基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(共46頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上圖書分類號(hào)：密 級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)DESIGN OF SEWAGE TREATMENT CONTROL SYSTEM 專心-專注-專業(yè)摘要隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，污水排放嚴(yán)重危害到了人們的生活環(huán)境質(zhì)量，設(shè)計(jì)一種有效的污水處理控制系統(tǒng)具有重要意義。本文通過比較國內(nèi)外污水處理控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于PLC技術(shù)的污水處理控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下：(1)敘述了污水處理的基本原理，完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并繪制了系統(tǒng)硬件主電路圖、電源控制電路圖和PLC控制電路原理圖；(2)應(yīng)用PLC技術(shù)，完成了對(duì)總系統(tǒng)的手控和自控模式轉(zhuǎn)換以及系統(tǒng)各部分啟停在自

2、控模式下運(yùn)行的軟件設(shè)計(jì)；(3)應(yīng)用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)流程的監(jiān)控和操作。仿真調(diào)試表明，本論文設(shè)計(jì)的污水處理控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)效率高、可靠性高、工序流程易實(shí)現(xiàn)、操作簡便等特點(diǎn)，可滿足污水處理流程的自動(dòng)控制需要。關(guān)鍵詞 污水處理；PLC；軟件設(shè)計(jì)；組態(tài)軟件AbstractWith the development of society and economy,the discharged sewage is seriously harmful to the quality of people's living environment,the design of an efficient sew

3、age treatment control system has important significance.Comparing with the domestic sewage treatment control system, the thesis designed a sewage treatment control system that was based on the technology of PLC,the specific contents are as follows:(1)Described the basic principle of sewage treatment

4、,completed the overall design of the system,and drawed the system hardware the main circuit,power supply control circuit and PLC control circuit;(2)With the technology of PLC,completed the software design of a total system for the conversion between hand control and automatic control mode,and each p

5、art of the system's starting and stopping in automatic control mode;(3)It had finished monitoring and operating the system's processes,using the software of configuration.Simulation experiments showed that, the design of sewage treatment control system has the advantages of high production e

6、fficiency, high reliability, easy realization of process flow, simple operation,and so on .It can meet the need of automatic control of sewage treatment process.Keywords sewage treatment PLC software design configuration software目 錄1.3 污水處理的研究現(xiàn)狀11.4 本文研究的主要內(nèi)容與章節(jié)安排2 2.1.2 常用污水處理基本原理32.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3 2.2.

7、1 工藝總流程設(shè)計(jì)3 2.2.2 系統(tǒng)各部分功能分析42.3 本章小結(jié)5 3.2 污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)6 3.2.1 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)6 3.2.2 控制系統(tǒng)硬件主電路設(shè)計(jì)7 3.2.3 PLC的I/O資源配置93.3 本章小結(jié)114 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)124.1 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體概述12 4.1.1 手動(dòng)控制模式12 4.1.2 自動(dòng)控制模式134.2 污水處理各個(gè)部分軟件的設(shè)計(jì)14 4.2.1 粗細(xì)格柵系統(tǒng)程序14 4.2.2 進(jìn)水泵程序15 4.2.3 污泥回流泵程序16 4.2.4 模擬/數(shù)字量間的轉(zhuǎn)換184.3 本章小結(jié)205 組態(tài)軟件在本系統(tǒng)中的應(yīng)用215.1

8、 對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的要求215.2 上位機(jī)的設(shè)計(jì)21 5.2.1 定義數(shù)據(jù)對(duì)象21 5.2.2主畫面的設(shè)計(jì)22 5.2.3聯(lián)機(jī)調(diào)試285.3 本章小結(jié)3123451 緒論1.1 研究背景地球表面雖然被水覆蓋的面積超過地球總面積的一半，但能被利用的水資源僅占其中很小很小的一部分。我國的水資源分布不均，人口數(shù)目龐大，因此我國的人均淡水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界淡水人均資源量。世界上平均每天大約有200噸的垃圾被隨意地倒入河流、湖泊和小溪，造成了本就短缺的淡水資源的污染，這對(duì)于很多正在面臨著嚴(yán)重缺水的國家無非是個(gè)大危機(jī)。國家和各地方的管理人員應(yīng)該逐漸加強(qiáng)在保護(hù)環(huán)境這塊的意識(shí)，增加在這一塊發(fā)展上的投資和建設(shè)措

9、施。近年來，我國在污水處理這個(gè)行業(yè)上得到了快速的發(fā)展，每年處理的污水總量在不斷地增加，處理的效率也在逐漸得到提高。由此，我國應(yīng)制定和完善一系列的法律法規(guī)來促進(jìn)污水處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建立一套較為完整的監(jiān)控體制來保證這個(gè)行業(yè)的平穩(wěn)的發(fā)展和擴(kuò)大，努力將污水處理這個(gè)行業(yè)發(fā)展的更加市場化和產(chǎn)業(yè)化。污水處理行業(yè)在我國有著很可觀的發(fā)展前景，未來我國在此行業(yè)上的道路令人憧憬1。1.2 研究意義每個(gè)國家在經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展下，各種工業(yè)也得到相應(yīng)的發(fā)展來適應(yīng)人們?nèi)粘Ｉ钪械母鞣N需求，不管是人們?nèi)粘＿€是工業(yè)生產(chǎn)都離不開水的供應(yīng)，隨之同時(shí)也產(chǎn)生了大量的污水。如果這些污水在沒有被凈化的狀況下排出，必然會(huì)給周遭的環(huán)境造成一

