基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、中文摘要近年來，污水處理廠已成為各個(gè)城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，尤其是中小城市，新建或擴(kuò)建污水處理廠已成為當(dāng)?shù)卣纳迫嗣裆钏降念^等大事。隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，污水處理廠的自動(dòng)化水平也相應(yīng)提高。而PLC控制器以其技術(shù)成熟、通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比較高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文介紹了工廠處理的基本工藝和流程，并通過研究設(shè)計(jì)一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)，文章首先介紹了基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、工作原理以及設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。

2、先根據(jù)污水處理要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電器控制與自動(dòng)控制線路，主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào)故障信號(hào)，然后按照工藝要求設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，其他包括PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制PLC程序，最后利用組態(tài)來實(shí)現(xiàn)污水處理的仿真。關(guān)鍵詞：PLC 污水處理 ABSTRACT In recent years, sewage treatment plant has already become one of the most important infrastructures in every city, and especially in small and medium-sized ones,

3、 to build and expand such plants has been on the local governments top agenda to improve peoples life . With the development and improvement of automation technique and computer technology, automation level of sewage treatment plants has also made a corresponding leap. With PLC has series of merits

4、such as: mature technique, fine universal property, high reliability , flexible to install, convenient to expand, excellent cost performance, etc, while have enabled it gain a more and more widespread application in industrial control. This paper introduces the basic technology of processing factory

5、 and process, and through the study design a set of based on PLC control sewage system of, the 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, th

6、e basic principles and steps, to explain in wastewater treatment process of PLC application. According to the first sewage treatment equipment design requirement for the electric control and automatic control circuit, mainly including equipment and stop, state signal fault signal, and then according

7、 to requirement of process design PLC control system, including the type selection, other PLC system resources configuration, and according to the sewage treatment process of PLC program, finally, using the configuration to implement the simulation of the sewage treatment.Keywords: PLC, Sewage treat

8、ment目 錄第一章緒論51.1設(shè)計(jì)課題的目的和意義51.2我國(guó)水資源基本情況51.3 水污染概述6第二章PLC概念及組態(tài)技術(shù)簡(jiǎn)介72.1 PLC概念72.1.1PLC的基本概念72.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)72.1.3 PLC的工作原理72.1.4 PLC選型9第三章基于PLC的工業(yè)污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.1 課題研究的內(nèi)容113.1.1系統(tǒng)組成113.1.2工藝流程123.1.3控制任務(wù)和要求133.2軟件部分的設(shè)計(jì)143.2.1 PLC輸入輸出分配143.2.2繪制PLC輸入輸出接線端子圖153.2.3 流程圖163.2.4 軟件的仿真17第四章 組態(tài)的設(shè)計(jì)204.1組態(tài)技術(shù)簡(jiǎn)介204.

9、1.1組態(tài)技術(shù)概述204.1.2組態(tài)軟件的特點(diǎn)204.1.3組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)思想204.2組態(tài)的使用214.2.1新建工程214.2.2建立畫面214.2.3外部設(shè)備及I/O變量定義214.2.4定義I/O變量224.2.5建立動(dòng)畫連接224.2.6組態(tài)仿真23參考文獻(xiàn)26附錄 A27致謝33第一章緒論1.1設(shè)計(jì)課題的目的和意義可編程序控制器（PLC）作為現(xiàn)代化的自動(dòng)控制裝置已普遍應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，是生產(chǎn)過程自動(dòng)化必不可少的智能控制設(shè)備。掌握PLC的組成原理及編程方法，熟悉PLC的應(yīng)用技巧，是每一位機(jī)電類專業(yè)技術(shù)人員必須具備的基本能力之一。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)環(huán)保事業(yè)也越來越重視

