基于PLC的污水处理控制系统设计毕业论文

2012届大专毕业论文（设计） 基于PLC的污水处理控制系统设计 摘 要 随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，水环境的污染问题日益严重。全国许多小城镇没有污水处理设施 ，这不仅污染了当地水环境，影响了居民的身体健康，而且严重阻碍了经济的发展。省内多数民营企业在污水处理上投入不足，技术落后。随着制造业的进一步发展，排放到环境中的污水量日益增多，严重威胁人们的身心健康。因此，加快推行污水处理项目的实施已刻不容缓。 传统的污水处理过程控制系统不但需要专门人员到现场进行手工的操作和监视，导致对系统的意外事件反应较慢，而且无法对水质的变化做出反应和调整，从而限制了污水处理的稳定性和处理质量。 本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC控制的污水处理系统。文章首先介绍了基于PLC污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。 关键词：污水处理，PLC，工艺流程 ABSTRACT With the rapid development of community economic & technology and the constant improvement of the level of living in our country, the pollution of water becomes more and more serious. the sewage come from industry and town living increase continuously, but the city’s equipments which are used to drain sewage and dispose sewage are insufficient and some harmful substance which be not disposed were directly or indirectly pour into the river, then arose water pollution and appear to the problem about the aquatic environment’s pollution. The majority of private enterprises in the wastewater treatment of devoted inadequacy, backward technology. With the further development of manufacturing industries, the sewage discharged into the environment increasingly grow in quantity, a serious threat to people's physical and mental health. Therefore, to accelerate the implementation of sewage treatment project has been carried out to brook no delay. The traditional wastewater treatment process control system not only needs the special personnel to the scene to the manual operation and monitoring system, lead to the accident with slower responses, but not on the water quality changes and adjustments, thereby limiting the sewage treatment of stability and handling quality. This paper introduces the basic technology of sewage treatment plant and processes, and through the study design a system based on PLC control sewage treatment system. This article first introduces the sewage treatment control system based on PLC technology and related processes, control system hardware structure and design, working principle and design PLC control system, the basic principles and steps of PLC in sewage disposal to illustrate the application process. According to sewage treatment equipment design requirement for the electric control and automatic control circuit, mainly including equipment start-stop, state signal fault signal, and signal acquisition, finally according to requirement of process design PLC control system, including the selection of PLC, system resources allocation and according to wastewater treatment process handle PLC program. Keywords：Sewage treatment ; PLC ;Process 目　 录 1 前　言 2 第1章 绪 论 2 1.1污水处理的国内外现状 2 1.2 课题的背景、目的及意义 2 1.3 课题主要设计的内容 4 第2章 污水处理控制系统总体介绍 4 2.1 污水处理基本概念 4 2.2 常用的污水处理工艺 4 2.3 本设计系统污水处理工艺及描述 5 2.4 污水处理系统控制形式 5 2.5 污水处理系统的功能要求 6 第3章 控制系统的整体 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 6 3.1 控制系统的设备组成及控制方式 6 3.1.1 控制系统的设备及组成 6 3.1.2 控制系统的控制方式 6 3.2 电气控制方案 3.2.1 水泵电气控制 3.2.2开关量控制图 3.3回路控制 3.3.1格栅机液位差控制回路 3.3.2溶解氧的回路控制 3.3.3PH值限的回路控制 3.4 设备选型及仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 清单 7 第4章 污水处理系统硬件选型和设计 7 4.1 PLC简介 7 4.1.1 PLC的特点 7 4.1.2 PLC的主要组成及功能 7 4.2 系统PLC设计 4.2.1 PLC选型 4.2.2系统功能流程图 4.2.3I/O分配表 4.2.4外部接线图 8 第5章 污水处理系统的软件选型与设计 5.1 组态王使用配置要求 5.2 创建一个工程的一般过程 5.3污水处理系统组态的建立 5.3.1定义新画面 8 5.3.2 定义IO设备 8 5.3.3 构造数据库 5.3.4创建动画连接 5.3.5 运行和调试 5.3.6动态分辨率转换 9 结　论 10 谢 辞 11 参考文献 14 英文文献及译文 前 言 由于我国污水处理上投入不足，人民对保护环境意识的淡薄以及技术的相对落后。因此，加强环境保护非常重要。污水处理过程主要通过技术人员现场检测、调试，依靠人工完成处理过程，如pH值的测定、液位的测定、温度的测定、泵的启停控制等等，若对这些指标和控制对象逐一实时检测和操作，无疑会耗费大量的人力物力。随着我国新型工业化步伐的加快，自动控制系统逐渐被应用到污水处理工艺过程节约了能源，市场前景十分广阔。 在我国，随着经济的不断发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放，给社会营造一个良好的环境，为人民造福。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。我国是个缺水的国家，人均水资源占有量只为世界人均水资源占有量的1/4。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀，更加重了缺水的实际情况。因此近些来，我国的水资源进一步紧张，严重缺水。与此同时，水资源的污染却日益严重，也因此 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 和建设了水污水处理厂，来改变目前水资源紧缺且污染的现状。 随着全球水资源供应的紧张和对自动化要求的增加，我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和无人职守的方向发展。目前，PLC在其稳定性和高度自动化程度的不断加强，使PLC成为在城市污水处理自动化方面的首选。 可编程控制器为水污染环境的应用而设计，它采用可编制程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各类型的机械或生产过程。是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。为了使可编程控制器与个人计算机PC区别，通常称之为PLC。 本系统构建了基于PLC的控制网络。为提高系统可靠性,PLC编程采用了一种简便实用的方式。从而实现污水处理过程的自动控制功能，同时与中央监控系统进行通信，上传数据和接受中央监控系统下发的控制命令。整个控制系统可以达到无人或少人值守的目的，大大提高污水处理的自动化水平。 第1章 绪 论 1.1 污水处理的国内外现状 在国际上，大规模的水污染治理最早是在二战后，由于上世纪50年代经济蓬勃发展带来的60年代日益严重的环境污染而展开的，如英国的泰晤士河和欧洲的莱茵河等水系的污染和治理就是典型的例子。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余所城市污水处理厂，英国、法国、德国各耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市污水处理厂，这些污水处理厂的投入运行对这些国家的水体污染改观起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。经济发达国家除了非常重视污水处理的新理论和新技术之外，更重视污水处理自动控制问题，先后研究开发了各种高效性，智能型和集约型的污水处理和自动控制仪表，并采用了计算机自动控制处理工艺，取得了较理想的效果。目前，先进的污水处理厂甚至已经用计算机进行数据记录和运行过程控制，实现了全自动无人值守控制模式。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。首先，水资源短缺与利用效率低下并存已严重制约着我国城市化进程。其次，对环保的要求日益提高，从对工业废水的排放到生活污水的处理都在力争和国际环保标准接轨。再次，从人民健康的角度考虑，饮用水和生活用水的水质要求也在增加。我国污水处理自动化控制起步较晚，进入上世纪90年代以后污水处理厂才开始引入自动控制系统，由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高，在这样的背景下，污水处理行业很快成为了新兴产业。但是，中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段，一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距。但就我国国情而言，在污水处理控制系统方面的应用研究有着广阔的前景。目前国内外，广泛采用的污水处理自动控制系统结构形式有DCS系统、PLC控制系统、工业现场总线控制结构等。PLC是城市净水和污水处理的主流控制系统，随着中国对环保的日益重视，中国将建成更多的污水处理工厂来满足人们对污水处理方面的需要16J。 1.2 课题的背景、目的及意义 未来10年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设备投入约300亿元。采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。所以水资源也是一种保护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控方法。 世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染，污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国是一个严重缺水的国家，虽然我国年平均水资源总最为28000 亿m2，居世界第6 位，人均水资源量为2220m2，居世界第110 位，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一。目前我国约300个城市缺水，其中严重缺水城市有5O个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常需要，年缺水总里约为300 亿～400 亿立方米，因缺水造成的经济损失每年达2300 亿。超过洪涝灾害。水资沟的匮乏和水资源的污染，己经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了我国的经济建设和发展。因此建设符合我国国情的污水厂自动控制系统对降低工业污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会和和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。 1.3 课题主要设计的内容 本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成： （1）介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程； （2）介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对工业污水处理控制系统进行设计分析； （3）具体分析设计工业污水处理的硬件系统； （4）具体分析设计工业污水处理的软件系统； 　 （5）工业污水处理系统的调试与运行。 第2章 污水处理控制系统总体介绍 2.1 污水处理基本概念 城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水，往往都排入排水系统。这些污水除含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最后出路有三种：①排放水体；②灌溉田地；③重复使用。 污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。 好氧有机污染物的性质稳定，在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定的无机物。有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程实际中，采用以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧量（Bio-chemical Oxygen Demand, BOD）mg/L、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、总有机碳(Total Organic Carbon) mg/L、总需氧量(Total Oxygen Demand) mg/L。 虽然BOD20。能较精确地描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需20天。考虑到好氧分解速率一般在开始的几天最快，在20℃温度下，污水五日生化需氧量(BOD5)，约占BOD20的70%～80%，因此把BOD5作为衡量污染水的有机物浓度指标。