10、定程度的污染。我國處于缺失狀態(tài)的城市就有幾百個(gè)，這幾百個(gè)城市中有部分是長期處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)的城市，根據(jù)有關(guān)的分析和統(tǒng)計(jì)，全國按照人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)水的正常需求，每年的缺水總量將達(dá)300億立方米左右，其中因?yàn)槿彼鴮?dǎo)致的經(jīng)濟(jì)上的損失就有幾千億人民幣之多。水資源的缺乏已經(jīng)對(duì)人民的日常生活造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響，同時(shí)對(duì)國家在經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面的也有很大的影響。污水不能隨意排放，應(yīng)該用一定科學(xué)的程序凈化之后再合理被利用。因此，建設(shè)出符合我國發(fā)展情況的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于降低污水處理成本、改善周圍環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展都具有重大的意義。1.3 污水處理的研究現(xiàn)狀隨著當(dāng)今在自動(dòng)控制技術(shù)、信

11、息通訊技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)方面的迅速發(fā)展，國外的污水處理廠基本在很早之前就能實(shí)現(xiàn)工藝的自動(dòng)控制生產(chǎn)，也取得了相應(yīng)地較好的效益。國外的污水處理工藝主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：在水質(zhì)的分析方面采用儀表的在線分析，能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測到整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)過程中的水質(zhì)變化，上位機(jī)隨時(shí)將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，水質(zhì)得到及時(shí)的分析和反饋；智能控制整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，對(duì)應(yīng)的控制方式可以根據(jù)水質(zhì)的變化來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；采用了相應(yīng)的遙控設(shè)備，其中充分利用到了一些相關(guān)的社會(huì)信息資源。在國內(nèi)，污水處理在控制方式方面采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式并用的方法，同時(shí)自制和引用共同發(fā)展。國內(nèi)污水處理方面在最初發(fā)展之際主要采用的檢測工具是熱工儀表，廠中

12、大都采用集中巡檢；在中期發(fā)展之際主要采用分析儀表和分布式控制系統(tǒng)這兩種檢測技術(shù)；在近些年發(fā)展之際，污水處理工藝主要發(fā)展方向是自動(dòng)控制這個(gè)方面，并獲得了較好的成績。國內(nèi)污水處理工藝主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一些新建起的污水處理廠因?yàn)橐M(jìn)了國外的新技術(shù)，一般都采用了手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式相結(jié)合的主要控制方法。大部分早起建立的污水處理廠仍然達(dá)不到較高的自動(dòng)化控制水平，并且由于國產(chǎn)的儀表在穩(wěn)定性方面還沒法達(dá)到生產(chǎn)的要求，因此國外的儀表被較多的使用著，價(jià)格過于貴的原因?qū)е聸]有得到廣泛的運(yùn)用。目前國內(nèi)的水質(zhì)的檢測主要還是通過實(shí)驗(yàn)人員對(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的檢測來得到結(jié)果；污水廠里的每個(gè)控制站間沒有信息的交換，完全獨(dú)立完

13、成操作；監(jiān)控過程中監(jiān)控系統(tǒng)很少被使用到，沒法對(duì)全廠的每個(gè)部分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；報(bào)表統(tǒng)計(jì)的工作也是由廠里的工作人員到現(xiàn)場手工進(jìn)行記錄后再統(tǒng)計(jì)來完成2。國內(nèi)與國外的污水處理在自動(dòng)控制方面的發(fā)展存在著很大的差距，但是國內(nèi)的自動(dòng)控制這方面的前景應(yīng)用非常廣泛，也有很大的發(fā)展前景。1.4 本文研究的主要內(nèi)容與章節(jié)安排本文論述了污水處理系統(tǒng)的基本方式及其流程的組成部分、PLC技術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中的合理運(yùn)用，主要由以下內(nèi)容組成：1、根據(jù)常用污水處理的基本原理，設(shè)計(jì)了一套污水處理的總體方案。2、介紹了PLC技術(shù)在污水處理工藝上的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了相關(guān)的電氣控制圖和主電路圖。3、對(duì)系統(tǒng)各部分的功能在軟件上的設(shè)計(jì)，及相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)

14、在組態(tài)模擬運(yùn)作上的設(shè)計(jì)。本課題以實(shí)際課題為背景展開工作，主要完成了污水處理的PLC自動(dòng)控制和上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)，主要的章節(jié)安排如下:第1章介紹了選擇研究本課題的背景和意義，并對(duì)此行業(yè)在國內(nèi)外的發(fā)展進(jìn)行了比較。第2章根據(jù)常用的污水處理的基本工作原理，介紹了本文中污水處理工藝的設(shè)計(jì)，并對(duì)流程中各部分的組成進(jìn)行了詳細(xì)的功能解說。第3章介紹了本設(shè)計(jì)中的PLC選型，描述了本設(shè)計(jì)中的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、主電路圖和PLC的I/O資源配置。第4章介紹了污水處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，總體流程軟件方面的設(shè)計(jì)介紹與各不同部分的軟件方面的設(shè)計(jì)解說。第5章介紹了組態(tài)監(jiān)控軟件在系統(tǒng)開發(fā)過程中的應(yīng)用，概述了組態(tài)畫面的設(shè)