10、，越來越多的污水處理廠正在興建或待建中，只要稍上規(guī)模的污水處理廠，無一例外地都使用了PLC作為其自控系統(tǒng)的主要設(shè)備。 工業(yè)污水處理自動(dòng)控制近年來一直是控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。伴隨著技術(shù)進(jìn)步、工藝改進(jìn)、系統(tǒng)完善的同時(shí)，對(duì)工業(yè)污水處理的控制也提出了更高的要求。環(huán)境科學(xué)是新興的、綜合性的邊緣科學(xué)。它涉及的面廣，綜合性強(qiáng)，體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)新開端。成為當(dāng)前科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)研究的課題之一。世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來不同程度的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。中國(guó)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被

11、列入世界環(huán)保組織日程。建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)和和諧社會(huì)、保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。1.2我國(guó)水資源基本情況與水污染概述（1）我國(guó)水資源基本情況我國(guó)的“水”存在兩大主要問題：一是水資源短缺，二是水污染嚴(yán)重。 有資料顯示，我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。人均可利用水資源量?jī)H為900立方米，并且分布極不均衡。20世紀(jì)末，全國(guó)600多座城市中有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國(guó)城市缺水總量為60億立方米。

12、據(jù)監(jiān)測(cè)，全國(guó)廢污水排放量由1980年的315億噸增加到2002年的631億噸。多數(shù)城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趨勢(shì)。嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和健康。 為緩解嚴(yán)峻的水形勢(shì)：一是節(jié)水優(yōu)先,二是治污為本。我國(guó)目前還有大量的工業(yè)企業(yè)仍然是粗放型的生產(chǎn)模式，工業(yè)廢水處理并不理想，還有大量的污染物排入了江河湖泊中，污染程度已經(jīng)超過了河流湖泊自身的環(huán)境容量。三是多渠道開源。另外，現(xiàn)世界各國(guó)紛紛轉(zhuǎn)向非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)。包括：雨水、再生的污廢水、海水、空中水資源。 據(jù)介紹，目前我國(guó)工業(yè)用水重復(fù)利用率只有60%，城市廢水利用幾乎沒有。而以色列的城市廢水利用達(dá)到90%，美國(guó)的洛杉磯也是利用處理過

13、的城市廢水澆灌綠地。城市廢水的再利用不僅減少了污染，還可以緩解水資源緊張的矛盾。另外，隨著技術(shù)進(jìn)步，海水淡化成本趨低，并且海水可以直接用作工業(yè)冷卻用水和沖洗用水。香港很多公用衛(wèi)生場(chǎng)所的沖洗就是采用海水。中國(guó)政府水行政主管部門自1988年中華人民共和國(guó)水法頒布起，就確定每年的7月17日為中國(guó)水周?？紤]到世界水日與中國(guó)水周的主旨和內(nèi)容基本相同，從1994年開始，把中國(guó)水周的時(shí)間改為每年的3月2228日，進(jìn)一步提高全社會(huì)關(guān)心水、愛惜水、保護(hù)水和水憂患意識(shí)，促進(jìn)水資源的開發(fā)、利用、保護(hù)和管理。（2）水污染概述 水污染是指污染物進(jìn)入水體，引進(jìn)水質(zhì)惡化，使水的使用價(jià)值降低的現(xiàn)象。水污染一般指： 水中污染物

14、的數(shù)量超過了水體自凈能力； 污染物數(shù)量達(dá)到破壞水的原有用途的程度； 污染物含量超過了水中該物質(zhì)的本底值，影響了水的用途。衡量水污染程度一般根據(jù)水中某種污染物深度的高低和各種水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)與分類。 一、水污染類型劃分水污染類型的方法很多，主要有： 按水存在形式劃分，有地表水污染與地下水污染； 按污染物劃分，有汞污染，酚污染、有機(jī)物水污染、熱污染等； 按污染物屬性劃分，有物理水污染、化學(xué)水污染和生物水污染； 按水域分類，有河流污染、湖泊污染、水庫(kù)污染、海洋污染等。二、污染物來源 工業(yè)廢水。 廢水中有毒、有害物質(zhì)成分復(fù)雜，是造成目前世界性水污染的主要原因。 農(nóng)田排水。 施用的化肥、農(nóng)藥，隨農(nóng)田排