化学需氧量(COD)的特点是能够精确的表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，但它不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。 2.2 常用的污水处理工艺 不同的污水处理对象，不同的污水处理环境，将需要有不同的污水处理工艺来处理。因此，在选择污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的污水处理的环境。 污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种。这些方法根据实际情况，可以单一使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法。常用的污水处理工艺有以下几种。 （1）传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种最古老的污水处理工艺，其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池，主要处理部分关系框图如图2-1所示。 图2-1传统活性污泥法工艺流程图 污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥需要回流到曝气池中。该工艺的优点有：有机物去除率高，污泥负荷高，池的容积小，耗电省，运行成本低。该工艺的缺点有：普通曝气池占地多，建设投资大，满足国家标准相关指标范围小、易产生污泥膨胀现象，磷和氮的去除率低。 （2）A/O法。A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种污水处理工艺，其中A代表Anoxic（缺氧的），O代表Oxic（好氧的）。A/O法是一种缺氧----好氧生物工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化----反硝化反应系统，很好的处理了污水中的氮含量，具有明显的脱氮效果。但是此硝化----反硝化反应系统需要得到很好的控制，这样就对该工艺提出了更高的管理要求，这也成为了该工艺的一大缺点。其工艺流程图如下： 图2-2 A/O法工艺流程图 （3）A2/O法。A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种污水处理工艺，其中A2，即A-A，前一个A代表Anaerobic（厌氧的），后一个A代表Anoxic（缺氧的）；O代表（好氧的）。A2/O是一种厌氧—缺氧—好氧污水处理工艺。A2O法的除磷脱氮效果非常好，非常适合用于对除磷脱氮有要求的污水处理。因此，在对除磷脱氮有特别要求的污水处理厂，一般首选A2/O工艺。其工艺流程图如图2-3所示。 图2-3 A2/O法工艺流程图 （4）A/B法。A/B法是吸附生物降解法的简称，该工艺没有初沉淀，将曝气池分为高低负荷两段，并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段停留时间约为20~40min，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥法相识，负荷较低。AB法中A段效率很高，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理，AB法具有很好的适用性，并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。但是，AB法污泥产量较大，A段污泥有机物含量极高，因此必须添加污泥后续稳定化处理，这样就将增加一定的投资和费用。另外，由于A段去除了较多的BOD，造成了碳源不足，难以实现脱氮工艺的要求。对于污水浓度低 的场合，B段也比较困难，也难以发挥优势。 总体而言，AB法工艺较适合于污水浓度高，具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的污水处理厂，且有明显的节能效果，而对于有脱氮要求的污水处理厂，一般不宜采用。 （5）SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的简称，是一种按照一定的时间顺序间歇式操作的污水生物处理技术，也是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式不尽相同。SBR法与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置理想沉淀代替动态沉淀等。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的，在运行上实现了有序和间歇操作相结合。 2.3 本设计系统污水处理工艺及描述 本污水处理工艺流程图如下图2-4所示： 2-4 工艺流程图 从工厂排出的原污水必须先经过格栅处理，目的是通过格栅作用，把污水中带有的大块的杂质截留下来，防止造成后面管道的堵塞。继而经过一次沉沙池去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒。再经过沉淀池进行一次沉淀处理，将水中的悬浮物尽可能的沉淀去除，大体能去除50%的悬浮物，25%左右的BOD。再经过粗格栅处理，为了能让污水顺利的通过后续的设备，这样就要求提高水头的高度，使水头经过一定的重力加速度，产生一定的动能。又经过油格栅，将油污去除。通过初沉池将污泥再次过滤，经过曝气池处理，使微生物的新陈代谢，把污染物分解成CO2和H2O,曝气的目的就是让气相与液相产生更大的接触面，加快微生物的新陈代谢能力。再一次经过提升泵房提高水头的高度，使水头经过一定的重力加速度，产生一定的动能。经过化学处理后，配合泥浆制备，把从废水中沉淀出来的污泥进行处理。首先采取污泥浓缩、有机物浓缩、重力浓缩等方法。然后再进行泛氧中温消化。而对于重金属超标的污泥，经过脱水处理后要妥善处理，一般需要填埋，主要是为了不造成二次污染。最后通过二次沉淀池把污水中残留的有机物沉淀掉，这样污水就变成了可以循环使用的净水了。 2.4 污水处理系统控制形式 早期的控制系统多采用继电器——接触器控制系统，但随着电子技术的飞速发展，控制要求的不断提高，该类控制方法已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方。 （1）DCS系统。DCS是集散控制系统的简称，又称为分布式计算机控制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等相互渗透形成的。由计算机和现场终端组成，通过网络将现场控制站、检测站和操作站、控制站等连接起来，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各类生产过程，可提高生产自动化水平和管理水平，其主要特点如下：采用分级分布式控制，减少了系统的信息传输量，使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制，使系统的危险性分散，可靠性提高。扩展能力较强。软硬件资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。 （2）现场总线控制系统。现场总线控制系统是由DCS和PLC发展而来的，是基于现场总线的自动控制系统。该系统按照公开、规范的通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 在智能设备之间，以及智能设备与计算机之间进行数据传输和交换，从而实现控制与管理一体化的自动控制系统，其优点：可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应快，实时性好。通信协议公开，不同产品可互连。 （3）PLC系统。PLC是可编程逻辑控制器的简称，用它作为处理系统的控制器，实现控制系统的功能要求，也可利用计算机作为其上位机，通过网络连接PLC，对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程方便，开发周期短，维护容易。通用性强，使用方便。控制功能强。模块化结构，扩展能力强。 2.5 污水处理系统的功能要求 工业污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了迅速发展，但仍滞后于城市发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能， 并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。 PLC作为工业污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。 利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。 第3章 控制系统的整体设计方案 3.1 控制系统的设备组成及控制方式 3.1.1 控制系统的设备及组成 1、主要设备 活性污泥法的曝气方式可分为两大类：鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心 风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边，以减少管路系统的造价。由于污水厂较小，一般不设 鼓风机房，仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿企业内的污水处理厂，不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗临生活小区，若采用鼓风曝气则必须建鼓风机房， 同时还要有相应的降噪措施，这样情况下宜采用机械曝气方式。（如表1） 2、　粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制 粗格栅、细格栅的控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由PLC和上位机实现，它包括微机手动和微机自动，而微机自动控制方式为：（1）水位差控制方式，通过格栅机运行液位差计的测量值用来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行；（2）时间设置控制方式，在上位机的INTERACT组态软件中设置格栅机运行时间和停机时间，经PLC控制器的程序运算指挥MCC对格栅机进行控制。 提升泵运行控制以远程控制为主。某污水处理厂有两个提升泵站，每个泵站设有一个PLC工作站与厂内主站联络（如图3所示）。 它们距污水处理厂约4～5公里。为实现进水提升泵的远程自动控制的安全、可靠，水位测量和提升泵的流量测量和数据分析、传输、控制等设备是不可缺少的，所以在进水泵房处安装了液位计，测量泵井的水位；每台提升泵的提升管安装电磁流量计，测量每台提升泵工作的瞬时流量；两个PLC工作站分别担负各泵站的设备控制、设备保护、数据采样、远程数据传输等作用。根据测量值对应控制程序，自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行数量，减少设备疲劳；同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。 3、 沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房、脱水机房和鼓风机房的设备控制 砂搅拌器的自动运行通过进水电磁流量计控制，而抽砂泵的运行状态是由微机对其开、停时间的设置控制的。 生化池厌氧区的搅拌器、沉淀池的吸刮泥机、污泥回流泵房的阀门和回流泵都是由微机触发指令通过PLC控制。 生化池好氧区的DO计、MLSS计、ORP计、空气调节阀和HV-TURBO鼓风机是污水处理的重要设备。曝气池溶解氧的控制、厌氧段与好氧段的控制、污泥浓度的控制是污水处理厂工艺的核心。该系统控制思路：PLC通过对DO的检测，自动调节空气阀的开度；当检测到空气阀的调节不能满足DO的需要时，再着行调整鼓风机的出风导叶片的开度（目前各污水厂在该系统的应用都不理想，主要问题是溶解氧的测量值滞后、不稳定及空气阀门的选型）；PLC检测DO计、MLSS计、ORP计的值传送上位机进行数据分析，实时掌握厌氧段与好氧段、污泥浓度等状况，及时调整工艺控制。 脱水机房的设备主要担负由污泥提升泵将回流泵井的剩余污泥与污泥絮凝剂按比例混合进行脱水处理的任务。污泥与溶解成一定浓度的絮凝剂混合后，污泥中的固体颗粒被凝聚成絮团，并分离出自由水，然后被输送到带式污泥脱水机上，经顶脱水区、重力脱水区、楔形脱水区、压滤脱水区后形成滤饼排出。设备的控制思路是以时序的逻辑控制为主导，污泥和絮凝剂混合的比例通过污泥电磁流量计、清水流量计和投药泵投药量实现。该系统流程控制原理图（如图4所示）。 脱水机系统的联动控制时序： 条件：各设备准备就绪，无故障；空压机、自动配药池工作正常。 启动：皮带输送机运转 带式脱水机运转 投药泵运转 污泥泵运转。 停机：控制顺序与启动顺序相反。 时间：根据实际的运行状况，可在PLC中设置各设备联动间隔时间。 4、PLC控制系统的基本构成及功能 污水处理厂PLC控制系统由两台计算机、8个现场控制站、工艺仪表、电量变送器构成。8个现场控制站用于控制现场设备、采集动态工艺参数和设备工作情况。现场控制站根据污水处理厂的实际工艺和构筑物的几何分布，设置在控制对象和信号源相对集中的几个单体中，并考虑在不影响控制功能和设备安全的前提下，尽量节省投资。本控制系统由8个现场控制站组成。它们分别位于：厂外1#泵站；厂外2#泵站；厂内中心控制室；厂内低压电房；鼓风机房（3个站）；脱水机房。0＃工作站～5＃工作站之间采用A1SJ71AR21模块通过同轴电缆通讯。1#工作站和2#工作站与厂内主工作站的距离4～5公里，且无人值班，故租用电信公司无源电话专线通过调制解调器和A1SJ71UC24通信模块进行泵房设备控制和数据传输。网络控制分布图（如图5所示）。 3.1.2 控制系统的控制方式 污水处理厂自控系统遵循“集中管理，分散控制，数据共享”的原则，设计选型先进，安全可靠，经济合理，并能保证系统长期稳定高效地运行。PLC控制系统满足污水处理厂运行管理和安全处理的要求，即生产过程自动控制和报警、自动保护、自动操作、自动调节、提高运行效率，降低运行成本，减轻劳动强度，对污水处理厂内各系统工艺流程中的重要参数、设备工作情况等进行计算机在线集中实时监测，重要设备进行计算机在线集散控制，确保污水处理厂的出水水质达到设计排放标准。 控制系统采用“双入单出”的模糊控制器。输入量为pH值给定值与测量值的偏差e以及偏差变化率ec，输出量为向加药泵供电的变频器的输入控制电压 u。控制过程为控制器定时采样pH值和pH值变化率与给定值比较，得pH值偏差e以及偏差变化率ec，并以此作为 PLC控制器的输入变量，经模糊控制器输出控制变频器输出频率n，从而改变加药量使pH值保持稳定。 监控点的物理参数，均通过Profibus总线采样各个模拟量、数字量信号；控制信号同样有PLC输出，以Profibus总线送到各控制站，控制从站通过各种模块来控制执行机构的动作。如图3-1所示： 操作站 Profibus 图3-1系统的控制结构图 3.2 电气控制方案 3.2.1 水泵电气控制 通常我们所使用的电机泵类，其控制原理基本是一致的。因此这里以水泵的电气控制为例进行介绍。水泵的电气控制图如下图3-2所示： 图3-2水泵电气控制图 3.2.2 开关量控制图 开关量是我们学习中用到最多的输入、输出信号。PLC在控制电机的数字信号是往往会给每个电机设置备妥、应答、故障等数字输入信号，同时相应的设置电机的数字输出信号驱动信号，下图3-3显示的是这些开关量控制的接线控制图 图3-3开关量控制图 3.3 回路控制 3.3.1 格栅机液位差控制回路 生活污水中往往含有很多固体悬浮物，如塑料袋、树枝木块等，如果不将它们去除将会对后续的污水处理设备造成损坏。格栅除污机主要作用是去除污水中的大块固体杂物，保护后面的设备和设施不受影响粗格栅间是污水的入口，格栅的投入由手动转为自动。 启动格栅机，栅渣直接收集到格栅机后的运渣小车上，格栅机前后的液位差由超声波液位差计测量，以检验格栅是否堵塞。如液位差超过设定值，则清污机开始连续工作，直至液位差低于预设值。如果液位差继续增加，则触发报警。清污机按照设置时间工作。 当一台除污机故障时，此除污机跳出自动程序，变为手动，并发出报普信号，另一台除污机继续执行自动程序；当全部除污机故障时，粗格栅自动程序停止，被控设备都变为手动并发出相应设备的报警信号，整个格栅的恢复运行不是自动执行，而是由操作员完成。 