水處理自動控制系統(tǒng)集成

1、大涌水廠計算機控制管理系統(tǒng)北泵房子站監(jiān)控軟件編制一概況涌水廠是深圳市經濟特區(qū)西部最大的凈水廠，始建于85年，于87年10月投產，其供水量為12萬噸日。91年11月，作為“東深三期供水配套工程”的一個子項，大涌水廠擴建工程動工，并于94年7月竣工投產，供水規(guī)模增至35萬噸日。新廠擴建同期，確定了“大涌水廠計算機控制管理系統(tǒng)”項目由深圳市自來水(集團)有限公司負責設計、施工，并于95年10月通過了建設部的鑒定。1997年9月實現(xiàn)全廠車間無人值守的集中監(jiān)控方式，同年該項目獲深圳市“科技進步獎”二等獎。北泵房是大涌水廠擴建工程(新廠)的送水車間，為“大涌水廠計算機控制管理系統(tǒng)”中的一個子站，最大供水量

2、達23萬噸日。主要設備有：5臺單級雙吸離心式28SA10A型送水泵，其中：1#一4#送水泵為調速泵，配用YR63081180型電機，另外還配KJF03600410AF型晶閘管串級調速裝置和ZCF22型測速電機，5#送水泵為定速泵，配用Y6308/l180型電機。每臺送水泵配一臺出水電動閥、一個吊水電磁閥；五臺送水泵合用兩臺YTll2M4型冷卻風機；2臺立式潛水泵(排水用)；2臺真空泵(送水泵真空吊水用)。此外，設備還有28面高壓開關柜、9面低壓配電柜、2臺315kVA變壓器、1套GZKC220十20220型直流屏裝置，3臺電磁流量計、1臺PH計、1臺余氯分析儀、6臺壓力式水位計、2臺壓力計等。

3、二 原工藝特征離心式送水泵在清水池水位有效水深2.3米以上時，為自灌式；23米以下需進行真空吊水。水泵開停臺數(shù)，根據(jù)配水管網對服務壓力和流量的要求，由廠調度確定并電話通知本車間；排水泵根據(jù)集水坑水位、真空泵根據(jù)真空吊水要求由本車間操作人員自行確定開停泵。所有開停泵操作均為機側手動單機操作。在電氣回路中，僅有風機和水泵設有聯(lián)鎖。高、低壓開關柜倒閘均為人工操作，電量和儀表讀數(shù)需值班人員定時抄表記錄。三 現(xiàn)本站實現(xiàn)監(jiān)控功能本站具有獨立計控系統(tǒng)配置，運行本站監(jiān)控軟件。通過設備就地操作箱轉換開關可選擇設備工作方式(計控或手動)；通過鍵盤可控制設備動作、修改控制參數(shù)、選擇不同計控方式(自動、聯(lián)控或單步);

4、通過顯示器可監(jiān)視設備實時工況、運行參數(shù)和故障報警。如其他子站一樣，通過通信網絡廠站可以對本站進行監(jiān)測和控制，在廠站顯示器上可顯示本站全部監(jiān)控畫面和重要報警信息。本站定時(每30分鐘)向廠站報送一批歷史數(shù)據(jù)，提供給MIS系統(tǒng)使用。1、控制功能在計控工作方式下，設備控制又分自動、聯(lián)控和單步三種方式，它們是向下兼容。目前，送水泵因條件未成熟，尚缺自動方式，只有聯(lián)動和單步二種控制方式，其他泵均具有三種控制方式。具有自動控制方式的泵，在轉換開關處于計控位置時，便立即進入自動控制狀態(tài)。如排水泵根據(jù)集水坑水位、真空泵根據(jù)真空吊水要求自動進行開停控制。送水泵開?？刂苿t需從鍵盤進行激活。另外，對兩路高壓進線可通

5、過鍵盤進行倒閘控制操作。2、監(jiān)測功能不論設備處于哪種工作方式下，即使在手動方式下，系統(tǒng)具有對設備的狀態(tài)和參數(shù)實時監(jiān)測功能。監(jiān)測信號的設置是根據(jù)設備控制流程需要、保護設備安全需要、生產管理需要和提供設備故障查詢而選定的。在本站中，監(jiān)測信號包含有：(1)開關量信號設備狀態(tài)如：泵開停狀態(tài)，開關柜臺分閘；控制條件如：二次回路電源，計控手動位置；到位情況如：閥全關到位，泵頂滿水；故障報警如：高壓過線短地，變壓器瓦斯報警。(2)模擬量信號設備參數(shù)如：泵電流，泵有功;生產參數(shù)如：出廠水壓力，出廠水流量;控制參數(shù)如：真空度，清水池水位；配電參數(shù)如：進線電壓，進線電流；用電計量如：提升泵房有功，家屬樓有功。3、

6、通信功能作為一個節(jié)點機，本站通過以太網同廠站實現(xiàn)通信，通信采用422485串行通信方式，波特率為9.6K，站內數(shù)據(jù)刷新時間為1秒。本站368個IO信號(近800根導線)在完成接線后，經檢驗全部連接正確。187個開關信號的邏輯正確，與現(xiàn)場設備狀態(tài)完全相符。98個模擬量信號，用標準信號檢測，其精度優(yōu)于01。電腦顯示讀數(shù)與數(shù)字式二次儀表讀數(shù)比較，誤差優(yōu)于05；與指針式二次儀表讀數(shù)比較，誤差優(yōu)于1。四監(jiān)控軟件編制1開發(fā)環(huán)境北泵房監(jiān)控軟件是在SCADA應用開發(fā)環(huán)境SADE上開發(fā)的，SADE提供類似于邏輯控制圖的圖形語言作為監(jiān)控應用軟件的開發(fā)工具?！肮δ軌K”是SADE的最小構成模塊，提供了包括信號采集、控