15、水、地表徑流注入水體。 生活污水。 成分復(fù)雜，以耗氧有機(jī)物最多。 城市垃圾和工業(yè)廢渣。 垃圾和廢渣傾入水中或堆積在水域附近，經(jīng)水的溶解或浸漬作用，使垃圾和廢渣中有毒有害成分進(jìn)入水中。 大氣的。 大氣中污染物種類很多，可以直接降落或溶于雨雪后降落入水體。 天然污染物。 火山爆發(fā)和特殊地層，會(huì)使某些有毒物質(zhì)進(jìn)入水體。第二章PLC概念及組態(tài)技術(shù)簡(jiǎn)介2.1 PLC概念2.1.1PLC的基本概念可編程控制器(ProgrammableController)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡(jiǎn)

16、稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。2.1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。由如下幾部分組成：a. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投

17、入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。b、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。c、電源 P

18、LC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。2.1.3 PLC的工作原理一、掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行下述三個(gè)階段。輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)

19、束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行

20、該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列

21、次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。二、PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。 為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。 以上兩個(gè)主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)

22、算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。 所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。本文仿真是用西門子S7-200系列，針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它最多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和PROFIBUS兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。 其中的擴(kuò)展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）24VDC和120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）24VDC和繼電器；模擬量輸入模塊（AI）電壓、電流、

23、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊電壓和電流。還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展S7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。CPU設(shè)計(jì) 有3種手動(dòng)選擇操作模式：STOP停機(jī)模式，不執(zhí)行程序；TERM運(yùn)行程序，可以通過編程器進(jìn)行讀/寫訪問；RUN運(yùn)行程序，通過編程器僅能進(jìn)行讀操作。 狀態(tài)指示器（LED）：SF系統(tǒng)錯(cuò)誤或（和）CPU內(nèi)部錯(cuò)誤；RUN運(yùn)行模式，綠燈；STOP停機(jī)模，黃燈；DP分布式I/O（僅對(duì)CPU-215）。存儲(chǔ)器卡用來在沒電的情況下不需要電池就可以保

24、存用戶程序。PPI口用來連接編程設(shè)備、文本顯示器或其他CPU。2.1.4 PLC選型PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，在本系統(tǒng)中PLC代替了原先的硬接線的控制邏輯電路，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)控制。PLC較原先的繼電器控制有下列有點(diǎn)：(1)控制程序可改變?cè)谖鬯畯S生產(chǎn)工藝或流程改變的情況下，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只要改變相應(yīng)的程序就可滿足用戶的要求。(2)適用于工業(yè)環(huán)境，具有高可靠性PLC產(chǎn)品的平均無故障時(shí)間達(dá)5年以上，因而它是一種高可靠的產(chǎn)品，大大地提高了生產(chǎn)設(shè)備的工作效率。(3)PLC功能齊全一般PLC具有開關(guān)量及模擬量輸入/輸出、定時(shí)、計(jì)數(shù)、邏輯和算術(shù)運(yùn)算，順序控制，PID調(diào)節(jié)，通信等功能。除了應(yīng)用

25、于開關(guān)量控制系統(tǒng)外，也可用于連續(xù)的流程控制系統(tǒng)，從而使污水處理設(shè)備的控制水平大大提高。(4)易掌握，便于維護(hù)使用人員只需掌握工程上通用的梯形圖語(yǔ)言就可進(jìn)行用戶程序的編程和調(diào)試。因此，即使不懂計(jì)算機(jī)的人，也能掌握PLC，又由于PLC具有自珍斷的功能，因而較容易進(jìn)行維護(hù)，查找出故障原因，由于PLC自身的高可靠性，也使其故障率幾乎降至于零。正是PLC具有這么多的優(yōu)點(diǎn)，才能使越來越多的PLC應(yīng)用到污水處理廠中。本文采用了西門子S7-200系列。第三章基于PLC的工業(yè)污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 課題研究的內(nèi)容3.1.1系統(tǒng)組成由2臺(tái)磁濾器，10只電磁閥和連接管道組成的2臺(tái)機(jī)組組成，如下圖3.1-1所示。圖3