格栅机液位差控制示意图如图3-4所示： 图3-4 格栅机液位差回路控制结构图 3.3.2 溶解氧的回路控制 用于测量污水中溶解氧的含量，溶解氧测量仪是污水处理的最重要的仪表之一，是调节曝气机鼓风量的重要依据。溶解氧的测定一般用薄膜法和碘量法，本次试验选用薄膜电极法。在污水处理过程中，通过曝气机的运行来控制氧化沟中溶解氧的浓度。曝气机的转速大小由电动机的转速调节。溶解氧控制系统的结构框图如图3-5所示。 图3-5溶解氧控制回路的结构图 图3-5中v表示曝气机转速，Q、S、X分别表示进水流量、氧化沟底物浓度、氧化沟MLSS中浓度；DOst、DOnt分别为水样中实际溶解氧浓度、溶解氧测量值。整个溶解氧控制系统由曝气机转速控制环节、曝气机曝气环节、曝气传质过程和溶解氧检测环节组成。 3.3.3 PH值限的回路控制 在污水处理过程中，PH值是表征水质的重要参数，中和池的PH值控制效果直接影响 到出水水质，为提高控制效果和精度，系统采用PID控制，使出水PH值稳定控制在设定 范围内，保证良好的控制效果。中和池为地上式池。加碱、加酸调PH值，内设机械搅拌系统，有效容积5一。中和池处所需的设备有：搅拌机l台，加药计量泵4台(备用2台)，PH计一套。 PH反调池的PH值控制在8．5～9．5pH之间，当PH值小于9．opH时开启Ca(oH)2计量加药泵，当PH值大于等于9。OpH时C《0H)2计量加药泵停止运行。中和池加碱、加酸调PH值，PH值控制在6．8～7．5pH之间，当PH值大于等于7．5pH时开启H2S04计量泵；当PH值出现异常时，即PH值小于6．8pH时开启NaOH计量泵。监测污水的酸碱度，当污水用过大或过小时都要采取特殊措施，以防活性污泥中的微生物死亡，影响处理效果．选用LP-3000C型pH计，该表解析度0.01pH，精度等级±0.05pH。 为解决酸碱泵会给泵造成很大损坏，提出2个pH值限的PLC自动控制方案。对于废水pH值的PLC自动控制系统，是使用两个pH值限的控制系统.两个pH值限是指pH值上限和pH值下限.当调节池中废水的pH值大于上限时打开酸阀，低于上限时关闭酸阀；当调节池中废水的pH值低于下限时打开碱阀，高于下限时关闭碱阀，这样便使设备控制在一定的范围内，不致于因频繁开关而使设备损坏。 PH值限的控制回路结构如下图2-8所示： 图2-8 PH值限的控制回路结构图 3.4 设备选型及仪表清单 根据我们对各种仪器仪表的要求，依据型号、规格、数量、及单位和生产厂家都在下列表2中显示，以便使用。 表2 仪表清单 序号 名称 型号 规格 数量 单位 厂家 粗格栅及进水泵房 1 超声波液位差计 USK532/US-512(2) 0-10m 2 套 瑞普三元 2 超声波液位计 US503 0-10m 1 套 瑞普三元 3 仪表箱 500*400*350 3 套 细格栅旋流沉砂池 1 PH计及温度计 P33AINN/6028P0/MH474B 0-14pH,-5~95℃ 1 套 HACH 2 超声波液位差计 USK532/US-512(2) 0-10m 2 套 瑞普三元 3 仪表箱 500*400*350 3 套 国产 匀质池 1 超声波液位计 US503 0-5m 1 套 瑞普三元 2 仪表箱 500*400*350 1 套 国产 脱水机房 1 电磁流量计 RPMAG62Y-01501111011 DN100 2 套 瑞普三元 2 仪表箱 500*400*350 2 套 国产 计量井 1 超声波流量计 XLBY-2000 0-2000m3/h 1 套 瑞普三元 2 仪表箱 500*400*350 1 套 国产 氧化沟 1 溶解氧仪 D53A4A1N/5540D0A/MH276R00F 0-20mg/l 6 套 HACH 2 污泥浓度计- TXPRO-2+RD240 0-10g/l 2 套 HACH 3 仪表箱 500*400*350 8 套 国产 二沉池 1 泥位计 OptiQuant SLM 0-4m 2 套 瑞普三元 2 仪表箱 500*400*350 2 套 国产 污泥泵站 1 超声波液位计 US503 0-10m 1 套 瑞普三元 2 超声波流量计 XLBY-2000 0-2000m3/h 1 套 瑞普三元 3 仪表箱 500*400*350 2 套 国产 接触池及出水计量井 1 在线COD检测仪 CODcr 10-5000mg/l 1 套 HACH 2 NH3-N测定仪 57386-00/FILTRAX 2-120mg/l 1 套 HACH 3 超声波流量计 XLBY-2000 0-2000m3/h 1 套 瑞普三元 4 仪表箱 500*400*350 3 套 国产 第4章 污水处理系统硬件选型和设计 4.1 PLC简介 利用可编程序控制器（PLC）组成远程自动监测系统时，首先遇到的是PLC的选型问题。在选用PLC时，除把可靠性、环境适应性放在首位外，还要根据具体应用场合尽量选用合适的可编程序控制器。 关于可编程控制器选型的一般原则可从以下几方面考虑： 1、明确控制对象要求。本系统要求改善信息管理，把PLC与上位微机的通讯能力远程I/O与微机通讯方式和手段作为选择的依据。PLC响应时间的影响因素有：输入信息时，CPU读解用户逻辑网络时间和输出时间。PLC的实时响应性还受到系统中最慢仪器的限制，与上位机的通讯也将增加服务时间。 2、功能选择要根据不同的控制对象确定。具体有：替代继电器、数学运算、数据传递、矩阵功能、高级功能、诊断功能以及串行接口。 3、输入输出模块选择。输入/输出模块是PLC与被控对象之间的接口，模块选择得当否直接影响控制系统的可靠性。 4、存储器类型及其容量选择。小型PLC作为单机小规模控制使用时，由于工艺简单、程序固定，多数使用EPROM或EPROM加RAM。对于中、大规模的PLC，往往用于工艺比较复杂，且多变的场合，程序改变较多，因此一般都使用CMOSRAM存储器，且有后备电池，以便关机时保存存储信息。根据控制规模和应用目的，我们按下列公式进行估算： （1）代替继电器　M＝Km［（10×DI）＋（5×DO）］ （2）模拟量控制　M＝Km［（10×DI）＋（5×DO）＋（100×AI）］ （3）多路采样控制　M＝Km｛［（10×DI）＋（5×DO）＋（100×AI）］＋（1+采样点×0．25）｝ 式中DI为数字（开关）量输入信号；DO为数字（开关）量输出集中；AI为模拟量输入信号；Km为每个节点所占存储器字节数；M为存储器容量。 我们还可在编完程序以后精确地计算出存储器实际使用容量。 5、控制系统结构和方式的选择。用PLC构成的控制系统有集中控制、远程I/O控制和分布式控制等三种方式。 6、支持技术条件。在选用PLC时，有无支持技术条件也是重要的选择依据。支持技术条件主要有：编程手段、程序文本处理、程序贮存方式和通讯软件包。通讯软件包往往是和通讯硬件一起使用的，如调制解调器等。 4.1.1 PLC的特点 （1）可靠性高，抗干扰能力强 （2)编程简单、使用方便 （3)体积小、重量轻、功耗低 （4）循环周期短，处理速度快 （5）存储容量大，运行速度快。 （6）指令集功能强大，可用于复杂功能。 （7）CPU的智能化诊断系统连续不断的监控系统的运行，对不正常状态、错误和特殊系统事件进行记录或者警告。 （8）系统允许设置多种级别的保护口令，可有效防止用户程序在未经允许的情况下被复制或修改。同时，在CPU模块面板上的工作模式选择开关是钥匙型的，钥匙取出后，就不能改变工作方式，也有利于防止删除或改写用户程序。 4.1.2 PLC的主要组成及功能 污水处理厂PLC控制系统由两台计算机、8个现场控制站、工艺仪表、电量变送器构成。8个现场控制站用于控制现场设备、采集动态工艺参数和设备工作情况。现场控制站根据污水处理厂的实际工艺和构筑物的几何分布，设置在控制对象和信号源相对集中的几个单体中，并考虑在不影响控制功能和设备安全的前提下，尽量节省投资。本控制系统由8个现场控制站组成。它们分别位于：厂外1#泵站；厂外2#泵站；厂内中心控制室；厂内低压电房；鼓风机房（3个站）；脱水机房。0＃工作站～5＃工作站之间采用A1SJ71AR21模块通过同轴电缆通讯。1#工作站和2#工作站与厂内主工作站的距离4～5公里，且无人值班，故租用电信公司无源电话专线通过调制解调器和A1SJ71UC24通信模块进行泵房设备控制和数据传输。 4.2 系统PLC设计 4.2.1 PLC选型 PLC是可编程控制器的简称，有下列优点: (1)控制程序可改变 在污水厂生产工艺或流程改变的情况下，不必改变PLC的硬件设备，只要改变相应的程序就可满足用户的要求。 (2)适用于工业环境，具有高可靠性 PLC产品的平均无故障时间达5年以上，因而它是一种高可靠的产品，大大地提高了生产设备的工作效率。 (3)PLC功能齐全 一般PLC具有开关量及模拟量输人/输出、定时、计数、逻辑和算术运算，顺序控制，PID调节，通信等功能。除了应用于开关量控制系统外，也可用于连续的流程控制系统，从而使污水处理设备的控制水平大大提高。 （4）易掌握，便于维护 使用人员只需掌握工程上通用的梯形图语言就可进行用户程序的编程和调试。因此，即使不懂计算机的人，也能掌握PLC。又由于PLC具有自诊断功能，因而较容易进行维护，查找出故障原因[12]。由于PLC自身的高可靠性，也使其故障率几乎降至于零。正是PLC具有这么多的优点，才使越来越多的PLC应用到污水处理厂中[13]。 本文采用日本松下电工公司的FP系列PLC，其型号位C16。 PLC通过各种模块接口采样电信号；控制信号由PLC输出后以4—20mA电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。 4.2.2 系统功能流程图 在厂区电气自控的总体设计上，应在允许的条件下，提高污水处理厂的自动化程度。尽量做到无人值守。这一点对减少小型污水处理厂的单方经营成本有很重要的意 义。因为，尽管污水厂较小，如果没有自动化程度较高的自控系统，往往需要按岗定员，这样3000-20000吨/日的污水处理厂也需要10-30人。实际 上，对于规模稍大的污水厂，定员也不过如此，所以相对人力成本很高。在条件允许的情况下，尽量提高污水厂的自动化程度。有条件时，还可在反应池等重要地方 安装摄像头，以监视污水厂的运行状况。 　　在电缆布置上，也有着与大型污水处理厂不同的特点。各处理构筑物的电气与信号电缆的铺设应尽量结合构筑 物上的管沟和渠道，从整体效果来看，整个处理构筑物表面看不到任何电缆和管线的敷设，只有走道板及盖镀锌钢格板的管沟，既美观又便于维护管理。在某些情况 下，全厂的电缆沟可以借助某个构筑物实现。一般来讲，配电与信号传输从辅助处理单元（包括办公及变配电）要到水处理和泥处理单元，无论是先经过哪个处理单 元，都可以在处理构筑物的侧壁上向池内挑出管沟，做为管道与电缆的通道，服务于本处理单元的同时，又可使电力和信号到达另一个处理单元。这样既方便了总图 的布置，又节省的工程造价。 PLC构成的系统功能流程图（如图4-1所示）： 图4-1 系统程序流程图 4.2.3 I/O分配表 （1）根据所需要的输入、输出可得出数字量输入输出地址分配如下表4.1所示： 表4.1 数字量输入输出地址分配表 Ｉ／Ｏ表 I0.0 集水池液位计 Q0.0 加药控制 I0.1 集水池中转泵备妥信号 Q0.1 报警标志 I0.2 接收池液位计 Q0.2 集水池污水中转泵1 I0.3 接收池鼓风机备妥信号 Q0.3 集水池污水中转泵2 I0.4 调节池液位计 Q0.4 低速推流搅拌机1 I0.5 调节池提升泵备妥信号 Q0.5 鼓风机2 I0.6 调节池鼓风机2备妥信号 Q0.6 调节池污水提升泵1 I0.7 调节池搅拌机1备妥信号 Q0.7 调节池污水提升泵2 I1.0 好氧曝气池1液位计 Q1.0 三叶罗茨风机 I1.1 曝气池1风机备妥信号 Q1.1 污水中转泵5 I1.2 曝气池1中转泵备妥信号 Q1.2 污水中转泵6 I1.3 好氧曝气池2液位计 Q1.3 低速推流搅拌机2 I1.4 曝气池2中转泵备妥信号 Q1.4 污水中转泵3 I1.5 曝气池2低速推流搅拌机备妥信号 Q1.5 污水中转泵4 I1.6 辐流沉淀池液位计 Q1.6 I1.7 辐流沉淀池中心刮泥机备妥信号 Q1.7 清水外排泵 I2.0 清水外排泵备妥信号 Q2.0 污水中转泵7　 I2.1 加药备妥信号 Q2.1 污水中转泵8 I2.2 接收池中转泵备妥信号 Q2.2 接收池鼓风机 （2）模拟量输入输出地址分配表如表4.2所示: 表4.2模拟量输入输出地址分配表 模拟量输入输出信号 AIW0 温度信号 AQW0 温度信号 AIW1 超声波液位差计 AQW1 超声波液位差计 AIW2 PH计 AQW2 PH计 AIW3 电磁流量计 AQW3 电磁流量计 AIW4 溶解氧仪 AQW4 超声波流量计 AIW5 污泥浓度计 AQW5 溶解氧仪 AIW6 泥位计 AQW6 污泥浓度计 AIW7 在线COD检测仪 AQW7 泥位计 AIW8 NH3-N测定仪 AQW8 在线COD检测仪 AIW9 超声波流量计 AQW9 NH3-N测定仪 4.2.4 外部接线图 （1）污水处理PLC数字信号外部接线图如图4-2、4-3所示： 图4-2 PLC开关量输入模块外部接线图 图4-3 PLC开关量输出模块外部接线图 （2）污水处理PLC模拟信号外部接线图如图4-4、4-5所示： 图4-4 PLC模拟量输入模块外部接线图 图4-5 PLC模拟量输出模块外部接线图 第5章 污水处理系统的软件选型与设计 作为上位机的计算机安装有组态王开发的监控软件，组态王软件系统与最终工程人员使用的具体的PLC或现场部件无关。对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。组态王驱动程序采用最新软件技术，使通讯程序和组态王构成一个完整的系统。这种方式既保证了运行系统的高效率，也使系统能够达到很大的规模。组态王的驱动程序都是以动态连接库的形式提供的，在组态王有设备通讯时，调用相应设备的动态连接库程序，该程序基于COM技术，实现了组态王与设备通讯程序间的无逢连接。在开发监控软件时，需进行设定设备地址和通讯参数。在组态王定义设备时选择：PLC＼三菱＼F剐85＼串行；组态王的设备地址与PLC的设置保持一致，即在PLC的D812l中设置PLC地址，组态王中定义的设备地址必须与此设置保持一致，本系统中各站点的站号分设为l～3。 5.1 组态王使用配置要求 ◎ 硬件：奔腾 PIII 500以上IBM PC或兼容机 ◎ 内存：最少64MB，推荐128MB ◎ 显示器VGA SVGA 或支持桌面操作系统的任何图形适配器 要求最少显示256色 ◎ 鼠标：任何PC兼容鼠标 ◎ 通讯：RS-232C ◎ 并行口：用于插入组态王加密锁 ◎操作系统：Win2000/WinNT4.0(补丁6)/Win XP 简体中文版 5.2 创建一个工程的一般过程 1）设计图形画面（定义画面） 2） 定义设备 3） 构造数据库（定义变量） 4） 建立动画连接 5） 运行和调试 需要说明的是，这五个步骤并不是完全独立的，事实上，这四个部分常常是交错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时，要依照此过程考虑三个方面： （1）图形：希望怎样的图形画面,也就是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。 （2）数据：怎样用数据来描述工控对象的各种属性？也就是创建一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性，比如温度，压力等。 （3）连接：和图形画面中的图素的连接关系是什么？也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。 要建立新的组态王工程，请首先为工程指定工作目录（或称“工程路径”）。“组态王”用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由“组态王”自动管理。 5.3污水处理系统组态的建立 5.3.1 定义新画面 进入新建的组态王工程，选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出对话框如图5-1所示。 图5-1 新建画面界面图 在“换面名称”处输入新的画面名称，如test，其他属性目前不用更改。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。如图5-2所示。 图5-2 组态王开发系统画面图 在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择工具图标，绘制一个目标图形。还可以选中“文本”工具，此时鼠标变成“I”形状，在画面上单击鼠标左键，输入“####”文字就可以啦。然后选择“文件\全部存入”命令保存现有画面。 