7、制邏輯、數(shù)值運算、計時、報警、歷史記錄等功能塊。塊中含有反映其執(zhí)行特性的參數(shù)定義。根據(jù)應用要求，實現(xiàn)塊與塊之間的“連接”(某塊的輸出點連接下一塊的輸入點)，其執(zhí)行順序從上游塊到下游塊，多個執(zhí)行某些特定應用功能的”功能塊”可組合構成獨立運行于一個站的基本單位“進程”。為了充分發(fā)揮SADE支持“集散型”監(jiān)控結構模式的特點，全廠所有執(zhí)行監(jiān)控功能的進程集成為一個軟件包(13 3AUTO)在廠站監(jiān)控機上定義，同時又分散地將進程分派到有關車間站的計算機上實際執(zhí)行，以實現(xiàn)功能的分布處理與集中監(jiān)控。2本站的進程設置北泵房監(jiān)控軟件由四個進程組成，它們是：6SSB12，6SSB34，6ZPl2SS5，6GDYPD

8、。進程6SSB12主要執(zhí)行對12號送水泵的定速及串級調速運行監(jiān)控及故障報警；進程6SSB34主要執(zhí)行對34號送水泵的定速及串級調速運行監(jiān)控及故障報警。進程6ZP12SS5主要執(zhí)行對12號真空泵、排水泵、及5號送水泵的監(jiān)控及故障處理。進程6GDYPD主要執(zhí)行對兩段高壓進線倒閘的監(jiān)控和部分高壓配電信號的采集和監(jiān)測。及超限報警。對低壓配電和部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測及累加。21 送水泵監(jiān)控軟件編制每臺送水泵設有48個信號，其中：數(shù)字輸入量28個：泵機組就地電源指示泵出水閥打開應答指示泵出水閥關閉應答指示泵出水閥全開到位指示泵出水閥全關到位指示泵出水閥過力矩指示開機繼電器(1KT)吸合指示停機繼電器(Z

9、KT)吸合指示控制臺轉換開關處于計控狀態(tài)串調柜觸發(fā)回路電源指示泵電機啟動運行指示串調相冷卻風機啟動運行指示串調裝置處于故障狀態(tài)指示串調柜交流接觸器(1JLC)吸合指示串調柜交流接觸器(1JLCa)吸合指示串調柜交流接觸器(2JLC)吸合指示串調柜交流接觸器(3JLC)吸合指示串調柜交流接觸器(4JLC)吸合指示泵頂?shù)跛轿恢甘颈秒姍C運行高溫報警電機高壓柜高壓合閘信號指示電機高壓柜電流速斷信號指示電機高壓相過負荷信號指示電機高壓相閥門拒動信號指示電機高壓相通風機故障信號指示逆變高壓柜高壓合閘信號指示逆變高壓柜電流速斷信號指示逆變高壓柜過負荷信號指示數(shù)字輸出量10個：開關泵項吊水電磁閥開泵出水閥關

10、泵出水閥緊急停泵電機逆變合閘控制逆變分閘控制全速投入控制調速投入控制開送水泵機組停送水泵機組模擬輸入量9個： 泵電機高壓側電流逆變高壓側電流泵電機有功功率泵電機無功功率逆變有功功率逆變無功功率串調裝置逆變低壓側直流電壓串調裝置逆變低壓側直流電流串調裝置電機調速運行轉速模擬輸出量1個： 串調裝置調速給定送水泵監(jiān)控軟件邏輯框圖見圖(1)。22 排水泵監(jiān)控軟件編制每臺排水泵設有8個信號，其中：數(shù)字輸入量6個： 泵電機電源指示泵電機運行指示泵計控指示集水坑高水位集水坑中水位集水坑低水位數(shù)字輸出量1個：開停泵電機模擬輸人量1個：泵電機電流排水泵監(jiān)控軟件邏輯框圖見圖(2)。2.3 真空泵監(jiān)控軟件編制每臺真

11、空泵設有7個信號，其中：數(shù)字輸入量3個： 泵電機電源指示泵電機運行指示泵計控指示數(shù)字輸出量2個： 開停泵電機開關泵灌水電磁閥模擬輸入量2個： 泵電機電流真空罐真空度真空泵監(jiān)控軟件邏輯框圖見圖(3)。3監(jiān)控顯示畫面在SADE環(huán)境中，經組態(tài)定義的監(jiān)控顯示畫面，是人一機交互的界面。它們通過各自畫面上的圖符、值域等與監(jiān)控進程中功能快的輸入一輸出點的連接，向值班人員直觀展現(xiàn)了應用軟件的監(jiān)測、控制、通信和故障報警處理功能。本站組態(tài)定義了監(jiān)控顯示畫面22幅，定義中，注意了圖符、色彩的合理使用、動畫效果的點綴與主體詞漢化等，增加了人機界面的友好性。本站在操作畫面上設計了中文主菜單選擇畫面，通過該中文畫面可直接

12、進入各操作畫面，操作起來直接、明了。4故障報警及處理北泵房站監(jiān)控軟件在應用開發(fā)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)及監(jiān)控過程可能產生的故障安排了42種報警，報警監(jiān)視點多達106個。報警對象主要分為：1)重大設備的運行故障：如送水泵電機運行電流超限；調速過程故障報警；各高壓線段電流、電壓超限及出廠水指標超限等。2)一般設備的運行故障：如真空泵、排水泵運行電流超限及各低壓線段電流超限等。按故障緊急程度與影響面等因素，將上述對象分成兩類。一類為“一般報警”(級別在80以下)，如2)；一類為“緊急報警”(級別在80以上，含80)，如1)。 “一般報警”的手段有：畫面上相應圖符的閃爍或變色；畫面右下方出現(xiàn)報警信息行并伴有鳴響

13、。后者是SADE內部機制產生的英文信息行，不太直觀，但由于信息行中8位代號可由我們介入編制，使之具有一定的規(guī)律性，值班人員對照“清單”中相應的含義，經過一段時間實踐，可以逐步熟悉。實現(xiàn)車間無人值守時，這兩種手段同樣可在廠站監(jiān)控機上實現(xiàn)。“緊急報警”除了具有上述兩種手段外，再加上向廠站專門的中文報警機發(fā)送報警信息，伴有燈光閃爍和較強的鳴響，以獲得廠調度員的快速響應。對于監(jiān)控中發(fā)生的報警處理方式大致分為兩類：一是應用軟件自身能做出處理的，如送水泵電機運行電流超限時的自動停泵電機保護；集水坑水位達高水位時啟動兩臺排水泵等；二是，目前還只能通過報警提示，由人工介入進行鍵控操作(例如：出水壓力超高報警，