26、.1-1污水處理系統(tǒng)的組成 3.1.2工藝流程該污水處理系統(tǒng)的工藝流程圖，如下圖3.1-2所示。3.1-2污水處理的工藝流程圖污水進(jìn)化處理分為兩道工序，以1號(hào)機(jī)組為例。（1）濾水工序：打開進(jìn)水閥和出水閥，污水流經(jīng)磁濾器，如果磁濾器的線圈一直通電，則污水的氧化鐵雜質(zhì)會(huì)附著在磁鐵上，使水箱中流出的是凈化水。（2）反洗工序：濾水一段時(shí)間后，必須清洗附著在磁鐵上的氧化鐵雜質(zhì)，這時(shí)只要切斷磁濾器線圈的電源，關(guān)閉進(jìn)水閥和出水閥，打開排污閥和空氣壓縮閥，讓壓縮空氣強(qiáng)行把水箱中的水打入磁濾器中沖洗磁鐵，去掉附著的氧化鐵雜質(zhì)，使沖洗后的污水流入污水池，進(jìn)行二次處理。3.1.3控制任務(wù)和要求（1）兩臺(tái)機(jī)組的濾水工

27、序，可單獨(dú)進(jìn)行也可同時(shí)進(jìn)行。而反洗工序只允許單臺(tái)機(jī)組進(jìn)行工作，一臺(tái)機(jī)組反洗時(shí)，另一臺(tái)必須等待，兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)要求反洗時(shí)，1號(hào)機(jī)組優(yōu)先。（2）為保證濾水工序的正常進(jìn)行，在每臺(tái)機(jī)組的管道上均安裝了壓差檢測(cè)儀表，只要出現(xiàn)了“管壓高差”的信號(hào)，則應(yīng)立即停止濾水工序，自動(dòng)進(jìn)入反洗工序。（3）如果某一輸出信號(hào)不正常，要立即停止系統(tǒng)工作，這樣可避免發(fā)生事故。注：兩臺(tái)機(jī)組有獨(dú)立的啟動(dòng)、停止按鈕?！肮軌焊卟睢睓z測(cè)和反洗鈴在每臺(tái)機(jī)組上均單獨(dú)配置。3.2軟件部分的設(shè)計(jì)3.2.1 PLC輸入輸出分配工業(yè)污水處理系統(tǒng)PLC輸入輸出分配表，如表3.2-1所示。表3.2-1工業(yè)污水處理系統(tǒng)PLC輸入輸出分配表3.2.2繪制P

28、LC輸入輸出接線端子圖工業(yè)污水處理系統(tǒng)PLC接線圖，如圖3.2-1所示。圖3.2-1工業(yè)污水處理系統(tǒng)PLC接線圖3.2.3 流程圖工業(yè)污水控制系統(tǒng)流程圖以1號(hào)機(jī)組為例，如圖3.2-2所示。圖3.2-2工業(yè)污水控制系統(tǒng)流程圖梯形圖見附錄A。3.2.4 軟件的仿真 1、如果兩機(jī)組同時(shí)開始工作，進(jìn)入反洗工序時(shí)，1號(hào)機(jī)組優(yōu)先工作，2號(hào)機(jī)組等待。 1號(hào)機(jī)組進(jìn)入反洗工序，接通空氣壓縮閥、排污閥和反洗鈴?？諝鈮嚎s閥、排污閥和反洗鈴工作，PLC監(jiān)控如下圖3.2-3所示。圖3.2-31號(hào)機(jī)組進(jìn)入反洗工序2號(hào)機(jī)組等待，1號(hào)機(jī)組工作時(shí)，2號(hào)機(jī)組不工作，等1號(hào)機(jī)組反洗工作完成后，再進(jìn)入反洗工作，PLC監(jiān)控如下圖3.2