15、計(jì)和動(dòng)畫的連接操作。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1 污水處理介紹污水處理是我國水污染和環(huán)境污染的主要原因，這就要求國家將節(jié)水和水資源的保護(hù)當(dāng)做環(huán)境保護(hù)的重要策略，努力完善當(dāng)前在這個(gè)污水處理這個(gè)方面上的基本設(shè)施的建設(shè)。2.1.1 污水處理總體概念 水資源被使用產(chǎn)生的污水絕大多數(shù)情況下都是被直接排放到可利用的水體中，嚴(yán)重污染了環(huán)境，同時(shí)這些沒被處理過的污水中含有很多有害物質(zhì)，有些甚至?xí)谷松?。被處理過的污水一般有三個(gè)排放途徑：1、排放至水體；2、灌溉田地；3、重復(fù)使用。未被處理過的污水中好氧的有機(jī)物的性質(zhì)狀態(tài)穩(wěn)定，微生物利用自己的新陳代謝的功能將有害的有機(jī)物降解為二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定狀態(tài)的

16、無機(jī)物。污水中的有機(jī)物在處理過程主要是靠微生物的分解作用，因此在此環(huán)節(jié)中會(huì)消耗掉水中大量的溶解氧2.1.2 常用污水處理基本原理一般在選擇合適的污水處理工藝時(shí)要根據(jù)處理對(duì)象和處理環(huán)境的不同這兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。因此，要根據(jù)實(shí)際的的污水處理情況和周圍環(huán)境，來認(rèn)真考慮決定采用何種處理工藝完成污水的凈化處理工作。污水處理的一般方法主要有物理、化學(xué)、生物或幾種混合使用的方法。根據(jù)污水處理的實(shí)際情況，這些處理方法可以獨(dú)立地被使用，也可以幾種一起使用。常用的處理方法主要是生物處理方法占主要部分，化學(xué)和物理則是輔助其更充分地完成處理工作3。常用的污水處理中使用的生物處理方法，主要是利用污水中活性污泥所含有的微

17、生物的氧化分解作用達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。污水中的有機(jī)有害物比較不穩(wěn)定，微生物吸附在有機(jī)物的上，消耗水中的溶解氧進(jìn)行氧化作用，將有機(jī)物分解為穩(wěn)定的無機(jī)物，再經(jīng)過污水的沉淀，水中分解得到的無機(jī)物就被清除，起到了凈化污水的作用。2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.2.1 工藝總流程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中污水處理工藝流程圖如圖2-1所示。污泥回流泵曝氣風(fēng)機(jī)出水進(jìn)水池（進(jìn)水泵）進(jìn)水粗格柵細(xì)格柵曝氣池沉淀池?cái)嚢铏C(jī)圖2-1 本設(shè)計(jì)污水處理工藝流程圖本設(shè)計(jì)中根據(jù)傳統(tǒng)活性污泥法的工作原理，主要采用了氧化還原處理工藝來完成對(duì)污水的雜質(zhì)處理，整個(gè)流程是按“進(jìn)水，氧化（空氣氧化），出水”周期性的進(jìn)行處理工藝。本設(shè)計(jì)工作原理與傳統(tǒng)活性污泥法

18、相同，但是又在后者的基礎(chǔ)上對(duì)其系統(tǒng)的部分功能進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，改進(jìn)的部分主要是對(duì)污泥進(jìn)行氧化處理這個(gè)步驟中，設(shè)計(jì)中在曝氣池處多增加了一個(gè)攪拌機(jī)和一個(gè)曝氣風(fēng)機(jī)，在曝氣池占地小的前提下達(dá)到對(duì)一定量污水進(jìn)行相同的氧化效果；并且在氧化處理前多增加了粗細(xì)格柵機(jī)的初步處理工序，主要是完成對(duì)污水中的固體雜質(zhì)進(jìn)行過濾4。從系統(tǒng)的污水進(jìn)入到處理后清水的排出作為整個(gè)污水處理工序的一個(gè)完整周期?；静僮鬟\(yùn)行程序：進(jìn)水泵開啟，污水進(jìn)入，經(jīng)過除沙、氧化和沉淀的一系列處理工序，處理完的清水排出，沒處理完的污水經(jīng)過污泥回流到進(jìn)水池進(jìn)行二次處理。此流程中，各個(gè)電機(jī)的自動(dòng)控制下的運(yùn)行都是按一定的系統(tǒng)要求來實(shí)現(xiàn)的，本文采用了PL

19、C技術(shù)來完成對(duì)電機(jī)自動(dòng)控制方面上的技術(shù)設(shè)計(jì)。2.2.2 系統(tǒng)各部分功能分析根據(jù)上面所述的污水處理工藝流程可以將整個(gè)處理流程全過程分為進(jìn)水系統(tǒng)、除砂系統(tǒng)、氧化系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)這五個(gè)主要的系統(tǒng)5。1、 進(jìn)水系統(tǒng)：系統(tǒng)的進(jìn)水主要由水泵組成，水泵的停止與運(yùn)行是通過安裝在進(jìn)水池中的液位傳感器對(duì)實(shí)際液位的檢測來決定的。當(dāng)檢測到進(jìn)水池中的實(shí)際液位低于系統(tǒng)設(shè)定要求的最低液面時(shí)，進(jìn)水泵便開始工作；當(dāng)檢測到進(jìn)水池中的實(shí)際液位高于系統(tǒng)設(shè)定要求的最高液位時(shí)，進(jìn)水泵就停止工作。2、 除砂系統(tǒng)：除砂系統(tǒng)主要是由粗格柵和細(xì)格柵兩個(gè)部分組成，主要功能是粗格柵除去污水中大塊固體狀的物體，細(xì)格柵更進(jìn)一步地凈化污水中較