14、則由調度根據(jù)生產情況決定是否要停送水泵)。 5功能測試完成全部軟件設計后，對所有被控設備的控制功能進行了準確性與可靠性測試，最后全部設備的控制功能測試通過。6與MIS分系統(tǒng)的信息交接本站的監(jiān)控應用軟件，在運行期間采集了大量的模擬量和開關量數(shù)據(jù)，按應用要求的記錄頻率，加上記錄時的日期、時間，數(shù)據(jù)代號，數(shù)據(jù)值等，形成一筆筆信息記錄，記載在本站的界面文件上(共有三個模擬量界面文件和一個事件報警界面文件)，由MIS分系統(tǒng)中的“信息交接軟件”掃描存入其相應的數(shù)據(jù)庫，以支持MIS分系統(tǒng)中各類統(tǒng)計、處理、相關性分析等應用功能，提高全廠的生產管理水平。本站提供的模擬量信息主要有：備送水泵有功功率瞬時值及每半小

15、時累計量；各高、低壓線段有功功率瞬時值及每半小時累計量；出水流量瞬時值及每半小時累加量；各高、低壓線段電流、電壓：各送水泵、電流、清水池水位及出廠水壓力等。同時，報警一旦發(fā)生，相應的信息記錄也記載在事件報警界面文件中，提交給MIS分系統(tǒng)，以支持其相應的應用功能。SBR工藝的自動化控制SBR法是序批式活性污泥法Sequencing Batch Reactor的簡稱。該工藝在1914年就面世了，但是由于該工藝的操作過程比較繁瑣，與其它工藝相比較SBR所需控制的參變量較多，對儀表的精度和可靠性有較高的要求，而當時的自動化控制水平很低，也不可能有精度和可靠性都較高的儀表，限制了SBR工藝的發(fā)展和推廣。

16、隨著科學技術的迅猛發(fā)展，特別是自動化水平的提高，對污水處理過程進行全自動化的管理和監(jiān)控成為可能，所以SBR法近年來得到迅速的推廣。在國內，SBR工藝的應用還不多見，其工藝過程和原理并不十分復雜， 但對過程控制的各種參數(shù)要求很高，對儀表的穩(wěn)定性和準確性有一定的要求。天津經濟技術開發(fā)區(qū)污水處理廠采用SBR工藝中的DAT-IAT法，日處理污水十萬噸，它是一種連續(xù)進水、間歇曝氣、間歇排水的工藝，整個污水廠實行集中控制，分散管理的方式。它把管理層和控制層分開，降低誤操作對整個工藝的影響，增加了系統(tǒng)運行的可靠性。開發(fā)區(qū)污水處理廠在控制方面實行三級管理。第一級為互為熱備的兩臺主機，確實保證整個控制過程的連續(xù)

17、性和安全性。兩臺主機的基本任務是對整個工藝過程進行實時監(jiān)控，顯示設備的運行狀態(tài)，修改部分工藝參數(shù)，對報警和各種報表的自動記錄和打印，關健數(shù)據(jù)的歷史記錄的保存，各種參數(shù)的瞬時和歷史曲線的顯示，第二級為現(xiàn)場控制站，它是由水區(qū)、泥區(qū)、模擬屏三個PLC構成，分別對水區(qū)、泥區(qū)的信號進行采集和控制。第三級為就地控制級，是分布全廠的四個馬達控制中心。污水流入廠內的第一道工序是粗格柵，對粗格棚的控制有兩種方式，一種為時間控制，另一種為液位控制，通過粗格柵前后的超聲波液位計計算差值，運行方式的選擇在上位機進行。與粗格柵相配合動作的還有螺旋壓榨機，把粗格柵清除的污物壓擠打包，與粗格柵同步起動，但停止時間滯后于粗格

18、柵半分鐘。污水經由格柵進入進水泵房，進水泵房有六臺潛水泵，由于開發(fā)區(qū)污水廠地處工業(yè)區(qū)，水量的供應極不平衡，變化系數(shù)比較大，這就需根據(jù)進水泵房超聲波液位計反饋的水位信號來起動進水泵的臺數(shù)，按照先開先停，后開后停，優(yōu)先起動累計運行時間最短的原則來控制進水泵的起停，并設有液位超高報警和泵的干運轉保護。為了避免進水泵的頻繁起停，每臺泵起停前均有兩分鐘的延時，以消除瞬間干擾，并且單臺每小時起動次數(shù)不得高于五次，每臺泵都有溫度和濕度的保護，信號直接傳給PLC。污水經提升后進入細格柵，對于細格棚的控制與粗格柵完全相同，這里不再贅述。污水經由細格柵進入對稱的兩座鐘式沉砂池，每座鐘式沉砂池內置一帶變頻裝置的攪拌

19、器，通過調節(jié)變頻器，改變攪拌的速度，以達到工藝要求的最佳點。鐘式沉砂地采用旋流方式清除大的無機顆粒，由安裝在沉砂池底部的砂泵打出。上面的污水則由巴式計量槽進入配水井，在計量槽上安裝有PH計、溫度計、流量計，當測得的PH值低于5.5或高于8.5時，立刻關閉進水閥門，以保護反應池中的活性污泥。在配水井前有六個淹沒式配水堰，控制進入各組反應地的水量。我廠共有六組SBR反應地，每組又分為兩段，即DAT池和IAT池，如下圖所示：在DAT和IAT的地底設置微孔曝氣器，DAT池內裝有溶解氧儀、污泥濃度計，IAT池有溶解氧儀、污泥回流泵、剩余污泥泵，在DAT和IAT池上的空氣支管分別裝有空氣調節(jié)閥。其工藝控制

20、過程如下：DAT和IAT的曝氣由空氣調節(jié)閥控制，而空氣調節(jié)閥的開起度與溶解氧儀反饋的信號有關，溶解氧的設定根據(jù)水質、水的溫度等情況在上位機設置。當DAT污泥濃度低于設定值時，回流污泥泵起動，把活性污泥從IAT打到DAT池，當高于設定值時，剩余污泥泵起動，把活性污泥從IAT打到儲泥地中?；亓魑勰啾?、剩余污泥泵均在IAT曝氣時起動，對它們的控制分為時間控制和儀表控制兩種，儀表一但有問題就改成時間控制。潷水過程是由氣鎖虹吸式潷水器完成的，由安裝在潷水器排氣管上的電磁閥來控制排水和結束。DAT為連續(xù)爆氣過程，IAT有三個周期，即曝氣、沉淀、潷水各一個小時，由于受到進水的不規(guī)律性和出水泵能力的限制，影響