根据组态王的软件绘图，将污水处理流程图简化及设计操作求画出污水处理动态仿真画面5-3及污水处理运行监控界面图5-4： 图5-3污水处理的组态仿真图 图5-4污水处理的运行监控界面图 5.3.2 定义IO设备 选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击 “新建”图标，运行“设备配置向导”如图5-5所示。 图5-5 设备配置向导一图 选择“仿真PLC”的“串行”项，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图5-6所示。 图5-6 设备配置向导二图 为外部设备取一个名称，输入PLC，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图5-7所示。 图5-7 设备配置向导三图 为设备选择连接串口，假设为COM1，单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图5-8所示。 图5-8 设备配置向导四图 填写设备地址，假设为1， 单击“下一步” ，弹出“设备配置向导”，如图5-9所示。 图5-9 设备配置向导五图 设置通信故障恢复参数（使用系统默认设置即可），单击“下一步”，弹出“设备配置向导”，如图5-10所示。 图5-10 设备配置向导六图 请检查各项设置是否正确，确认无误后，单击“完成”。 设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC”。在定义数据库变量时，只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。 设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC”。在定义数据库变量时，只要把IO变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。 5.3.3 构造数据库 数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在TouchView 运行时，它含有全部数据变量的当前值。某些类型的变量还需要一些附加信息。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。 继续上节的工程。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框 此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作。在“变量名”处输入变量名，如：a；在“变量类型”处选择变量类型如：内存实数，其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。下面继续定义一个IO变量， 在“变量名”处输入变量名，如“b”；在“变量类型”处选择变量类型如：IO整数；在“连接设备”中选择先前定义好的IO设备：PLC；在“寄存器”中定义为：INCREA100；在“数据类型”中定义为：SHORT类型。其它属性目前不用更改，单击“确定”即可。如图5-11所示： 图5-11 定义变量图 5.3.4 创建动画连接 继续上节的工程。双击图形对象——即矩形，可弹出“动画连接”对话框，用鼠标单击“填充”按钮，示。 在“表达式”处输入“a”，“缺省填充刷”的颜色改为黄色，其余属性目前不用更改，单击“确定”，再单击“确定”返回组态王开发系统。为了让矩形动起来，需要使变量即a能够动态变化，选择“编辑\画面属性”菜单命令，弹出对话框,单击“命令语言”按钮，弹出画面命令语言对话框，在编辑框处输入命令语言： if(a<100) a=a+10; else a=0; 可将“每3000毫秒”改为“每1000毫秒”，此为画面执行命令语言的执行周期。单击“确认”及“确定”回到开发系统。双击文本对象“####”，可弹出“动画连接”对话框，用鼠标单击“模拟值输出”按钮，弹出对话框,在“表达式”处输入“b”，其余属性目前不用更改。单击“确定”，再单击“确定”返回组态王开发系统。 5.3.5 运行和调试 组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件\切换到 View”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面\打开”命令，从“打开画面”窗口选择“Test”画面。显示出组态王运行系统画面，即可看到矩形框和文本在动态变化，如图5-12所示： 图5-12 运行调试阶段动作图 5.3.6 动态分辨率转换 在组态王工程管理器中选择“文件\添加工程”命令，弹出路径选择对话框，选择工程路径为c:\kingdemo，单击“确定”按钮，系统将该工程的信息添加到工程管理器中，然后单击“开发”按钮，进入开发系统，系统将提示用户是否升级。 如果确定要升级，单击“是”系统将自动完成版本升级。如果单击“否”，则系统不会将工程进行升级，同时也无法使用当前的组态王版本打开旧版本工程。 组态王画面图形对象显示的大小与做工程时所用计算机的分辨率有关，在不同的分辨率下对象的显示情况不相同。为了将不同分辨率的工程显示的更加完美，组态王提供动态分辨率转换功能。 将一个在分辨率为1024*768的计算机下做的工程（工程名为Demo）拷贝到分辨率为800*600的计算机上（或者修改计算机的分辨率）。在工程管理器上添加完工程后（“添加工程”的使用方法，请参见“第三章 启动组态王——工程管理器”），在列表中“分辨率”一栏中显示的分辨率为1024*768，双击蓝色信息条或单击“开发”按钮或选择菜单“工具\切换到开发系统”，进入组态王的开发系统。系统将弹出提示询问用户是否进行分辨率的转换，单击“否”按钮，则不会进行分辨率转换，而是直接进入组态王开发系统，画面中的图形对象将会按照1024*768时的状态进行显示；单击“是”按钮，则系统自动进行分辨率转换，转换结束后，画面中的图形对象将会按照比例进行缩放，使图形显示合理。 结 论 工业污水处理控制系统是一个比较复杂的综合系统，它包括与之相关的生产工艺流程、相关生产设备，现场计量自控检测仪表的选用、控制流程的模型建立、对 PLC系统软硬件应用研究等。本文详细阐述了工业污水处理工艺流程、控制系统总体方案以及具体的软硬件实现。通过四个月的课题设计和调试，基本上完成了对PLC工业污水处理系统的设计，达到了预期的设计目标。在这个过程中，使我学到了很多知识，积累了许多宝贵的经验，锻炼了自己的独立思考能力和实践动手能力。进一步加深了解了PLC在实践当中的应用。熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了整个系统的模拟调试，通过对系统的不断修改和调试，基本上达到了预期的设计要求。 在设计过程中主要从硬件和软件两个方面的问题进行，工业污水处理系统中，主要的硬件问题包括机械结构、硬件选型和PLC的外围电路设计和接线处。在PLC的外围硬件连线方面，主要是增加一些保护设备。由于输出都是何接触器等元件连接，接触器的突然断开和闭合会形成突波对PLC的输出端子造成损坏，因此需要加装一些保护装置，例如，续流二极管等，增加触点的寿命。软件方面主要问题在于程序编写完毕后，需要首先在电脑上对程序进行软件仿真，主要检查是否存在各种错误，可利用西门子公司配套的仿真软件。然后通过模拟硬件的方式检查程序，主要检查程序是否存在逻辑上的错误。调试时，可根据功能模块分类分别调试，最后进行总体调试。在该控制程序中，需要根据外界输入的状态来控制清污机、潜水泵，以及污泥回流泵的启停，因此需要按照液位传感器和液位差计反馈来的信息进行判断处理，然后再进行输出控制。 谢 词 首先，感谢我的导师蒋飞虎，在这几个月里他给了我很多指导性的意见，并且教会了我很多不懂的知识。他治学严谨细致、一丝不苟。他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这篇论文的每个细节和数据，都离不开他的细心指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，蒋老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。四个多月来，蒋老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向朱老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 其次，我还要感谢在一块做设计的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的舍友，他们对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。感谢同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助和提供资料对于我一个对网络知识一窍不通的人来说要想在短短的几个月的时间里学习到网络知识并完成毕业论文是几乎不可能的事情。正是由于他们的帮助，才使我的论文日趋完善。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！ 感谢我的指导老师蒋老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 参考文献 [1]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 [M].北京：机械工业出版社，2004. 1. 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PLC and the basic design is the computer functional improvements, flexible, generic and other advantages and relay control system simple and easy to operate, such as the advantages of cheap prices combined controller hardware is standard and overall. According to the practical application of target software in order to control the content of the user procedures memory controller, the controller and connecting the accused convenient target. First, high reliability, anti-interference capability; Second，programming visual, simple; Third, adaptability good; Fourth functional improvements, strong functional interface. TWO、History of PLC Programmable Logic Controllers (PLC), a computing device invented by Richard E. Morley in 1968, have been widely used in industry including manufacturing systems, transportation systems, chemical process facilities, and many others. At that time, the PLC replaced the hardwired logic with soft-wired logic or so-called relay ladder logic (RLL), a programming language visually resembling the hardwired logic, and reduced thereby the configuration time from 6 months down to 6 days [Moody and Morley, 1999]. Although PC based control has started to come into place, PLC based control will remain the technique to which the majority of industrial applications will adhere due to its higher performance, lower price, and superior reliability in harsh environments. Moreover, according to a study on the PLC market of Frost and Sullivan [1995], an increase of the annual sales volume to 15 million PLCs per year with the hardware value of more than 8 billion US dollars has been predicted, though the prices of computing hardware is steadily dropping. The inventor of the PLC, Richard E Morley, fairly considers the PLC market as a 5-billion industry at the present time. Though PLCs are widely used in industrial practice, the programming of PLC based control systems is still very much relying on trial-and-error. Alike software engineering, PLC software design is facing the software dilemma or crisis in a similar way. Morley himself emphasized this aspect most forcefully by indicating “If houses were built like software projects, a single woodpecker could destroy civilization.” Particularly, practical problems in PLC programming are to eliminate software bugs and to reduce the maintenance costs of old ladder logic programs. Though the hardware costs of PLCs are dropping continuously, reducing the scan time of the ladder logic is still an issue in industry so that low-cost PLCs can be used. In general, the productivity in generating PLC is far behind compared to other domains, for instance, VLSI design, where efficient computer aided design tools are in practice. Existent software engineering methodologies are not necessarily applicable to the PLC based software design because PLC-programming requires a simultaneous consideration of hardware and software. The software design becomes, thereby, more and more the major cost driver. In many industrial design projects, more than of the manpower allocated for the control system design and installation is scheduled