20、小顆粒狀的物體，將污水中沒有被粗格柵去除的更細(xì)小的沙粒狀雜質(zhì)濾除。其中兩者均是根據(jù)程序設(shè)定時(shí)間進(jìn)行間歇工作，即根據(jù)系統(tǒng)中設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行停止和工作兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行交替地工作。3、氧化系統(tǒng)：氧化系統(tǒng)是工業(yè)污水處理中最重要的環(huán)節(jié)，主要由曝氣風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)組成，主要功能是對(duì)污水進(jìn)行生化處理，分解污水中含有的有害的有機(jī)物質(zhì)，使其能夠達(dá)到一定的要求水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中曝氣池中裝有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)的作用是使污水和活性污泥處于劇烈的攪拌狀態(tài)，讓它們充分混合接觸，與此同時(shí)曝氣風(fēng)機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)上電運(yùn)作的全過程中一直持續(xù)工作，這樣將使得污水中的活性污泥的更加充分地對(duì)不穩(wěn)定的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解為穩(wěn)定的無機(jī)物，能夠最大限度地除去污水中

21、含有的有害物質(zhì)。4、沉淀系統(tǒng)：沉淀系統(tǒng)主要由沉淀池組成，主要功能是對(duì)氧化過的污水進(jìn)行物理沉淀，將污泥和清水分離。5、污泥回流系統(tǒng)：此系統(tǒng)主要由污泥回流泵組成，主要目的是將沒達(dá)標(biāo)的污水輸送到流程最開始環(huán)節(jié)，對(duì)污水進(jìn)行二次處理。污泥回流泵的停止與運(yùn)行通過安裝在沉淀池中的液位傳感器對(duì)實(shí)際液位的檢測來決定的。當(dāng)檢測到沉淀池中的實(shí)際液位低于系統(tǒng)設(shè)定要求的最低液面時(shí)，污泥回流泵就停止工作；當(dāng)檢測到沉淀池中實(shí)際液位高于系統(tǒng)設(shè)定要求的最高液面時(shí)，污泥回流泵便開始工作。系統(tǒng)在自動(dòng)控制運(yùn)行模式下，氧化系統(tǒng)中的曝氣風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)在PLC程序的控制下是持續(xù)進(jìn)行運(yùn)行；進(jìn)水系統(tǒng)中的進(jìn)水泵和污泥回流系統(tǒng)中的污泥回流泵是根據(jù)P

22、LC將接收到的傳感器反饋頻率與程序要求的液位頻率進(jìn)行比較后，向水泵發(fā)送運(yùn)行或停止的信號(hào)；除砂系統(tǒng)中的粗細(xì)格柵機(jī)是根據(jù)PLC程序設(shè)計(jì)中的停止和運(yùn)行的設(shè)定時(shí)間值，完成對(duì)粗細(xì)格柵機(jī)間歇運(yùn)行的控制。2.3 本章小結(jié)本章敘述了常用的污水處理工藝的基本原理，介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)各組成部分的功能進(jìn)行了詳細(xì)的解說分析。3 基于PLC的電氣控制部分設(shè)計(jì)3.1 PLC的簡介PLC（Programmable Logic Controller）全稱為可編程控制器，是一款專為工業(yè)生產(chǎn)中用到的數(shù)字運(yùn)算操作的電子式的裝置。PLC主要是用能夠編寫程序的存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)一系列的可操作運(yùn)算，包含邏輯、數(shù)字和算術(shù)運(yùn)算等，輸入

23、和輸出由數(shù)字化和模擬化兩種方式實(shí)現(xiàn)，能夠控制生產(chǎn)過程和生產(chǎn)中的各類機(jī)械6。3.1.1 PLC選型根據(jù)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能要求，以及其復(fù)雜程度，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等各個(gè)方面的考慮，最終本設(shè)計(jì)用到的電氣控制系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)選擇的是由西門子公司開發(fā)的S7200系列的產(chǎn)品7。由于污水處理的電氣控制系統(tǒng)中涉及到較多的輸入和輸出端口，控制過程的實(shí)現(xiàn)方面相對(duì)較為復(fù)雜，因此采用了CPU226的PLC機(jī)作為該控制系統(tǒng)涉及開發(fā)技術(shù)的主機(jī)。CPU226在污水處理系統(tǒng)使用到的數(shù)字量的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)都比較多，因此除了主機(jī)自帶的那些一定量的I/O口的數(shù)量外，還需要更多些能夠擴(kuò)展的的I/O模塊。其中的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)