21、反應周期的正常運行，這些問題在PLC編程中得到充分的考慮。正常情況下，六組池子日處理污水十萬噸，為了避免六組池子同時潷水，把它們分成三組，間隔為一小時，即1-4、2-5、3-6相互間隔一個周期，對應每一組反應池，都設有一個軟開關，控制該組反應地是否投入運行，用以根據(jù)水量確定投入的池子數(shù)和利于以后對池子的檢修方便。以上的設置在上位機完成。同時我們還考慮到對一些特殊情況的處置，假如進水水量過小或斷流，雖到了潷水周期，但由于反應池水位低而無法進行潷水，則這組池子的潷水自動延時二十分鐘，同時在上位機上作出潷水延時的報警。若延時二十分鐘后仍沒到潷水水位，潷水周期取消，改為繼續(xù)沉淀，等待下一個周期的到來。

22、若到了潷水水位，則執(zhí)行潷水程序，延長的時間計算在下面的曝氣時間內，即縮短了下一個周期的曝氣時間，使以后的周期能夠正常進行。這樣就會出現(xiàn)另外一個問題，隨著污水的不斷流入或許沒到下一個潷水周期，但對于這組池子而言已到了潷水水位，則部分污水由溢流管排出。在任一時刻，只允許兩個池子潷水。以上的控制由水區(qū)PLC完成。通過以上的控制確保生產的連續(xù)運營，同時增強了自控對一些特殊情況的應變能力。出水泵的控制與進水泵的相同。在出水之前還有最后一道工序加氯消毒，一般僅在夏季，由于細菌、病菌的增多，需對處理完的污水進一步消毒，加氯是由加氯機自動完成，其本身自成一套系統(tǒng)，只對外傳送狀態(tài)信號，并有漏氯報警和漏氯吸收裝置

23、。鼓風機是污水廠的心臟，我廠共有四臺丹麥HV-TURBO產的KA22SGL225型鼓風機，單機的能力為18000立方米/小時。每臺單機都有一小型PLC，對單機的運行環(huán)境、運行狀況和準備工作進行監(jiān)控，并能自動報警停機。此外還有一主控盤，負責四臺聯(lián)機時的控制。主控盤的作用可以分為兩部份，一是負責設置鼓風機的起停順序，另一部份為PI調解器，可以在其上設置所要求的空氣管道壓力值。每臺風機的操作可分為手動和聯(lián)動，手動時，可手動調整出口導葉的角度；當四臺聯(lián)機時，由主控盤依據(jù)先前設定好的次序起動鼓風機，根據(jù)需要起動鼓風機的臺數(shù)。通過在鼓風機主控盤上的PI調節(jié)器，對設定壓力值和空氣主管上的壓力計反饋信號進行比

24、較，調節(jié)出口導葉片的角度，以確保壓力的均衡。當壓力不足需再起動鼓風機時，在起動過程中，先將前一臺的開起度降低，同時起動后一臺，待后一臺完全起動后，出口導葉片的開起度自動打到零位，根據(jù)需要增加前一臺的開起度，假若打到全開還不夠，則再增加后一臺的開起度，以防止壓力波動太大。鼓風機自成一套系統(tǒng)，無須人為干涉，并對外傳送鼓風機的狀態(tài)信號和報警信號。對于泥處理其自動控制相對于水的就簡單多了。剩余污泥泵把活性污泥從IAT打到儲泥地，儲泥地內有大孔振動曝氣器，防止活性污泥的厭氧。儲泥地有起落式潷水器，當活性污泥達到要求液位，停止曝氣開始沉淀，一小時后，起落式潷水器根據(jù)污泥界面計的值下潛，潷掉儲泥地的上清液，

25、潷水完畢拉起潷水器。由潛水污泥泵打入脫水機房，在脫水機房污泥與高分子絮凝劑混合進人脫水機。機房內共有三臺德國ROEDIGER公司產的脫水機，經過旋轉預脫水和帶式濾布傳送，圓輥的擠壓，把泥漿壓擠成泥餅運出廠區(qū)。整個泥區(qū)由泥區(qū)PLC控制，剩下的都由水區(qū)PLC完成。泥區(qū)共有模擬量四點，數(shù)字量二百多點，水區(qū)共有模擬量近八十點，數(shù)字量五百多點。水區(qū)的為SIMATIC的S7-400，泥區(qū)和模擬屏的為S7-30O。模擬屏PLC只是接收水區(qū)、泥區(qū)的信號，并輸出給模擬屏。PLC具有很強的抗干擾能力和很高的穩(wěn)定性，水區(qū)、泥區(qū)在上位機或總線出現(xiàn)故障時，仍能完成各自的任務，確保工廠的運行。各現(xiàn)場控制站和中控室的上位機

26、用通訊纜連在一起，構成總線型的拓撲結構，采用SIMATIC的SINECL2組網方式。上位機通過SINECCP5412通訊處理器與總線相連，它是上位機與L2通訊的接口。上位機采用美國Intllution的FIX32數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集軟件，一臺為運行版，一臺為開發(fā)版。Intllution公司是世界知名的工業(yè)控制方面的專業(yè)軟件公司，其設計理念十分貼近工業(yè)自控的實際。FIX是以WINDOW NT為操作平臺，其以DRAW、VIEW、DATABASE三個部分為核心，用DRAW設計工廠的工藝流程和所需控制的設備儀表等人機界面，它有豐富的圖集以共使用；用VIEW完成數(shù)據(jù)連接，顯示工藝流程、儀表數(shù)據(jù)和設備的實時狀態(tài)

27、，各種數(shù)據(jù)的存取以DATABASE為中心。其中對于整個工藝而言部分經常需改動的參數(shù)直接可在上位進行修改。圍繞上述功能塊，對報警進行打印和儲存，通過DDE SERVER，使用EXCEL對重要的數(shù)據(jù)進行記錄和生成日報表，并打印所需報表。通過對全過程的監(jiān)控，實現(xiàn)了整個工廠的全自動化運行，大大提高了生產的穩(wěn)定性和連續(xù)性，減少了由于人為的因素而帶來的干擾，大大地減輕了勞動強度。隨著計算機和網絡的飛速發(fā)展，自動控制的技術也正在迅猛發(fā)展。在我們所引進的自控儀表中，有部分額外附帶具有HART協(xié)議的智能化儀表，HARTHighway Addressable Remote Transducer協(xié)議最初由美國Ros