for testing and debugging PLC programs. In addition, current PLC based control systems are not properly designed to support the growing demand for flexibility and reconfigurability of manufacturing systems. A further problem, impelling the need for a systematic design methodology, is the increasing software complexity in large-scale projects. The objective of this thesis is to develop a systematic software design methodology for PLC operated automation systems. The design methodology involves high-level description based on state transition models that treat automation control systems as discrete event systems, a stepwise design process, and set of design rules providing guidance and measurements to achieve a successful design. The tangible outcome of this research is to find a way to reduce the uncertainty in managing the control software development process, that is, reducing programming and debugging time and their variation, increasing flexibility of the automation systems, and enabling software reusability through modularity. The goal is to overcome shortcomings of current programming strategies that are based on the experience of the individual software developer. Three、now of PLC From the structure is divided into fixed PLC and Module PLC, the two kinds of PLC including CPU board, I/O board, display panel, memory block, power, these elements into a do not remove overall. Module type PLC including CPU module, I/O modules, memory, the power modules, bottom or a frame, these modules can be according to certain rules combination configuration. In the user view, a detailed analysis of the CPU's internal unnecessary, but working mechanism of every part of the circuit. The CPU control works, by it reads CPU instruction, interprets the instruction and executes instructions. But the pace of work by shock signal control. Unit work under the controller command used in a digital or logic operations.In computing and storage register of computation result, it is also among the controller command and work. CPU speed and memory capacity is the important parameters fot PLC . its determines the PLC speed of work, IO PLC number and software capacity, so limits to control size. Central Processing Unit (CPU) is the brain of a PLC controller. CPU itself is usually one of the microcontrollers. Aforetime these were 8-bit microcontrollers such as 8051, and now these are 16-and 32-bit microcontrollers. Unspoken rule is that you’ll find mostly Hitachi and Fujicu microcontrollers in PLC controllers by Japanese makers, Siemens in European controllers, and Motorola microcontrollers in American ones. CPU also takes care of communication, interconnectedness among other parts of PLC controllers, program execution, memory operation, overseeing input and setting up of an output. System memory (today mostly implemented in FLASH technology) is used by a PLC for a process control system. Aside form. this operating system it also contains a user program translated forma ladder diagram to a binary form. FLASH memory contents can be changed only in case where user program is being changed. PLC controllers were used earlier instead of PLASH memory and have had EPROM memory instead of FLASH memory which had to be erased with UV lamp and programmed on programmers. With the use of FLASH technology this process was greatly shortened. Reprogramming a program memory is done through a serial cable in a program for application development. User memory is divided into blocks having special functions. Some parts of a memory are used for storing input and output status. The real status of an input is stored either as “1”or as “0”in a specific memory bit/ each input or output has one corresponding bit in memory. Other parts of memory are used to store variable contents for variables used in used program. For example, time value, or counter value would be stored in this part of the memory. PLC controller can be reprogrammed through a computer (usual way), but also through manual programmers (consoles). This practically means that each PLC controller can programmed through a computer if you have the software needed for programming. Today’s transmission computers are ideal for reprogramming a PLC controller in factory itself. This is of great importance to industry. Once the system is corrected, it is also important to read the right program into a PLC again. It is also good to check from time to time whether program in a PLC has not changed. This helps to avoid hazardous situations in factory rooms (some automakers have established communication networks which regularly check programs in PLC controllers to ensure execution only of good programs). Almost every program for programming a PLC controller possesses various useful options such as: forced switching on and off of the system input/outputs (I/O lines), program follow up in real time as well as documenting a diagram. This documenting is necessary to understand and define failures and malfunctions. Programmer can add remarks, names of input or output devices, and comments that can be useful when finding errors, or with system maintenance. Adding comments and remarks enables any technician (and not just a person who developed the system) to understand a ladder diagram right away. Comments and remarks can even quote precisely part numbers if replacements would be needed. This would speed up a repair of any problems that come up due to bad parts. The old way was such that a person who developed a system had protection on the program, so nobody aside from this person could understand how it was done. Correctly documented ladder diagram allows any technician to understand thoroughly how system functions. Electrical supply is used in bringing electrical energy to central processing unit. Most PLC controllers work either at 24 VDC or 220 VAC. On some PLC controllers you’ll find electrical supply as a separate module. Those are usually bigger PLC controllers, while small and medium series already contain the supply module. User has to determine how much current to take from I/O module to ensure that electrical supply provides appropriate amount of current. Different types of modules use different amounts of electrical current. This electrical supply is usually not used to start external input or output. User has to provide separate supplies in starting PLC controller inputs because then you can ensure so called “pure” supply for the PLC controller. With pure supply we mean supply where industrial environment can not affect it damagingly. Some of the smaller PLC controllers supply their inputs with voltage from a small supply source already incorporated into a PLC. Four、PLC design criteria A systematic approach to designing PLC software can overcome deficiencies in the traditional way of programming manufacturing control systems, and can have wide ramifications in several industrial applications. Automation control systems are modeled by formal languages or, equivalently, by state machines. Formal representations provide a high-level description of the behavior of the system to be controlled. State machines can be analytically evaluated as to whether or not they meet the desired goals. Secondly, a state machine description provides a structured