24、正好能夠充分滿足本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在控制這一方面對(duì)I/O口的需求量。在本系統(tǒng)中，由于使用到了對(duì)模擬量方面的采集和控制這兩個(gè)功能的需求，因此還需要一個(gè)能夠再次擴(kuò)展的模擬量的輸入和輸出模塊。西門子的S7200系列配置了專門能后適應(yīng)系統(tǒng)中模擬量的輸入和輸出模塊即為EM235，該模塊在分辨率方面較高和在輸出方面有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可滿足控制系統(tǒng)的功能要求。3.2 污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.2.1 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)操作面板PLC液位高度傳感器顯示面板各類泵運(yùn)行格柵機(jī)定時(shí)運(yùn)行圖3-1 電氣控制系統(tǒng)框圖工作過程：在手動(dòng)狀態(tài)下，各類設(shè)備的控制根據(jù)對(duì)操作面板上的按鈕操作來控制，無邏輯控制，不根據(jù)液位高度傳感器

25、的狀態(tài)和設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行控制。在自動(dòng)方式下進(jìn)行閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測的液位高度狀態(tài)和設(shè)定的時(shí)間來對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟?？刂疲涔ぷ鬟^程如下。1、系統(tǒng)上電電源接通后，按下自動(dòng)控制按鈕，自動(dòng)控制方式被啟動(dòng)，系統(tǒng)中的攪拌機(jī)和曝氣風(fēng)機(jī)隨即也被啟動(dòng)。2、運(yùn)行粗、細(xì)格柵機(jī)，進(jìn)行間歇運(yùn)行，即運(yùn)行一段時(shí)間然后停止一段時(shí)間，循環(huán)進(jìn)行。3、進(jìn)水泵根據(jù)進(jìn)水池中反饋得到的實(shí)際液位與系統(tǒng)控制要求的液位進(jìn)行比較后再?zèng)Q定其運(yùn)行或停止。 4、污泥回流泵根據(jù)沉淀池中反饋得到的實(shí)際液位與系統(tǒng)控制要求的液位進(jìn)行比較后再?zèng)Q定其運(yùn)行或停止。3.2.2控制系統(tǒng)硬件主電路設(shè)計(jì)1、電氣控制主電路圖8本設(shè)計(jì)的污水處理系統(tǒng)的主電路如圖3-2所示。圖3-2

26、 污水處理系統(tǒng)主電路圖主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分別控制進(jìn)水泵、粗格柵機(jī)、細(xì)格柵機(jī)、曝氣風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、污泥回流泵這六個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)與停止。這六個(gè)電機(jī)分別由六個(gè)相對(duì)應(yīng)的熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6分別實(shí)現(xiàn)對(duì)各自所在的電路中確保其安全的過載保護(hù)功能。QF0為整個(gè)電路中的電源總開關(guān)，其功能是既可實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的短路保護(hù)作用，又起到了對(duì)三相交流電源進(jìn)行電源分流的作用，在使用和維修方面也很方便。電路中安裝的斷路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6分別能夠?qū)崿F(xiàn)各自所在的與之相對(duì)應(yīng)的分電路中所連接設(shè)備的安全方面的過載和短路保護(hù)作用的功能

27、。控制電源路上的熔斷器FU在電流過大時(shí)熔斷自身切斷電路起到保護(hù)作用。其中主電路中的控制電源部分的電路圖如圖3-3所示。圖3-3 污水處理電源控制電路圖電路圖的上方部分連接的器件是中間繼電器KA，此繼電器在電路中是具有一定的帶負(fù)荷能力，上圖中所示的電路中的中間繼電器KA主要是為了替代小型接觸器來實(shí)現(xiàn)其后者的功能。當(dāng)接觸器KM的線圈在不通電的情況下，與之相對(duì)應(yīng)的KM接觸點(diǎn)也一直保持著電路斷開不導(dǎo)通的狀態(tài)；KM線圈在通電的情況下，相對(duì)應(yīng)的KM觸點(diǎn)也就被接通，從而實(shí)現(xiàn)了由控制電路中的送電和斷電來控制主電路中的各個(gè)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止。電路中的熱繼電器FR在此電路中依舊是保護(hù)電路安全起到過載保護(hù)的功能。2

28、、PLC電路控制設(shè)計(jì)根據(jù)上文中對(duì)整個(gè)工藝流程的介紹，對(duì)PLC的型號(hào)的選擇，繪制的系統(tǒng)原理主電路圖和控制電路中的電路連接圖9，來繪制本系統(tǒng)的PLC控制連接電路的原理圖，同時(shí)完成系統(tǒng)控制中的I/O口的分配工作，將其對(duì)應(yīng)的功能用表格的方式繪制下來。圖3-4為污水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖。圖中的PE為接地，輸入端連接的接觸器起到電路的送電和斷電的作用，接觸器下方接入的熱繼電器FR則起到保護(hù)電路的作用，輸出端串聯(lián)的中間繼電器KA在電路中起到了消除干擾，保證了輸出信號(hào)的穩(wěn)定性。圖3-4 污水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖3.2.3 PLC的I/O資源配置根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，對(duì)PLC的I/O進(jìn)行配置10，