28、emount公司開發(fā)，HART協(xié)議采用FSK技術，它在模擬信號上疊加數(shù)字信號，使用OSI的1、2、7三層。如今除了HART之外，還有PROFIBUS、CAN、FF等幾種應用范圍較廣的影響較大的現(xiàn)場總線技術。這些智能儀表都帶有微處理芯片，這就使它們有了一定的計算能力，同時還具有通訊能力，它們不再依靠控制室的計算機或PLC的控制，不僅能輸出4-20mA的模擬信號，還能輸出數(shù)字信號，這就能使之直接連入網絡，成為一個節(jié)點。這種網絡就是目前自動控制領域現(xiàn)在和未來的發(fā)展趨勢現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是把各種控制儀表用雙絞線連在一起，按照標準化、公開化的通訊協(xié)議，形成的一個底層的控制網絡。它是繼DCS系統(tǒng)后

29、的新一代控制系統(tǒng)，打破了集散系統(tǒng)專用的閉鎖的框子，在標準化、公開化的通訊協(xié)議下，把不同廠家的不同設備連在一起。極大的提高了系統(tǒng)的分散度，簡化了系統(tǒng)的結構，提高了系統(tǒng)的安全性，最大限度的降低故障的影響范圍。隨著社會的發(fā)展，幾種應用范圍較廣影響較大的現(xiàn)場總線技術必將會有一個統(tǒng)一的規(guī)范和標準，從而真正形成一個高度開放的互連系統(tǒng)。隨著科學技術的發(fā)展和社會對環(huán)保的重視，必將有更多的新技術廣泛地應用到污水處理行業(yè)，使污水處理行業(yè)有更大的發(fā)展。蓮花味精集團污水處理廠SBR自控系統(tǒng) 河南蓮花味精集團污水處理廠采用厭氧加好氧處理工藝，其中好氧部分采用SBR法處理。SBR是處理高濃度有機廢水的理想途徑之一，該法克

30、服了常規(guī)好氧法處理高濃度有機廢水能耗高、稀釋水量大、占地面積大等缺陷，可實現(xiàn)高濃度進水、高容積負荷、高去除率，具有污泥性能好、耐沖擊負荷、出水水質好、污泥產率小、氧利用率高、運行費用低、減少占地等優(yōu)點。 該廠采用8個SBR池，處理污水量為7450t/d，尺寸為LBH25m21m5m。以12h為一個運行周期，其中進水、攪拌1 h，曝氣8.5h，沉淀1h，排水1h，待機(閑置)0.5h。8個池子按依次滯后1.5h的時間間隔順序進行。1 系統(tǒng)硬件結構SBR自動控制系統(tǒng)由監(jiān)控管理計算機(上位機)、可編程序控制器(PLC)、電氣控制柜、現(xiàn)場執(zhí)行機構及現(xiàn)場監(jiān)測儀表組成?？刂葡到y(tǒng)如圖1。8個SBR反應池嚴格

31、按照一定的時間順序依次完成進水曝氣沉淀排水(排泥)等一系列過程，對應于不同的工段每個池子分別設有進水閥、進氣閥、攪拌泵、潷水器、排泥泵以完成不同的功能。對于這樣一個順序性、周期性很強的邏輯操作系統(tǒng)，使用PLC是最明智的選擇。PLC以繼電器邏輯控制為基礎，逐步發(fā)展成為既有邏輯控制又有計時、計數(shù)、分支程序、數(shù)值計算等功能。其工作穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強、控制靈活、編程容易、體積小、質量輕、功耗低、安裝簡單、運行方便、性能價格比高，且可與現(xiàn)場信息輸出直接聯(lián)結，廣泛應用于污水處理系統(tǒng)。根據(jù)PLC以上特點，考慮到工藝控制要求及SBR控制系統(tǒng)中開關量輸入/輸出多、模擬量較少和整個系統(tǒng)的運行速度，選定OMR

32、ON，C 200 HS可編程序控制器，這種控制器指令豐富，處理速度快，柔性好，功能多，且可提供多種多樣的智能I/O單元，能適合本系統(tǒng)的應用。PLC系統(tǒng)的硬件配置見表1。表1 PLC基本配置名稱規(guī)格及型號數(shù)量CPU單元C200HS-CPU21-E1塊底板C200H-BC101-V23塊電源C200H-PS2212塊連接電纜C200H-CN3112塊16路繼電器輸出單元C200H-OC2258塊16路輸入單元C200H-ID21216塊8路模擬量輸入單元C200H-AD0023塊編程接口SSS1塊存儲器單元C200HS-ME16K1塊手持式編程器C200H-PR027-E1塊編程器電纜C200H-

33、CN2221塊本系統(tǒng)PLC控制柜與上位機在同一控制室內，通訊距離10 m，對于這種通訊距離較近的情況，雙方可直接采用RS-232C標準進行通訊，理論上當波特率為9 600時，通訊距離在15.23 m之內，其誤碼畸變率按4%考慮。實際應用中的通訊距離達120 m,使用RS-232C標準通訊非?？煽?。PLC在某種意義上講只是一種控制器，換句話說在SBR時序控制系統(tǒng)中它是一種功能更強的集成化高速繼電器控制裝置，故其雖有靈活的一面，也有死板的一面，特別是在人機操作界面方面顯得無能為力。隨著4C技術(computer、control、communication、CRT)及監(jiān)控軟件的發(fā)展，使用上位機監(jiān)控管

34、理系統(tǒng)已成為大中型控制系統(tǒng)的流行趨勢，以PC機作為上位機應用于控制系統(tǒng)中能提供一種良好的人機界面，減輕操作人員的負擔，提高管理水平。PLC全部I/O模塊的饋線都來自電氣控制柜，每個SBR池對應一個電氣控制柜，每個電氣控制柜包括相應池內6臺設備的一次回路和二次回路的全部器件，直接采集現(xiàn)場電氣設備的信號。手動/自動的切換通過電氣柜盤面的主令開關來完成。在電氣控制柜中，對PLC的輸入均為AC220 V中間繼電器的無源觸點，PLC向電氣柜輸出DC24 V電壓控制信號，實現(xiàn)對各電氣設備的控制，保證各輸入、輸出的相對獨立，使控制系統(tǒng)長期安全運行，而開關量的信號電源由PLC柜內DC24 V穩(wěn)壓電源提供。反映