representation to convey the logical requirements and constraints such as detailed safety rules. Thirdly, well-defined control systems design outcomes are conducive to automatic code generation- An ability to produce control software executable on commercial distinct logic controllers can reduce programming lead-time and labor cost. In particular, the thesis is relevant with respect to the following aspects. In modern manufacturing, systems are characterized by product and process innovation, become customer-driven and thus have to respond quickly to changing system requirements. A major challenge is therefore to provide enabling technologies that can economically reconfigure automation control systems in response to changing needs and new opportunities. Design and operational knowledge can be reused in real-time, therefore, giving a significant competitive edge in industrial practice. Studies have shown that programming methodologies in automation systems have not been able to match rapid increase in use of computing resources. For instance, the programming of PLCs still relies on a conventional programming style with ladder logic diagrams. As a result, the delays and resources in programming are a major stumbling stone for the progress of manufacturing industry. Testing and debugging may consume over 50% of the manpower allocated for the PLC program design. Standards [IEC 60848, 1999; IEC-61131-3, 1993; IEC 61499, 1998; ISO 15745-1, 1999] have been formed to fix and disseminate state-of-the-art design methods, but they normally cannot participate in advancing the knowledge of efficient program and system design. A systematic approach will increase the level of design automation through reusing existing software components, and will provide methods to make large-scale system design manageable. Likewise, it will improve software quality and reliability and will be relevant to systems high security standards, especially those having hazardous impact on the environment such as airport control, and public railroads. The software industry is regarded as a performance destructor and complexity generator. Steadily shrinking hardware prices spoils the need for software performance in terms of code optimization and efficiency. The result is that massive and less efficient software code on one hand outpaces the gains in hardware performance on the other hand. Secondly, software proliferates into complexity of unmanageable dimensions; software redesign and maintenance-essential in modern automation systems-becomes nearly impossible. Particularly, PLC programs have evolved from a couple lines of code 25 years ago to thousands of lines of code with a similar number of 1/O points. Increased safety, for instance new policies on fire protection, and the flexibility of modern automation systems add complexity to the program design process. Consequently, the life-cycle cost of software is a permanently growing fraction of the total cost. 80-90% of these costs are going into software maintenance, debugging, adaptation and expansion to meet changing needs. Today, the primary focus of most design research is based on mechanical or electrical products. One of the by-products of this proposed research is to enhance our fundamental understanding of design theory and methodology by extending it to the field of engineering systems design. A system design theory for large-scale and complex system is not yet fully developed. Particularly, the question of how to simplify a complicated or complex design task has not been tackled in a scientific way. Furthermore, building a bridge between design theory and the latest epistemological outcomes of formal representations in computer sciences and operations research, such as discrete event system modeling, can advance future development in engineering design. From a logical perspective, PLC software design is similar to the hardware design of integrated circuits. Modern VLSI designs are extremely complex with several million parts and a product development time of 3 years [Whitney, 1996]. The design process is normally separated into a component design and a system design stage. At component design stage, single functions are designed and verified. At system design stage, components are aggregated and the whole system behavior and functionality is tested through simulation. In general, a complete verification is impossible. Hence, a systematic approach as exemplified for the PLC program design may impact the logical hardware design. Five、AK 1703 ACP Following the principle of our product development, AK 1703 ACP has high functionality and flexibility, through the implementation of innovative and reliable technologies, on the stable basis of a reliable product platform. For this, the system concept ACP (Automation, Control and Protection) creates the technological preconditions. Balanced functionality permits the flexible combination of automation, telecontrol and communication tasks. Complemented with the scalable performance and various redundancy configurations, an optimal adaptation to the respective requirements of the process is achieved. AK 1703 ACP is thus perfectly suitable for automation with integrated telecontrol technology as: • Telecontrol substation or central device • Automation unit with autonomous functional groups • Data node, station control device, front-end or gateway • With local or remote peripherals • For rear panel installation or 19 inch assembly • Branch-neutral product, therefore versatile fields of application and high product stability • Versatile communication • Easy engineering • Plug & play for spare parts • Open system architecture • Scalable redundancy • The intelligent terminal - TM 1703 The Base Unit AK 1703 ACP with Peripheral Elements has one basic system element CP-2010/CPC25 (Master control element) and CP-2012/PCCE25 (Processing and communication element) ,one bus line with max. 16 peripheral elements can be connected. CP-2010/CPC25 Features and Functions System Functions: • Central element,coordinating all system services Central hub function for all connected basic system elements • Time management Central clock of the automation unit Setting anf keeping the own clock`s time with a resolution of 10ms Synchronization via serid communication via LAN or local • Redundancy Voting and change-over for redundant processing and communication elements of the own automation unit Supports voting and change-over by an external SCA-RS redundancy switch Supports applicational voting and change-over by an exterual system,e.g.a control system • SAT TOLLBOX|| connection Storing firmware and parameters on a Flash Card Communication: • Communication via installable protocol elements to any superior or subordinate automation unit • Automatic data flow routing • Priority based data transmission (priority control) • Own circular buffer and process image for each connected station(data keeping) • Redundant communication routes Communication with redundant remote stations • Special application specific functions for dial-up traffic Test if stations are reachable Process Peripherals: • Tansmission of spontaneous information objects from and to peripheral elements, via the serial Ax 1703 peripheral bus Functions for Automatoin: • Open-/closed-loop control function for the execution of freely definable user programs which are created with CAEX plus according to IEC 61131-3,e.g.using function diagram technology 512KB for user program Approx 50.000 variables and signals,2.000 of them retained Cycle of 10ms or a multiphe thereof Online test Loadable without service interruption • Redundant open-/closed-loop control functions Synchronization via redundancy link Transmission of periodic process information between the open-/closed-loop control function and the peripheral elements,via the serial Ax 1703 peripheral bus Six、SIEMENS PLC   SIMATIC S7-300 series PLC applied to all walks of life and various occasions in the detection, monitoring and control of automation, its power to both the independent operation of, or connected to a network able to achieve complex control.    