29、具體分配見表3-1、表3-2。1、數(shù)字量輸入部分：表3-1 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備I0.0進(jìn)水泵接觸器I0.3曝氣風(fēng)機(jī)接觸器I0.1粗格柵機(jī)接觸器I0.4攪拌機(jī)接觸器I0.2細(xì)格柵機(jī)接觸器I0.5污泥回流泵接觸器2、數(shù)字量輸出部分：表3-2 數(shù)字輸出量地址分配輸出地址輸出設(shè)備輸出地址輸出設(shè)備Q0.0進(jìn)水泵啟動(dòng)Q0.3曝氣機(jī)啟動(dòng)Q0.1粗格柵機(jī)啟動(dòng)Q0.4攪拌機(jī)啟動(dòng)Q0.2細(xì)格柵機(jī)啟動(dòng)Q0.5污泥回流泵啟動(dòng)3、軟元件設(shè)置在設(shè)計(jì)程序過程中，會(huì)用到許多中間繼電器、寄存器、定時(shí)器等軟元件，為了便于編程及修改，將用到的軟元件列出，如表3-3所示。表3-3 軟元件設(shè)置元件意義內(nèi)

30、容備注M0.0自動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.0進(jìn)水泵手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.1粗格柵機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.2細(xì)格柵機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.3曝氣風(fēng)機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.4攪拌機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M1.5污泥回流泵手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M2.0進(jìn)水泵自動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效M2.1污泥回流泵自動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志On有效T37粗格柵機(jī)停止時(shí)間6001minT38粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間6001minT39細(xì)格柵機(jī)停止時(shí)間6001minT40細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間6001minC0粗格柵機(jī)停止中間計(jì)數(shù)器VW100C1粗格柵機(jī)運(yùn)行中間計(jì)數(shù)器VW102C2細(xì)格柵機(jī)停止中間計(jì)數(shù)器VW104C3細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行中間計(jì)數(shù)器V

31、W106VD208進(jìn)水實(shí)際液位寄存器 續(xù)表3-3VD212進(jìn)水要求最高液位寄存器VD216進(jìn)水要求最低液位寄存器VD228回流實(shí)際液位寄存器VD232回流要求最高液位寄存器VD236回流要求最低液位寄存器3.3 本章小結(jié)本章在系統(tǒng)總設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)電氣控制的設(shè)計(jì)，包含了系統(tǒng)硬件主電路圖、電源控制電路圖和PLC控制電路圖的繪制，PLC的I/O資源配置。4 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中主要用到的是S7-200系列的CPU226來完成系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計(jì)，上面主要介紹了污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控制部分的結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)基本完成后，下面就要介紹的是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，根

32、據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)整個(gè)流程中每個(gè)部分控制要求和已完成的全流程的控制電路上的設(shè)計(jì)，來進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程設(shè)計(jì)。在軟件的設(shè)計(jì)中，所有部分的軟件設(shè)計(jì)過程均是先按照系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能要求畫出相對(duì)應(yīng)的流程框圖，再根據(jù)每個(gè)不同的部分所要實(shí)現(xiàn)的不同的功能要求來對(duì)其進(jìn)行軟件編程方面的設(shè)計(jì)，這樣就提高了程序編寫工作的效率11。4.1 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體概述根據(jù)上文中所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制要求，整個(gè)系統(tǒng)的控制方式主要可以分為兩種控制模式：手動(dòng)控制方式下的控制模式、自動(dòng)控制方式下的控制模式。在手動(dòng)控制方式的控制模式下，整個(gè)系統(tǒng)所涉及到的每個(gè)部分的電機(jī)都可以獨(dú)立被操作，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行和停止；在自動(dòng)控制方式的控制模式下，系統(tǒng)中所

33、涉及到的每個(gè)部分的電機(jī)均按照系統(tǒng)中所要求的一定的順序來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行和停止。如圖4-1所示。手動(dòng)和自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換的對(duì)應(yīng)梯形圖如圖4-2所示。開始手動(dòng)？手動(dòng)控制自動(dòng)控制是否圖4-1 控制模式選擇圖M0.0接通后，系統(tǒng)有手動(dòng)切換到自動(dòng)，由M1.0起始的6個(gè)位（即M1.0M1.5）均復(fù)位，即系統(tǒng)中的電機(jī)都恢復(fù)到程序的默認(rèn)操作設(shè)置狀態(tài)。圖4-2 手動(dòng)自控轉(zhuǎn)換梯形圖4.1.1 手動(dòng)控制模式在手動(dòng)控制模式的操作狀態(tài)下，每個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)是獨(dú)立完成的，即操作人員可根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要隨機(jī)控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，沒有一定的規(guī)律和模式所言，操作過程如圖4-3所示。在此手動(dòng)控制的模式下，操作人員可以通過每個(gè)電機(jī)對(duì)應(yīng)的操作按

34、鈕來對(duì)格柵機(jī)、曝氣風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、各類泵的啟停進(jìn)行控制。進(jìn)水泵啟停污泥回流泵啟停手動(dòng)控制粗格柵機(jī)啟停細(xì)格柵機(jī)啟停曝氣風(fēng)機(jī)啟停攪拌機(jī)啟停圖4-3 手動(dòng)控制模式流程圖4.1.2 自動(dòng)控制模式當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)接通電源上電后，系統(tǒng)默認(rèn)的是手動(dòng)控制方式的控制模式，只要操作人員按下手動(dòng)和自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換控制界面上的自動(dòng)控制方式的控制模式的啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)就將在自動(dòng)控制方式的控制模式的狀態(tài)下開始工作，其整個(gè)流程的工作過程包括以下幾個(gè)方面。（1）當(dāng)系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)控制模式啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)。（2）啟動(dòng)進(jìn)水泵。（3）啟動(dòng)粗格柵系統(tǒng)。（4）啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng)。（5）啟動(dòng)污泥回流泵。上面所敘述的工作過程并不是系統(tǒng)中實(shí)