35、工藝設備的開關量信號主要分為以下三類：第一類是運行信號，由主回路中接觸器的分、合狀態(tài)決定，并由相應的中間繼電器的常開觸點給出；第二類是自動/手動狀態(tài)信號，由手動/自動轉換開關決定，并由相應中間繼電器的常開觸點給出；第三類是正常/故障信號，為綜合故障信號，包括過載、過流、超限及水泵超溫等。對電動閥門和潷水器又增加了開(上升)到位、關(下降)到位，對潷水器增加一個步進排水信號，這些信號均由設備的故障觸點串聯(lián)后由一個中間繼電器的常閉觸點給出，使中心控制室的操作人員對現(xiàn)場設備的運行情況一目了然。SBR工藝的關鍵是時序控制，儀表主要用于系統(tǒng)的監(jiān)測。在SBR好氧段的重要工藝段設置了流量儀表、液位儀表和溶解

36、氧測量儀。鼓風機管道出口空氣流量的測量采用插入式渦街流量計。2 系統(tǒng)的軟件設計SBR自控系統(tǒng)的軟件設計是整個系統(tǒng)正常運行的核心，一套理想的軟件不只限于滿足工藝要求，而且要考慮到現(xiàn)場出現(xiàn)的各種特殊情況，因此必須可靠、實用、易修改。2.1 軟件編制軟件編制的主要依據(jù)為工藝提供的控制時序，對于進水時間、曝氣時間、沉淀時間、排水時間均可由上位機任意設定，但四個工藝段的時間之和必需介于711.6 h，否則所設定的工藝時間無效，PLC仍按原設定執(zhí)行。8個SBR池的各段工藝過程及其執(zhí)行時間均嚴格按時序進行，每個池子的任何設備在任何時刻均可通過電氣柜上的手動/自動轉換開關改變其狀態(tài)，但均不能改變PLC所設定的

37、工作時序，且一旦切入自動狀態(tài)后便進入PLC所設定的時序。潷水器的工作周期完全由PLC按時間控制，在第一次下降一個大行程(時間為23 s)，以后每次下降4 s，停留排水時間15 min，直至下降到位。如果在一個周期(12 h)結束時仍沒有下降到位或無下降到位信號，且潷水器處于自動狀態(tài)，PLC將在周期結束前驅動潷水器上升復位?？刂乒裆系?個切換開關僅限用于全部復位重新啟動時決定由哪個池子開始投入自動循環(huán)，平時不可輕易扳動，一旦扳動某一開關，其對應池子的工藝過程將全部停止，只有等到下一次進水周期方可重新進入PLC自動控制的行列?，F(xiàn)場電氣設備的工作狀態(tài)均送上位機顯示。2.2 軟件的特點 本控制系統(tǒng)嚴格

38、按照時序，按順序工作。 允許以任意一個池子作為重新啟動的開始，所有參加復位的池子(在復位時其電氣柜相應的手動/自動開關處于自動位置)在復位時各設備將自動恢復到復位狀態(tài)(進水閥、進氣閥關閉，攪拌泵停止，潷水器上升)。 允許在工作過程中任意進行手、自動切換且不影響工作時序。 具有動作超時、過載報警等功能，具有斷電時自動保護斷點，在重新上電時由斷點繼續(xù)執(zhí)行程序的功能。2.3 軟件的設計思想編制軟件時，要從用戶的實際情況出發(fā)，盡量作到功能全面，畫面簡潔易讀，操作方便，使操作員易于掌握。上位機的軟件編制采用MS-DOS環(huán)境下的GOOD-HELPER通用組態(tài)式工業(yè)控制軟件包，該軟件包提供了從組態(tài)到顯示、操

39、作控制的整套功能，支持通用鍵盤，采用后臺通訊的方式保證了數(shù)據(jù)的實時性，前臺運行圖形及報表程序、全漢化的工作界面、“所見即得”的控制組。整個監(jiān)控軟件包括以下的組態(tài)過程：系統(tǒng)設計系統(tǒng)參數(shù)組態(tài)通訊組態(tài)圖形菜單組態(tài)圖形編輯圖形動態(tài)文本編輯報表顯示故障報警組態(tài)同類數(shù)據(jù)存在盤組態(tài)歷史報表組態(tài)標度變換組態(tài)定時打印組態(tài)報表統(tǒng)計等。整個系統(tǒng)主菜單包括流程圖A，匯總表B，超勢圖C和設定參數(shù)D，查詢菜單下可進行故障記錄、歷史趨勢等的在線查詢，報表菜單可定時打印各班的報表，文件管理菜單中可進行文件的列表、拷貝、打印、刪除等工作，變量表中列出了所有四種(公式變量、模擬變量、開關量、字符串變量)類型變量的當前值，可在系統(tǒng)

40、調試時起幫助作用。3 SBR系統(tǒng)的抗干擾措施3.1 電源系統(tǒng)為阻止空間電磁干擾，在設計系統(tǒng)時將PLC安裝于鐵質的儀表柜中，起到一定的屏蔽作用。?本系統(tǒng)獨立供電，直接從低壓配電母線供電，在電源進入SBR控制系統(tǒng)之前加2 000 W的穩(wěn)壓電源，具有雙向抗干擾功能，能濾除電網各種脈沖和浪涌電壓，穩(wěn)壓范圍達120300 V。并將UPS(2 000 W)與上位機聯(lián)接，一旦供電系統(tǒng)中斷，UPS電源的電池組經逆變輸出交流電，使上位機有一定時間進行數(shù)據(jù)處理，以便得電后正常工作，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。3.2 設置阻容吸收回路在SBR控制系統(tǒng)中，由于現(xiàn)場電氣設備較多，而且PLC的I/O信號均由繼電器的無源觸點給

