電滲析(簡稱ED)是一種膜分離技術，可用於濃縮鹽溶液。也可用於鹽溶液的去離子化，或使溶液中的離子物質和非離子物質分離。工業用的循環用水，由於蒸發及其他污染等原因，水中離子濃度會越來越高，通過電滲析處理，可防止循環水中離子濃度的積累，也可防止管道、設備遭受嚴重腐蝕，因此被廣泛應用於化工、煤炭、醫藥、食品、紡織等行業的循環水再利用工程。為確保循環水回用電滲析系統的可靠運行．開發了PLC控制系統，以降低勞動強度和提高該系統的自動控制水平。
電滲析原理如圖1所示。
電滲析槽中交替排列陽離子膜(C膜，只允許陽離子通過)和陰離子膜(A膜，只允許陰離子通過)，槽兩側各放置一個電極。當兩個電極加上足夠的電
壓(例如左側電極電壓為正，右側電極電壓為負)，原液流人②一⑥腔時，②④⑥腔中的陽離子Na+右移越過C膜、陰離子Cl一左移越過A膜進入③⑤腔，而③⑤腔中的陽離子Na+右移無法越過A膜、陰離子cl一左移無法越過c膜，從而②(夢⑥腔原液被濃縮，③⑤腔原液被淡化，達到改善水質目的。
1 系統概述
循環水回用電滲析系統工藝流程如圖2所示。
該系統包括濃水池、淡水池、增壓
在電滲析系統的工作過程中必須準確無誤地實現電滲析工作循環控制、實現電動
工作循環自動控制如下：
(1)開機準備，開啟增壓泵，電滲析進入準備狀態，由於電極沒有通電，電滲析裝置出口的上口和下口都是未經處理的水，所以D1、D4開，同時D2、D3閉，以保證上下口出的水都流入濃水池；
(2)隨後控制元件發出信號給直流電源供電；
(3)1 s后，控制元件發出信號使直流電源輸出電壓置於正向；
(4)1 S后發出信號使電極通電，電滲析開始處理原水；
(5)2 min后．上口出水調整到低於廠家要求的雜質離子濃度標準．控制元件發出信號使D2和D4開、D3和Dl閉．稀液經上口進入淡水池、濃液經下口進入濃水池；
(6)30 min后，控制元件發出信號使電極斷電．同時發出另外的信號驅動電動閥回到Dl、D4開，D2、D3閉的狀態，保證電滲析在不工作時上下口出的水都流入濃水池；
(7)1 s后，控制元件發出信號使直流電源輸出電壓置於反向；
(8)1 s后發出信號使電極通電，電滲析重新處理原水；
(9)2 min后，上口出水調整到低於廠家要求的雜質離子濃度標準．控制元件發出信號使D3和Dl開、D2和D4閉，稀液經下口進入淡水池、濃液經上口進入濃水池；
(10)30 min后，控制元件發出信號使電極斷電，同時發出另外的信號驅動電動閥回到D1、D4開，D2、D3閉的狀態，保證電滲析在不工作時上下口出的水都流入濃水池；
(11)1 s后重複(3)的內容。
2 PLC控制系統的硬體設計
2．1 PLC選型
控制系統中的電動閥是單向磁滯同步馬達驅動，彈簧複位的全自動控制執行元件。以電動閥Dl為例，PLC與繼電器KAl、KA2、KFl和KF2對電動閥Dl的控制原理如圖3所示。
當PLC運行程序使輸出端QO．0有輸出信號時。繼電器KAl線圈通電，連接在電動閥D1接線端2的KAl常開觸點閉合，電動閥門開始打開．一段時間(由電動閥單向磁滯同步馬達的轉動周期決定)后．電動閥從關閉狀態最終達到開啟狀態。此時電動閥4端接通，這樣繼電器KFl線圈通電，與PLC輸入端10．O連接的KFl常開觸點閉合．使電動閥開到位的狀態從10．0端反饋給PLC。同樣，PLC的Q0．1有輸出信號時，KA2線圈通電。連接在電動閥3端的KA2常開觸點閉合。電動閥門開始關閉．電動閥最終達到關閉狀態時，電動閥5端接通，連接在此的KF2線圈通電，與PLC輸入端10．1連接的KF2常開觸點閉合。使電動閥關到位的狀態從10．1端反饋給PLC。