29、- 4所示。圖3.2- 4 2號(hào)機(jī)組等待2、當(dāng)出現(xiàn)“管壓差高”信號(hào)時(shí)，立即停止濾水工序，自動(dòng)進(jìn)入反洗工序。“管壓差高”信號(hào)出現(xiàn)，Q0.6閃下一下，立即停止正在進(jìn)行的濾水工作，Q0.0，Q0.2，Q0.4燈滅，PLC監(jiān)控如下圖3.2-5所示。圖3.2-5“管壓差高”信號(hào)出現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)入反洗工序，Q0.1，Q0.3，Q0.5開始工作，PLC監(jiān)控如下圖3.2-6所示。圖3.2-6 自動(dòng)進(jìn)入反洗工序3、當(dāng)污水二次處理完后，計(jì)數(shù)器計(jì)滿2次，Q0.7亮，表示工作完成，PLC監(jiān)控如下圖3.2-7所示。 圖3.2-7 工作完成第四章 組態(tài)的設(shè)計(jì)4.1組態(tài)技術(shù)簡(jiǎn)介4.1.1組態(tài)技術(shù)概述在傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案中，自動(dòng)

30、化控制實(shí)際上是由各種獨(dú)立的、分離的技術(shù)和不同廠家的產(chǎn)品來搭配起來的，比如一個(gè)大型工廠經(jīng)常是由過程控制系統(tǒng)、可編程控制器、上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、SCADA系統(tǒng)和人機(jī)界面產(chǎn)品共同進(jìn)行控制。為了把所有這些產(chǎn)品組合在一起，需要采用各種類型和不同廠商的接口軟件和硬件來連接、配置和調(diào)試，這個(gè)過程就稱為工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)的組態(tài)。簡(jiǎn)單來講，組態(tài)的概念最早來自英文Configuration，含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到使計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)，滿足使用者的要求。4.1.2組態(tài)軟件的特點(diǎn)組態(tài)軟件最突出的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)多任務(wù)。例如，數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實(shí)現(xiàn)、圖形顯示及人機(jī)對(duì)

31、話、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索管理、實(shí)時(shí)通信等多個(gè)任務(wù)要同在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。下面是組態(tài)軟件主要解決的問題。1、如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2、使來自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫面上的各元素關(guān)聯(lián)起來。3、處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警。4、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢。5、各類報(bào)表的生成和打印輸出。6、為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，刊物儀適用不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。7、最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。8、具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。4.1.3組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)思想在單任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境下（例如MS-DOS），要想讓組態(tài)軟件具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，就必須利用中斷技術(shù)，這種環(huán)境下的開發(fā)工具簡(jiǎn)單，軟件

32、編制難度大，目前運(yùn)行于MS-DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件基本上已經(jīng)退出市場(chǎng)。在多任務(wù)環(huán)境下，由于操作系統(tǒng)直接支持多任務(wù)，組態(tài)軟件的性能得到了全面加強(qiáng)。因此組態(tài)軟件一般都由若干組件構(gòu)成，而且組件的數(shù)量在不斷增加，功能不斷加強(qiáng)。各組態(tài)軟件普遍使用了“面向?qū)ο蟆保∣bject Oriented）的編程和設(shè)計(jì)方法，使軟件更加易于學(xué)習(xí)和掌握，功能也更強(qiáng)大。一般組態(tài)軟件都由下列組件組成：圖形界面系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、第三方程序接口組件、控制功能組件。4.2組態(tài)的使用4.2.1新建工程 啟動(dòng)“組態(tài)王”， 選擇菜單“文件新建工程”或單擊“新建”按鈕，單擊“下一步”繼續(xù)，在工程路徑文本框中輸入一個(gè)有效的工程路徑，單擊

33、“完成”完成工程的新建。4.2.2建立畫面進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“文件畫面”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。開始畫圖。4.2.3外部設(shè)備及I/O變量定義1、選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“設(shè)備COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А?，如圖4.2-1所示。圖4.2-1 設(shè)備配置向?qū)?、選擇“S7-200系列”的“PPO”項(xiàng)，單擊“下一步”；3、為外部設(shè)備取一個(gè)名稱，輸入PLC，單擊“下一步”；4、為設(shè)備選擇連接串口，假設(shè)為COM1，單擊“下一步”；5、填寫設(shè)備地址，假設(shè)為2，單擊