41、出，大量的繼電器被用于控制系統(tǒng)中，加上現(xiàn)場條件較差，靈敏度較高(吸合電壓較低)的繼電器本身受到線路布線的影響而產生誤動作。為此，考慮在繼電器線圈兩端并聯(lián)RC吸收回路(如圖2)，其中電阻值可在1001 000 之間，電容在0.031 F之間選用，但須注意電阻的阻值和電容耐壓要有余量。實踐證明這是一種簡單有效的方法。3.3 過程通道的抗干擾過程通道指前向接口和后向接口與PLC之間進行信息傳輸?shù)穆窂?。在過程通道中長線傳輸?shù)母蓴_是主要因素，當系統(tǒng)的主頻為4 MHz，傳輸線長度0.3m時，即成為長線傳輸。為保證長線傳輸?shù)目煽啃裕扇〉拇胧┯泄怆婑詈细綦x、電流傳輸和雙絞線傳輸?shù)取? 結論蓮花味精集團污水處

42、理工程自動控制系統(tǒng)已完成從設計到施工、安裝、調試直至最后投入正式運行的全部工作。該系統(tǒng)不僅按污水處理工藝要求達到了自動控制的目的，而且保證污水達標排放?？偨Y起來具有以下特點： 系統(tǒng)設計合理，PLC、上位機、電氣柜、儀表的選型注意從先進性、穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，同時兼顧經濟性，使整套控制系統(tǒng)在保證長期安全運行的基礎上，價格達到最低。 本系統(tǒng)以PLC為核心，完成對SBR反應池的自動控制，在軟件編制方面嚴格按工藝時序要求，全面考慮了現(xiàn)場在出現(xiàn)特殊情況下程序連續(xù)運行，與以往污水廠自控系統(tǒng)以監(jiān)測為主的情況有本質的區(qū)別。 監(jiān)測管理計算機實時監(jiān)測整個系統(tǒng)，工藝流程圖生動形象，操作人員一目了然地了解現(xiàn)場工藝、電

43、氣設備的運行狀況，并根據(jù)工藝情況隨時在線修改參數(shù)。 系統(tǒng)具有很強的抗干擾性，無論從計算機電源系統(tǒng)還是硬件的選擇到電纜的敷設接地等都充分考慮此問題，因此穩(wěn)定性好、可靠性高，大大減輕了工人的勞動強度，每班操作人數(shù)從5人降低到2人。污水處理改擴建工程-自動化監(jiān)控系統(tǒng)一、系統(tǒng)概述 本工程自控系統(tǒng)的控制級別設置為三層： 第一層 現(xiàn)場手動控制 在各電氣站點設置現(xiàn)場手動控制箱，可單獨啟停各測試設備及各執(zhí)行機構。 第二層 PLC邏輯聯(lián)動控制 由PLC根據(jù)現(xiàn)場各測試設備采集的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)設備運行邏輯關系，自動控制各站點內的電氣設備運行狀態(tài)。 第三層 中央控制 計算機監(jiān)測、修改PLC控制參數(shù)、上位機點動控制，實現(xiàn)實

44、時監(jiān)控。 手動控制及自動控制可以分別通過機房或中央控制室的“手自動轉換開關”進行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。 中央控制計算機能對整個系統(tǒng)的污水處理過程進行實時監(jiān)測與控制，隨時跟蹤接收PLC的數(shù)據(jù)信號，能對各種類型模擬量進行巡回檢測，對各種類型故障進行報警或不達標報警。 并具備實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的分析及處理能力，對主要工藝流程進行動態(tài)模擬、趨勢分析、制表打印、繪制曲線；對主要數(shù)據(jù)永久性保存。且在CRT上顯示整個工藝流程或局部環(huán)節(jié)的直觀動態(tài)彩色畫面，并通過嵌入式大屏幕，動態(tài)顯示工藝流程各主要部件的運行狀態(tài)。 借助電話線路及MODEM卡可實現(xiàn)遠程監(jiān)測，監(jiān)視整個系統(tǒng)

45、的運行狀態(tài)，便于快速解決問題排除故障。二、硬件系統(tǒng)配置 現(xiàn)場總線技術 本系統(tǒng)采用最先進的現(xiàn)場總線技術（PROFIBUS），它可將現(xiàn)場所有的分布式自動化設備，包括自動化智能儀表、傳感器、執(zhí)行機構和變送器，通過公共總線直接構成網絡。其最大優(yōu)點是： 1、盡管現(xiàn)場的儀表、傳感器、執(zhí)行機構總數(shù)多至數(shù)百點，也只需要鋪設一根通訊電纜就能將所有的測點數(shù)據(jù)傳送到目的地。這就大大地減輕布線工作量，降低線纜成本，便于安裝和便于維修保養(yǎng)。 2、在過程控制中具有更高的可靠性和透明性，更快的數(shù)據(jù)交換速度，即使距離遠至數(shù)公里，所有信息也能在毫秒級時間內傳送到目的地。 3、實現(xiàn)開放式現(xiàn)場總線后，系統(tǒng)內所有自動化設備（PLC機

46、、PC機、人-機接口系統(tǒng)、以及傳感器和執(zhí)行機構）都可以經過統(tǒng)一的總線進行數(shù)據(jù)交換和通信。 4、連網及擴展性能超群：可通過SIMATIC網絡能將企業(yè)管理層、污水處理控制層、現(xiàn)場自動化設備層天衣無縫地集成為一個網絡系統(tǒng)。今后如需要增加現(xiàn)場測點或控制點，可直接掛接在總線上，也不必更改原來的系統(tǒng)結構及布線框架。 監(jiān)控內容簡介 根據(jù)用戶提供的控制儀表清單： 超聲波液位計（PROSONIC FDU81） 8臺； 在線氨氮儀（PHOX625/100/01） 1臺； 氨氮儀過濾裝置（PHOX750-665） 1臺； 電磁流量計（IFM4100 DN250） 2 臺； 在線溶氧儀（CYH101-D） 4 臺；

47、在線流量計（LZB-50） 3 臺； 在線PH/T計（CPM152） 3 臺； 電磁流量計（IFM4100 DN25） 2 臺； 電磁流量計（IFM4100 DN32） 2 臺； 上述儀表數(shù)量可大致確定輸入模擬量約為21點，輸入與輸出開關量分別約為32點，輸出模擬量約為21點。 在線實時工藝控制 內容包括： 磷鹽加藥量控制 根據(jù)電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制調節(jié)池的磷營養(yǎng)鹽加藥量（控制定量投加泵），構成閉環(huán)控制。 pH值控制 由PLC根據(jù)在線PH計測定的輸入量，控制純堿加藥量，構成閉環(huán)控制。 甲醇加藥量控制 根據(jù)電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制缺氧池的甲醇加藥量（控制定量