The photoelectric products with isolation, high electromagnetic compatibility; have high industrial applicability, allowing the ambient temperature of 60 ℃; has strong anti-jamming and anti-vibration and impact resistance, so in a harsh working environment has been widely Applications.    I also mean freedom of communication S7-300 type PLC' s a very unique feature, which allows S7-300-PLC can deal openly with any other communications equipment, communications controller, or PLC S7-300 type can be defined by the user's own Communications protocol (of the agreement ASCII), the baud rate to 1.5 Mbit / s (adjustable). So that can greatly increase the scope of communications so that the control system configuration more flexible and convenient. Of any kind with a serial interface peripherals, such as: printers or bar code readers, Drives, a modem (Modem), the top PC-connected, and so can be used. Users can program to develop communication protocols, the exchange of data (for example: ASCII character code), RS232 interfaces with the equipment can also be used PC / PPI cable linking the free communication communications.   When the PC offline, under the control of the next crew, the whole system can operate normally.    PC that is by control centre, mainly by the PC and laser printer components, using SIMATIC WINCC software platform, the all-Chinese interface, friendly man-machine dialogue. Managers and operators can be observed through a PC, shown in the various kinds of information to understand the present and past the ice-storage operation of the automatic control system and all the parameters, and through the mouse to print equipment management and implementation tasks. WINCC software in the field of automation can be used for all the operators’ control and monitoring tasks. Can be controlled in the process of the events clearly show, and shows the current status and order records, the recorded data can show all or select summary form, or may be required for editing, printing and output statements and trends .  WINCC able to control the critical situation in the early stages of the report, and the signal can be displayed on the screen, can also use sound to be felt. It supported by online help and operational guidelines to eliminate failure. WINCC a workstation can be devoted to the process control to the process so that important information not is shielded. Software-assisted operation strategy ensures that the process was not illegal to visit and to provide for non-industrial environment in the wrong operation. WINCC is MICRSOFT WINDOWS98 or WINDOWS NT4.0 operating system, running on a PC object-oriented class 32-bit applications, OLE through the window and ODBC standard mechanism, as an ideal partner to enter the communications world WINDOWS, it can be easily WINCC To integrate a company-wide data processing system. Seven、Communications Communications are vital to an individual automation cell and to the automated factory as a whole. We've heard a lot about MAP in the last few years, and a lot of companies have jumped on the band wagon. Many, however were disappointed when a fully-defined and completed MAP specification didn’t appear immediately. Says Larry Kumara:”Right now , MAP is still a moving target for the manufacturers specification that is not final. Presently, for example, people are introducing products to meet the MAP 2.1standard.Yet 2.1-based products will be obsolete when the new standard for MAP,3.0is introduced.” Because of this, many PLC vendors are holding off on full MAP implementations. Omron, for example , has an ongoing MAP-compatibility program, but Frank Newborn, vice president of Omron’s Industrial Division, reports that because of the lack of a firm definition, Omron's PLCs don't yet talk to MAP. Since it’s unlikely that an individual PLC would talk to broadband MAP anyway, makers are concentrating n proprietary networks. According to Sal Provanzano, users fear that if they do get on board and vendors withdraw from MAP, they ‘ll pulse width modulation control system be the ones left holding a communications structure that’s not supported. 一、PLC概述 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。     可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 ①可靠性高，抗干扰能力强； ②编程直观、简单； ③适应性好； ④功能完善，接口功能强 二、PLC的历史 1968年，Richard E. Morley创造出了新一代工业控制装置可编程逻辑控制器(PLC),现在，PLC已经被广泛应用于工业领域，包括机械制造也、运输系统、化学过程设备、等许多其他领域。初期可编程控制器只是用一种类似于语言的软件逻辑于代替继电器硬件逻辑，并且使开发时间由6个月缩短到6天。 虽然计算机控制技术已经产生，但是PLC控制因为它的高性能、成本低、并且对恶劣的环境有很强的适应能力而在工业控制的广泛应用中保持优势。而且，尽管硬件的价格在逐渐下跌，据估计，根据Frost和Sullivan对PLC市场的调查研究表明，每年销售硬件的价格要比销售PLC的价格（一千五百万）至少多出八十亿美元。PLC的创造者Richard E. Morley十分肯定的认为目前PLC市场是一个价值五十亿的工业 虽然PLC广泛应用于工业控制中，PLC控制系统的程序依然和语法有关。和软件过程一样，PLC的软件设计也以同样的方式会遇到软件错误或危机。Morley在演讲中着重强调了这个方面。 如果房子建造的像软件过程一样，那么仅仅一只啄木鸟就可以摧毁文明。特别的，PLC程序要解决的实际问题是消除软件错误和减少老式梯形逻辑语言的花费。尽管PLC的硬件成本在继续下降，但是在工业控制上减少梯形逻辑的扫描时间仍然是一个问题，以至于可以用到低耗时的PLC。 一般来说，和其他领域相比生产PLC的周期要短很多。例如，在实践中，VISI设计是一种有效的计算机辅助设计。PLC不需要使用目前的以软件设计为基础软件工程方法论，因为PLC程序要求对软件和硬件搜都要考虑到。因此，软件设计越来越成为花费动力。在许多的工业设计工程中，多数人力分配给了控制系统设计和安装，并且他们被要求对PLC进行程序测试和错误排除。 再者，PLC控制系统不适合设计对适应性和重构有越来越多要求的生产系统。一个更深入的问题是在大规模的工程中软件越来越复杂，促使要有一个系统化的设计方法论。 主题的客观性是为PLC自动控制系统建立一个系统化的软件设计方法论。这个设计方法论包括以状态转换模型为基础的精确的描述，这个转台转换模型是自动控制系统的抽象系统。方法论还包括一个逐步的设计过程，并且要设置一个设计规则，这样才能为一个成功的设计提供导向和方法。这项研究的真正目的是找到一个减少控制软件发展过程的不稳定性的方法，也就是说，减少程序和调试时间以及他们的变化，以增强自动控制系统的适应性，并且通过调整软件使得软件可以再度使用。这样的目的是为了克服目前程序策略的不足之处，而目前的程序策略是以个人软件开发者的经验为基础的。 三、现今的PLC 从结构上分，PLC分为固定式和模块式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。 运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 中央处理器(CPU)是PLC控制器的大脑。通常CPU本身就是一个微控制器。起先是8位微控制器例如8051,现在发展为16位和 32位微控制器。你会发现大部分由日本制造商制造的PLC中是日立和Fujicu的微控制器,西门子的微控制器多应用在欧洲的PLC中,摩托罗拉生产的微控制器则独占美国市场。CPU同样关注通信, PLC控制器,操作程序的执行,监督记忆设置的输入和输出等部分的关联性。 PLC使用系统存储器（现在大部分采用闪存技术了）用于过程控制系统。除了这个操作系统之外，它还包括一个由梯形图翻译成而进制形式的用户程序。快擦型存储器（FLASH memory）的内容只有在改变用户程序的时候可以被改变。PLC控制器比快擦型存储器使用得更早，EPROM存储器比快擦型存储器也更早，快擦型存储器必须用紫外线（UV，Ultra-Violet Ray）灯擦除，并在编程器上进行编程。由于快擦型存储器技术的应用，使得这个过程大大缩短了。在应用程序开发中，通过一个串行电缆可以对程序存储器进行重新编程。 用户存储器被分成具有特殊功能的块。一部分存储器用来存储输入和输出状态。一个输入的实际状态存储状态存储在专用存储器位上，为“1”或者“0”。每一个输入和输出在存储器中都有一个相应的位。另外一部分存储器用来存储用户程序中的变量的内容。例如，定时器值，或者记数器值存放在存储器的这个部分。 PLC控制器可以通过计算机（通常方式）重新编程，但是也可以通过人工编程器9控制台）编程。实际上，这意味着，如果你有编程所需要的软件，早期PLC控制器可以通过计算机进行编程。今天的传输计算机是工厂自己对PLC控制器进行重新编程的理想设备。这对于工业企业来说是非常重要的。一旦系统修改结束，将正确的程序重新读入PLC控制器也是非常重要的。定期检查PLC中的程序是否改变是非常好的事情。这有助于避免车间发生危险情况（一些汽车制造商已经建立了通信网络，可以定期检查PLC中的程序，以保证运行的程序都是正确的）。 