35、際電機(jī)運(yùn)行的順序控制工作方式，實(shí)際的工作流程是按照PLC對(duì)檢測到的傳感器實(shí)際反饋的狀態(tài)進(jìn)行分析后再控制電機(jī)的運(yùn)作，其控制模式流程如圖4-4所示。啟動(dòng)進(jìn)水泵啟動(dòng)污泥回流泵自動(dòng)控制啟動(dòng)粗格柵機(jī)啟動(dòng)細(xì)格柵機(jī)啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)啟動(dòng)攪拌機(jī)圖4-4 自動(dòng)控制模式流程圖4.2 污水處理各個(gè)部分軟件的設(shè)計(jì)在以上繪制的自動(dòng)控制模式流程圖中，主要調(diào)用了長個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)被控制部分系統(tǒng)的程序，其中包含五個(gè)部分的系統(tǒng)程序：粗格柵系統(tǒng)程序、進(jìn)水泵程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣氧化系統(tǒng)程序、污泥回流泵程序。由于自動(dòng)控制模式下，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，曝氣氧化系統(tǒng)中的曝氣風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)持續(xù)運(yùn)行，因此下面的程序軟件設(shè)計(jì)中主要介紹對(duì)于粗細(xì)格柵系

36、統(tǒng)、進(jìn)水泵和污泥回流泵這三個(gè)部分的運(yùn)行程序的工作過程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)解說。4.2.1 粗細(xì)格柵系統(tǒng)程序本設(shè)計(jì)中粗細(xì)格柵系統(tǒng)的工作過程一樣，因此下面只介紹粗格柵系統(tǒng)工作過程。工作過程主要有以下幾個(gè)方面：(1)系統(tǒng)的自動(dòng)控制模式開啟之后，粗格柵機(jī)停止不運(yùn)行，停止?fàn)顟B(tài)定時(shí)時(shí)間為4min。(2)停止的定時(shí)時(shí)間4min結(jié)束后，粗格柵機(jī)開始運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)定時(shí)間為1min。(3)運(yùn)行的定時(shí)時(shí)間1min結(jié)束后，粗格柵機(jī)停止運(yùn)行4min后，再運(yùn)行1min，整個(gè)操作過程如此循環(huán)運(yùn)行。粗格柵機(jī)系統(tǒng)工作流程圖如圖4-5所示。其工作狀態(tài)的對(duì)應(yīng)梯形圖如圖4-6。否開始是粗格柵控制手動(dòng)控制粗格柵機(jī)不運(yùn)行自動(dòng)控制開啟？粗格柵

37、機(jī)運(yùn)行運(yùn)行時(shí)間到？停止時(shí)間到？是是否否圖4-5 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖T37為粗格柵機(jī)停止4min的定時(shí)器，C0為粗格柵機(jī)停止時(shí)間的計(jì)數(shù)器，T38為粗格柵機(jī)運(yùn)行1min的定時(shí)器，C1為粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間的計(jì)數(shù)器。圖4-6 粗格柵系統(tǒng)工作梯形圖4.2.2進(jìn)水泵程序進(jìn)水泵主要的功能根據(jù)進(jìn)水池中的液位檢測傳感器反饋的實(shí)際液位對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的污水量的控制，其工作過程包括以下幾個(gè)方面：(1)自動(dòng)控制開啟后，進(jìn)水泵開始運(yùn)行，并檢測液面的高低。(2)若實(shí)際液面低于最低要求液面，進(jìn)水泵持續(xù)運(yùn)行。(3)若實(shí)際液面高于最高要求液面，進(jìn)水泵停止運(yùn)行，否則啟動(dòng)進(jìn)水泵，如此循環(huán)運(yùn)行。進(jìn)水泵工作流程圖如圖4-7所示。對(duì)應(yīng)梯形圖如

38、圖4-8。開始進(jìn)水泵控制高于最高要求液面？低于最低要求液面？停止進(jìn)水泵手動(dòng)控制是否否是是否啟動(dòng)進(jìn)水泵自動(dòng)控制開啟？圖4-7 進(jìn)水泵工作流程圖進(jìn)水泵在自動(dòng)控制狀態(tài)下，當(dāng)液位傳感器檢測到進(jìn)水池中的實(shí)際水位VD208高于系統(tǒng)最高要求的水位VD212時(shí)，進(jìn)水泵M2.0就復(fù)位即進(jìn)水泵停止運(yùn)行工作；進(jìn)水池中的水位VD208低于最低要求的水位VD216時(shí)，進(jìn)水泵M2.0置位保持開啟的狀態(tài)，持續(xù)進(jìn)水。圖4-8 進(jìn)水泵工作梯形圖4.2.3污泥回流泵程序污泥回流泵主要功能是將未能處理的污泥回流到處理系統(tǒng)的起始處進(jìn)行再次處理。其工作過程包括以下幾個(gè)方面：（1）自動(dòng)控制開啟后，污泥回流泵泵開始運(yùn)行，并檢測液面的高低。