48、投加泵），構成閉環(huán)控制。 純堿加藥量控制 根據(jù)電磁流量計輸入量，由PLC的輸出模塊，控制氧化池的純堿加藥量（控制定量投加泵），構成閉環(huán)控制。 進水氨氮濃度控制 由PLC根據(jù)在線氨氮儀輸入量，控制甲醇加藥量，構成閉環(huán)控制。 好氧池溶解氧控制 由PLC根據(jù)在線氧氣流量計輸入量，控制供氧泵供氧量。 進水溫度控制 由PLC根據(jù)水溫測定探頭輸入量，控制進水溫度。 污泥泵啟仃控制 由PLC輸出控制污泥泵的啟仃開關。 加藥泵液位控制 由PLC根據(jù)超聲波液位計輸入量，控制水泵啟停時間。 二沉池排泥程序控制 主要設備運行參數(shù)監(jiān)控等 聲光報警 可實時顯示最新報警點的報警信息，同時伴有聲光報警，按下消警按鈕后，可消

49、除報警聲音。并按時間順序排列，自動記錄在計算機的報警數(shù)據(jù)庫中。 報警級別可分三級：一般報警；嚴重報警；致命故障； 一般報警時，僅給出警告，以供參考，設備仍舊按即定程序進行。 嚴重報警時，系統(tǒng)除報警外，該部分設備自動切換到備用設備，其余設備仍舊按即定程序進行。 致命故障時，系統(tǒng)除報警外，自動將系統(tǒng)切換到手動狀態(tài)。三、軟件系統(tǒng)編制 操作系統(tǒng)軟件包（Intouch 5.6 組態(tài)軟件及動態(tài)鏈接庫） 1、Intouch 5.6 組態(tài)軟件 InTouch 的設計支持建立獨立式和分布式應用程序。獨立式應用程序指的是每個監(jiān)視的系統(tǒng)只使用一個操作者界面（OI），如污水處理控制，獨立式的應用程序通常更容易配置，小

50、到沒有網絡，只需要簡單的維護。而分布式應用程序復雜得多，常常有好幾層網絡。典型的分布式應用程序有一個中央控制室計算機，集中式數(shù)據(jù)存儲和一群與中央控制室計算機互相作用的客戶站， InTouch 提供許多建立和維護分布式應用程序非常便利的功能。最強有力的一個是網絡應用程序開發(fā)（ NAD ）。NAD 允許許多客戶站共同擁有一個應用程序的備份而不限制對這個應用程序的開發(fā)。InTouch NAD 在應用程序變化時也提供向這些客戶站的自動通知的功能。 InTouch 5.6包括以下功能： 分布式報警系統(tǒng): 新的分布式系統(tǒng)可同時支持多個報警服務器或“報警供應器”。使操作人員可以同時觀察、了解多個遠程地點的信

51、息。 分布式歷史記錄: 分布式歷史趨勢系統(tǒng)使你能動態(tài)地給趨勢圖表的每個筆確定不同的歷史文件數(shù)據(jù)源。 動態(tài)分辨率轉換 可以在一種分辨率下開發(fā)應用程序，而無需改動應用程序就能在另一種分辨率下運行它。應用程序還可以不按顯示分辨率而按用戶定義的分辨率運行。 動態(tài)引用定址 可以通過改變數(shù)據(jù)源的引用字段來動態(tài)地尋址標記名的多個數(shù)據(jù)源。 網絡應用程序開發(fā) 新的遠程開發(fā)功能提供了大型、多節(jié)點的安裝，包括從一個開發(fā)工作站上修改網上的所有節(jié)點的能力。 2、動態(tài)鏈接庫 PLC與PC機的I/O通訊編程： 數(shù)據(jù)的更新通過通訊模塊傳送到各個數(shù)據(jù)處理輸入輸出接點上，實現(xiàn)各個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)刷新，當通訊發(fā)生故障應具有故

52、障判斷和故障恢復功能，要考慮數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全保證措施，即提供“冗余（redundancy）”存儲方式。 動態(tài)鏈接庫可供各種應用程序調用動態(tài)鏈接庫中的過程，完成窗口與圖形的顯示、內存管理等任務。應用程序編程接口（Application Programming Interface）使操作系統(tǒng)能支持并供應用程序對設計窗口、設計控件進行控制。 3、運行及監(jiān)控軟件包（過程指令模塊） 運行及監(jiān)控軟件的模塊功能： a) 提供對模擬數(shù)據(jù)量及開關量讀寫，允許用戶設置報警極限并確認報警； b) 將模擬輸入量與用戶自定義值進行比較，調節(jié)過程變量接近設定值； c) 根據(jù)各路模擬量值或操作員輸入，輸出相應的數(shù)字式開關量

53、； d) 提供動態(tài)過程仿真，包括根據(jù)數(shù)字近似值或經驗值產生提前或滯后量； e) 從不同的數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換成數(shù)據(jù)庫需要的格式； f) 執(zhí)行邏輯控制，檢測事件，根據(jù)需求對數(shù)據(jù)庫進行寫操作； g) 可以根據(jù)報警定義檢測數(shù)據(jù)產生報警，讀取網絡報警啟動隊列并使用報警匯總。 4、編制應用程序顯示界面 利用InTouch 5.6 組態(tài)軟件及VB 5.0 應用軟件編制以下動態(tài)顯示界面： a) 污水處理監(jiān)控系統(tǒng)總圖； b) 污水處理裝置動態(tài)工藝流程圖； c) 污水處理裝置自動控制系統(tǒng)圖； d) 污水處理裝置動力配電系統(tǒng)圖； e) 各主要設備運行動態(tài)圖； f) 各主要單體工藝運行動態(tài)圖； g) 歷史紀錄顯示表圖； h) 報警記錄顯示表圖； i) 系統(tǒng)自診斷圖等。 5、編制數(shù)據(jù)庫：調用數(shù)據(jù)庫對象鏈接接口（ODBC） a) 根據(jù)用戶測點表編制數(shù)據(jù)字典，定義各類變量及其