人工海水制备装置的研究

摘要

人工海水不仅在水族馆和海鲜养殖场中得到广泛应用,而且在海洋环境和海域电场环境研究中被大量使用。本文以企业赞助的实际科研项目为背景,研究与设计的人工海水制备装置主要是为XXX研究所进行海域电场环境研究提供基础保障条件的,要求在有限时间内制备符合质量技术要求的300立方米人工海水,并长期维持满足使用品质要求。因为影响海域电场环境主要因素是海水电导率,而电导率又是随温度和盐度变化的,因此本论文主要任务是研制一个自动化制备装置,通过精确控制人工海水盐度和测量电导率,达到人工模拟海域电场环境的目的。
　　本文分析了人工海水制备的工艺流程,提出了自动化工艺流程控制的总体思路,就是以可编程控制技术为中心的,有机结合人机界面和交流变频调速技术,实现人工海水制备装置的集成控制。本论文完成了制备装置的功能设计、机电设备选型设计、电气控制设计、工艺流程控制与PLC程序设计、人机界面设计和可靠性设计等。为了满足设计技术要求,我们采取先配制与设定盐度成一定比例的浓盐水,再通过交流变频调速调节浓盐水泵流量的技术方法,使之与淡水的流量成一定比例,从而达到精确控制制备海水的盐度。考虑到制备装置要求实现的功能比较多,并且制备工艺流程比较复杂,我们将制备装置分成7个功能子系统,再将制备工艺流程分解成5个基本工况和4个辅助操作与故障诊断工况,而各功能与流程控制及工况是由 PLC和人机界面编程实现的。此外,本论文进行了硬件可靠性设计和软件编程可靠性设计,通过利用HMI功能、PLC程序模块化和故障诊断程序,提高了控制系统的智能化和自动化水平,保证了人工海水制备装置的可靠运行,为某研究所对海域电场环境研究提供了有力的技术支持。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第2章 人工海水制备装置总体设计

2.1 制备装置技术要求

2.2 制备装置总体设计思路

2.3 制备装置系统组成与功用

2.4 制备装置系统功能设计与设备选型

第3章 人工海水制备装置电气控制设计

3.1 电源电气控制设计

3.2 电机驱动电气控制设计

3.3 PLC端口电气控制设计

3.4 负载驱动电气控制设计

3.5 状态显示电气设计

第4章 人工海水制备工艺流程与PLC控制程序设计

4.1 人工海水制备工艺流程设计

4.2 PLC控制程序设计

4.3 PLC控制系统调试

第5章 人工海水制备装置人机界面设计

5.1 人机界面编辑软件简介

5.2 制备装置对人机交互功能要求

5.3 制备装置人机界面编程设计

第6章 人工海水制备装置可靠性设计

6.1 硬件设备可靠性设计

6.2 PLC控制软件可靠性设计

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