為電滲析提供正負電極的直流電源控制原理如圖4所示。
直流電源③端④端為直流電壓輸出端，接電滲析兩電極，⑤端為控制信號公共端，⑥為直流電壓是否輸出的控制端，⑦為直流電壓輸出正置或倒置的控制端。PLC輸出端Q1．0接繼電器KPl線圈，當Q1．o有輸出信號時，KPl線圈通電．相應KPl常開觸點閉合．交流接觸器KMl線圈通電．KMl主觸點閉合，給直流電源供電；PLC輸出端Q1．3接繼電器KP3線圈，當Q1．3有輸出信號時，KP3線圈通電，相應KP3常開觸點閉合，直流電源輸出直流電壓，電極開始工作；PLC輸出端Q1．1接繼電器KP2線圈，當Q1．1有輸出信號時，KP2線圈通電，相應KP2常開觸點閉合，直流電源的輸出電壓正負倒置。
工藝流程中需要有4個電動閥來調整處理后濃液和稀液的流向。每個電動閥有「開」、「關」兩個狀態，因此要有8個輸出點來控制這4個電動閥的狀態，同時為了能夠檢測到開、關閥的到位情況，有8個輸入點輸入閥的到位反饋信號。手動操作「開、關」兩個按鈕對應2個輸入點：自動控制對應1個輸入點。電滲析直流電源供電、直流電壓輸出啟動和倒置需要3個輸出點(Q1．0、Q1．3、Q1．1)。閥門故障顯示、手動操作顯示、自動操作顯示需要3個輸出點。
共計11個輸入點和14個輸出點。西門子公司的S7—200 CPU226 PLC有24點DC 24 V輸入、16點輸出，指令執行速度為0．37恤s指令．抗干擾能力強，是一款高性價比、功能較強的小型整體式PLC，完全滿足本系統各方面的要求b】。
2．2硬體配置控制系統硬體配置如圖5所示。
2．3 PLC控制I，O口分配PLC控制I／O口分配如表1所示。
3控制程序設計控制系統設計實現電滲析軟化水工藝流程的自動控制、閥門故障時發出報警信號同時使電滲析電極停止工作和發出信號自動調整出水的上下口的濃水和淡水的流向、隨時自動檢測電動閥的開關到位情況。[4】。根據循環水回用電滲析系統的工藝流程需要．電滲析過程應有多種工作情況。每種情況下．調整出水方向的電動閥的開關狀態有相應的組合。此外工藝過程中直流電壓輸出啟／停和輸出電壓正負倒置與電動閥的開關動作在實踐和邏輯上有相互的聯繫。工藝流程中各個步驟和電動閥的開關到位檢測過程有聯繫．工藝流程中各個步驟和故障出現時設備的保護措施的執行過程同樣存在聯繫。考慮到電滲析在工作流程和故障檢測中的每一個執行動作都有相應的條件，因此採用模塊化結構編程，即根據各功能實現的條件和原則編寫各個功能模塊的梯形圖程序，將每一個控制功能對應相應的程序塊．並將實現電滲析工作循環功能的程序放在控制功能程序塊之後。系統上電后，PLC自動循環掃描各輸入點的當前狀態，並根據梯形圖程序所確定的邏輯關係迅速更新各輸出點的狀態，從而完成循環水回用電滲析系統的自動控制。控制程序流程如圖6所示。
4結束語
循環水回用電滲析通過PLC控制系統實現了自動控制．提高了系統運行的可靠性。控制系統的穩定性也保證了電滲析過程的一致性和有效性，同時不需要操作人員頻繁操作．降低了人員的勞動強度．提高了工作效率。系統投入使用後效果良好。