几乎所有用于为PLC控制器编程的程序都拥有各种不同的选项，例如系统输入/输出（I/O线）的强制开关，程序实时跟踪以及图表验证。图表验证对于理解、定义失败和故障非常必要。程序员可以添加标记，书日和输出设备名称，以及对于查找错误或者对于系统维护很有用的注释。添加注释和标记可以使技术人员（不仅仅是开发人员）很快理解梯形图。注释和标记甚至还可以准确地引用零件号，如果需要更换零件的话。这将加快由于损坏零件而引起的任何问题的修理速度。响应的旧方法是这样的，开发系统的人必须保护这个程序，他旁边再没有人知道系统是怎样完成的。正确的、备有证明文件的梯形图使任何技术人员都能彻底理解系统的功能。 电源是为中央处理单元提供电源的。大部分PLC控制器的工作电压为24VDC或者220VAC。在有些PLC控制器上，你可以看见作为独立模块的电源。用户必须确定从I/O模块取出多大电流来保证电源提供适当的电流。不同的模块使用不同的电流量。 该电源一般不用于启动外部输入或输出。用户必须提供独立的电源来启动PLC控制器的输入和输出，因为这样可以保证PLC控制器的所谓“纯电源”。使用纯电源意味着工业环境中的电源不会严重影响它。有些较小的PLC控制器从与PLC控制器集成在一起的小电源为它们的输入提供电压源。 四、PLC的设计标准 一个系统化的设计PLC程序的方法可以克服传统程序生产控制系统的缺点，并且在一些工业应用总有很大的不同。自动控制系统是状态模型用公式语言或等价的语言描述的。公式描述对被控制的系统的行为提供一个精确的描述。可以通过分析估计看状态模型是否达到想要的目标。第二，为状态模型的描述提供结构描述，这个结构描述可以说明逻辑要求和如细节安全规则的限制。第三，好的控制系统设计是对自动控制代码生成有益的——一种能够产生可执行的控制软件的能力，不同的逻辑控制器可以减少程序扫描时间和执行那个时间。特别的，这个主题与随后的部分的是有关的。 在现代制造业中，系统是用过程和结果的革新来描述的，并且因此不得不改变系统性能以快速做出反应。因此，一个大的挑战是提供技术以限制自动控制系统对变化需要和新机会的反应，所以，设计和操作知识可以实时的被再次利用，在工业实践中提供了一个重要的竞争面。 研究表明，在自动化系统中，程序实现的方法已经与计算机资源应用的急速增长不能匹配。例如，可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）程序仍然依靠一种方便的有逻辑梯形图的程序实现模式。结果，程序上的延迟和资源成了生产工业过程的主要绊脚石。在可编程逻辑控制器程序设计过程中，测试和调试可能会占用超过百分之五十的人力。在发展和传播“ＳＴＡＴＥ－ＯＦ－ＴＨＥ－ＡＲＴ”已经形成标准[IEC 60848, 1999; IEC-61131-3, 1993; IEC 61499, 1998; ISO 15745-1, 1999]，但是，基本上这些标准都不能参与有效的程序和系统设计方面知识的革新。 系统的方法通过使用原有的软件模块，有助于增加设计自动化的水平，同时也将提供一种可管理的大规模系统设计的方法。同样的，它也将改善软件的质量的可靠性，以及关系到系统的较高安全标准，尤其是这些对环境有危害影响的，比如：机场控制、公共铁路运输。 软件工业被认为是系统性能的破坏者和系统复杂性的产生者。逐渐下降的硬件价格，破坏了对通过优化程序获得的软件性能的需要。其结果是，一方面造成了大量而低效率的程序代码，另一方面并没有获得高的硬件性能。其次，软件变得难以掌握其程度的复杂；在现代自动化系统中，软件设计和保持系统本质几乎变得不可能。尤其是，可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）程序设计从二十五年前的两条主线，发展到现在的成千上万条。现在安全性增加了，例如，关于防火的新措施，以及现代自动化系统的柔韧性增加了程序设计过程的复杂性。因此，软件的使用周期花费是总共花费的一个固定不变的增长部分。百分之八十到九十的花费用于软件维护、调试、优化（改进）、和扩展以满足不断变换的需求。 目前，大部分设计研究的主要焦点都集中在机械和电子产品上。这种有目的性的研究产生了一个副产品，就是通过推广这中研究到系统工程设计领域，从而加固了我们对设计理论和技巧的基本理解。针对大规模和复杂系统的系统设计理论并没有成熟。尤其是，对如何简化一个繁冗而复杂的设计任务这一问题，仍然没有被科学的处理。而且，正在设计理论和代表计算机科学及运筹学研究的认识论结果之间构建一条桥梁，这样的具体应该是逻辑硬件电路设计。 从逻辑学的角度来看，可编程逻辑控制器（PLC）的软件设计类似与集成电路的硬件设计。现代超大规模集成电路设计（Very Large Scale Integration--VLSI）是及其复杂的，一个集成电路一般有几百万个晶体管，而且产品开发周期大都三年左右。设计过程一般都分成局部功能块设计和系统设计两个阶段。在局部功能块设计阶段，单个功能将被设计出来，并予以验证。在系统设计阶段，所有功能块都将被整合起来，整个系统行为特性和功能将会通过仿真形式加以测试。一般来说，所有部分都完全的验证是不可能的。因此，统计学可以作为可编程逻辑控制器（PLC）设计的一个例子，并有可能影响逻辑硬件设计。 五、AK 1703 ACP AK 1703 ACP凭借着一贯创新的精神与稳定的技术，在以稳定为基础的产品平台中，拥有高级的功能性和适应性。 ACP（自动化，控制和保护）系统概念保证了AK 1703 ACP功能的实现。稳定的功能性使得自动化控制，远程控制和通信协议三者完美结合。可升级的性能与多种冗余结构，使得AK1703 ACP可以完美处理各种功能要求。 AK 1703 ACP拥有适合现代化自动控制的综合的远程控制技术： • 水电站远程控制与中控设备 • 拥有自治功能的自动控制单元 • 数据节点, 设备控制站, 尖端科技 • 拥有现场或远程外围设备 • 为后面板安装而设计的19英寸设备 • 专为多种现场应用和高产品要求设计的中间产品 • 多种通信手段 • 简洁的编程 • 唯一的设备插座 • 开放型系统体系结构 • 可升级的冗余 • 智能终端- TM 1703 AK 1703 ACP基本外部设备原件拥有两个基本系统原件CP-2010/CPC25（主控原件）和CP-2012/PCCE25（处理和通信原件），一个总线最多可以连接16个外围设备原件。 CP-2010/CPC25 特征与功能 系统功能： • 核心元件，协调所有系统功能 连接所有基本功能原件的中心站点 • 时间管理 自动控制单元的中控时钟 设定并保持自身时钟的时间，分辨率为10ms 通过互联网或当地的服务通信进行同步 • 冗余 在处理与通信中为自动控制单元选择并转变冗余单元 通过SCA-RS外部冗余开关支持选择与转变功能 通过外接系统实现选择与支持,例如控制系统 • 与SAT TOLLBOX||连接 在闪存卡里存储固件和参数 通信： • 通过相应的协议原件与高级或附属自动控制单元进行通信 • 为数据流自动选择路径 • 优先基本数据的传输(优先级控制) • 为每个联检站设立自己的循环缓冲器和处理信息(数据保持) • 为冗余通信提供路径 与对方站的冗余进行通信 • 通过拨号上网方式对特殊应用实施特殊功能 为可进行冗余的站点进行测试 具有处理功能的外围设备： • 通过Ax 1703外围设备串口总线自发地将信息传输到外围设备单元 自动控制功能： • 通过CAEX+按照IEC 61131-3协议创建的可自由定义的拥有开闭环控制功能的用户程序 512KB的用户程序空间 大约50000个可变信号源,2000个常用信号源 10ms的循环时间 网上测试 可随时下载 • 冗余的开闭环功能控制 通过冗余线路进行同步 通过Ax 1703外围设备串口总线在开闭环控制功能与外围接口单元之间不断传输处理信息 五、2.1.2 SIEMENS可编程序控制器 SIMATIC S7-300系列PLC适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化，其强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。 该产品具有光电隔离，高电磁兼容；具有很高的工业适用性，允许的环境温度达60℃；具有很强的抗干扰、抗振动与抗冲击性能，因此在严酷的工作环境中得到了广泛的应用。 自由通讯口方式也是S7-300型PLC的一个很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以与任何通讯协议公开的其它设备、控制器进行通讯，即S7- 300型PLC可以由用户自己定义通讯协议（例ASCII协议），波特率为1。5Mbit/s（可调整）。因此使可通讯的范围大大增加，使控制系统配置更加灵活、方便。任何具有串行接口的外设，例如：打印机或条形码阅读器、变频器、调制解调器（Modem）、上位PC机等都可连接使用。用户可通过编程来编制通讯协议、交换数据（例如：ASCII码字符），具有RS232接口的设备也可用PC/PPI电缆连接起来进行自由通讯方式通讯。 当上位机脱机时，在下位机控制下，整个系统能正常运行。 上位机即图文控制中心，主要由PC机和激光打印机组成，采用SIMATIC WINCC软件平台，采用全中文操作界面，人机对话友好。管理人员和操作者，可以通过观察PC机所显示的各种信息来了解当前和以往整个冰蓄冷自控系统的运行情况和所有参数，并且通过鼠标进行设备管理和执行打印任务。 WINCC软件在自动化领域中可用于所有的操作员控制和监控任务。可将过程控制中发生的事件清楚地显示出来，可显示当前状态并按顺序记录，所记录的数据可以全部显示或选择简要形式显示，可连续或按要求编辑，并可输出打印报表和趋势图。 WINCC 能够在控制过程中危急情况的初发阶段进行 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，发出的信号既可以在屏幕上显示出来，也可以用声音表现出来。它支持用在线帮助和操作指南来消除故障。某一 WINCC工作站可专门用于过程控制以使那些重要的过程信息不被屏蔽。软件辅助操作策略保证过程不被非法访问，并提供用于工业环境中的无错操作。 WINCC 是MICRSOFT WINDOWS98或WINDOWS NT4。0操作系统下，在PC机上运行的面向对象的一流32位应用软件，通过OLE和ODBC视窗标准机制，作为理想的通讯伙伴进入WINDOWS世界，因此WINCC可容易地结合到全公司的数据处理系统中。 七、通信 通信对于个人自动单元是很重要的。在过去的几年里，我们听到许多关于生产自动化协议的事情，并且许多公司已经加入大有成功希望的事业。然而，当一个完整的生产自动化协议说明书没有及时出现时许多公司都很失望。Larry Kotare说:“现在，生产自动化协议仍然是生产中一个发展的对象，一个说明书并不是最终的结果。例如，虽然当新的生产自动化协议MAP3.0版本使用之时以MAP2.1版本为基础的产品将会被汰，但是现在人们仍然将产品用于MAP2.1版。” 由于这些原因，许多PLC厂家紧盯着MAP的最新结果。如欧姆龙公司正在进行一个有关MAP兼容性的项目。但是欧姆龙生产部门总经理Frank Newborn说由于缺少一个固定的标准，欧姆龙的产品并不涉及到MAP。 由于工业PLC无论何时不可能广泛的涉及到MAP，生产厂家正在考虑专用网络。根据Sal Probanzano说法，用户担心如果他们广泛的应用生产厂家将会收回MAP，这样将会留下一个不支持通信的交流框架。 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈 芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈 曝气池 （微生物吸附有机物氧化为无机物） 沉淀池 （活性泥下沉） 回流活性泥 原污水 清水排出 � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� 1#PLC站 2#PLC站 3#PLC站 � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� _1234567898.vsd 开关控制 液位差设定 格栅电机 粗格栅间 超声波液位差计 + _ 格栅机 液位差 _1234567902.vsd 6ES7 321-1BL00-0AA0 22 23 24 40 24V 24V 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 M I2.0 I2.1 I2.2 _1234567904.vsd ＡＩＷ０ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 I+ M- A I+ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 M- A I+ M- A I+ M- A A I+ M- A I+ M- A I+ M- I+ M- A 模拟量输入模块 6ES7 331-1KF01-0AB0 ＡＩＷ２ ＡＩＷ３ ＡＩＷ５ ＡＩＷ６ ＡＩＷ７ ＡＩＷ８ 温度信号 超声波液位差计 PH计 电磁流量计 溶解氧仪 污泥浓度计 泥位计 在线COD检测仪 ＡＩＷ１ _1234567906.vsd 模拟量输出模块6ES7 332-5HF00-0AB0 6 7 10 11 4 3 2 1 5 8 9 12 13 14 15 18 17 16 20 19 L1+ M QI3 24v QI0 QI1 QI2 MANA MANA MANA ＡＱＷ０ ＡＱＷ１ ＡＱＷ２ ＡＱＷ３ MANA 加热炉 提升泵 酸碱阀 阀门开关 26 27 30 31 24 23 22 21 25 28 29 32 33 34 35 38 37 36 40 39 ＡＱＷ４ ＡＱＷ５ ＡＱＷ６ ＡＱＷ７ 中转泵 曝气机 MBR反应器 刮泥机 QI4 MANA MANA MANA MANA QI5 QI6 QI7 _1234567907.vsd 模拟量输出模块6ES7 332-5HF00-0AB0 6 7 10 11 4 3 2 1 5 8 9 12 13 14 15 18 17 16 20 19 L1+ M 24v QI0 QI1 MANA MANA ＡＱＷ０ ＡＱＷ１ ＡＱＷ２ ＡＱＷ３ 重铬酸钾阀 NH3-� 26 27 30 31 24 23 22 21 25 28 29 32 33 34 35 38 37 36 40 39 ＡＱＷ４ ＡＱＷ５ ＡＱＷ６ ＡＱＷ７ _1234567905.vsd 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 NH3-N测定仪 超声波流量计 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 I+ M- A I+ M- ＡＩＷ９ 　ＡＩＷ10 A 模拟量输入模块 SM 331 _1234567903.vsd 6ES7 322-1BL00-0AA0 21 22 23 24 24V 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 2M I2.0 I2.1 I2.2 24V 30 1 10 11 24V 1L+ 1M 2L+ 3L+ 3M _1234567900.vsd 控制器 PH值限 PH值 PH值计 + _ 调节池 酸碱阀 _1234567901.vsd � 上电 集水池中转泵备妥信号 集水池液位计到达高液位 启动集水池中转泵 接收池鼓风机中转泵备妥信号 启动鼓风机 接收池液位计到达高液位启动中转泵 调节池搅拌机鼓风机及污水提升泵备妥信号 启动搅拌机鼓风机 调节池液位计到达高液位启动污水提升泵 好氧曝气池1风机中转泵备妥信号 启动风机 好氧曝气池1液位计到达高液位启动中转泵 好氧曝气池2搅拌机和中转泵备妥信号 启动搅拌机 液位到达高液位启动中转泵 启动中心刮泥机 辐流沉淀池中心刮泥机及清水外排泵备妥信号 液位计到达高液位启动清水外排泵 _1234567899.vsd 控制器 变频器 电动机 曝气机 检测仪表 + _ e DOs DOn O2 曝气过程 V U Q S X _1234567896.vsd N KM1 KM1 L1 L2 L3 M 3~ FR FU 自动 手动 SB1 SB2 KM1 FR 水泵主电路 KM1 KA1 K1 KA1 _1234567897.vsd PLC N KA1 DI DI DI KM1 COM 备妥 应答 故障 FR DO K1 驱动 _1234567890.vsd � G� 格栅� 城市污水 栅液处理 沉沙池 沉沙处理 沉淀池 污泥处理 二级 污水 粗格栅 油格栅 污水提 升泵房 计量井 厌氧好氧生化池 二沉池 集水井 二沉池 配水井 计量槽 鼓风机房 初沉池 砂水分离间 吸砂机除砂 污泥贮池 旋流沉 沙池 污泥 接触池 中途提 升泵房 配水井 小网格反 应池 加氯加药间 聚合铝 小间距斜板沉淀池 送水泵房 厂区污 水管 清水池 氯气 V型滤池 出水 污泥泵站