，制造业快速发展，水处理已经成为工业生产的重要一环。在工业中，越来越多的企业因为污水排放不合格而导致停业整顿，因此水的质量一定意义上对社会发展起到了推动作用。近年来，水处理控制系统不断发展。30年前，日本富士电机为自来水厂和污水处理厂开发了第一台计算机控制系统，投入实际应用后，满足了水处理市场多样化，需求复杂化。渐渐的，供水和污水处理系统的监管和社会问题成为主导。新水资源开发的困难，水质问题的复杂多样。水中污染物，如重金属，化合物和有毒物质，更难以处理从水中取出。人们对水的需求不断增加，供应不足只会加剧问题。越来越多的地方需要重复使用水，以获得更高的水资源利用率。工业废物的预处理，将更多可用的水返回到湖泊和溪流。水处理系统履行其社会责任需要比以往更高的质量和数量。随着社会的变化，水处理系统所起的作用变得更加多样化和复杂化。

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