39、（2）若實(shí)際液面高于最高要求液面，污泥回流泵持續(xù)運(yùn)行。（3）若實(shí)際液面低于最低要求液面，污泥回流泵停止運(yùn)行，否則啟動(dòng)污泥回流泵，如此循環(huán)運(yùn)行。污泥回流泵工作流程圖如圖4-9所示。對(duì)應(yīng)梯形圖如圖4-10所示。污泥回流泵控制停止污泥回流泵啟動(dòng)污泥回流泵低于最低要求液面？高于最高要求液面？自動(dòng)控制開啟？開始是否否是是否手動(dòng)控制圖4-9 污泥回流泵工作流程圖污泥回流泵自動(dòng)控制狀態(tài)下，沉淀池中的水位VD228高于最高要求的水位VD232時(shí)，污泥回流泵M2.1置位保持運(yùn)行狀態(tài)，；沉淀池中的水位VD228低于最低要求的水位VD236時(shí)，污泥回流泵M2.1復(fù)位停止運(yùn)行。圖4-10 污泥回流泵工作梯形圖4.2.

40、4 模擬/數(shù)字量間的轉(zhuǎn)換在本設(shè)計(jì)中，進(jìn)水泵和污泥回流泵的在自動(dòng)控制下的啟停由進(jìn)水池和沉淀池中的液位檢測器反饋的實(shí)際液位值來確定。液位檢測器反饋的是模擬量，控制兩個(gè)泵運(yùn)行需要數(shù)字量，這就涉及到系統(tǒng)中的模擬量和數(shù)字間的轉(zhuǎn)換問題。模擬量的輸入和輸出通用的換算方法主要是A/D的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算12。模擬量的輸入/輸出都可以用下列的通用換算公式換算見式（4.1）：Ov=(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)+Osl 式（4.1）式中：Ov表示換算結(jié)果； Iv 表示換算對(duì)象； Osh 表示換算結(jié)果的高限； Osl 表示換算結(jié)果的低限； Ish 表示換算對(duì)象的高限； Isl 表示換算對(duì)象的低限。

41、對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖4-11、圖4-12、圖4-13、圖4-14、圖4-15、圖4-16、圖4-17所示。梯形圖中所示的LD0即為公式中的換算結(jié)果的高限值Osh,LD4即為公式中的換算結(jié)果的低限值Osl,LD42即為公式中的換算對(duì)象值Iv,LD12即為公式中的換算對(duì)象的低限值Isl,LD8即為公式中的換算對(duì)象的高限值Ish,LD18即為公式中的換算結(jié)果值Ov。圖4-11 數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換程序功能為將整數(shù)LW16轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)LD46,再將LD46轉(zhuǎn)換為32位的整數(shù)LD42。圖4-12 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之一LD22是換算結(jié)果高限LD0與低限LD4相減的結(jié)果，即為式（4.1）中Osh-Osl的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖

42、4-13 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之二LD26是換算對(duì)象LD42與換算對(duì)象低限LD12相減的結(jié)果，即為式（4.1）中Iv-Isl的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖4-14 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之三LD30是換算對(duì)象高限LD8與換算對(duì)象低限LD12相減的結(jié)果，即為式（4.1）中Ish-Isl的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖4-15 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之四LD34是LD22和LD26相乘的結(jié)果，即為式(4.1)中(Osh-Osl)*(Iv-Isl)的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖4-16 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之五LD38是LD34和LD30相除的結(jié)果，即為式（4.1）中(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖4-17 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之六LD

43、18是LD38和LD4相加的結(jié)果即為換算結(jié)果，即為式（4.1）Ov=(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)+Osl運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。4.3 本章小結(jié)本章根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，手動(dòng)控制兩完成了系統(tǒng)在自動(dòng)控制和種模式間的轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)各部分在自動(dòng)控制模式下啟動(dòng)和停止以及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量相關(guān)計(jì)算的軟件設(shè)計(jì)。5 組態(tài)軟件在本系統(tǒng)中的應(yīng)用5.1 對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的要求組態(tài)軟件在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根據(jù)系統(tǒng)的控制要求的條件主要應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能如下：1、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控工作，采集和處理模擬系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)等；2、完成整個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)在手動(dòng)和自動(dòng)控制下完成運(yùn)作要求；3、實(shí)現(xiàn)粗細(xì)格柵機(jī)間歇性的工作

44、監(jiān)控；4、實(shí)現(xiàn)進(jìn)水泵和污泥回流泵根據(jù)接受的液位高低來動(dòng)作的監(jiān)控13。對(duì)監(jiān)控軟件的要求主要為：1、組態(tài)軟件的界面設(shè)計(jì)要簡潔、清楚、完整和生動(dòng)；2、在手動(dòng)控制方式下，操作人員能夠通過控制界面上的相關(guān)按鈕來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的電機(jī)啟停的控制；3、在自動(dòng)控制方式下，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)項(xiàng)條件均滿足生產(chǎn)要求時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)電機(jī)啟停的控制；4、控制操作界面上能夠顯示模擬的水池中的實(shí)際液位的高度。5.2 上位機(jī)的設(shè)計(jì)上位機(jī)設(shè)計(jì)包括：1、污水處理的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它主要采用的是MCGS組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和管理，能夠通過多種直觀的方式向用戶提供生產(chǎn)中實(shí)際的的運(yùn)行狀態(tài)；2、整個(gè)設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)組成及工藝流程，主要的一

45、些監(jiān)控和技術(shù)的要求等；3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體方案，其中包括系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能，控制環(huán)節(jié)需要使用的方式，用戶的操作界面的設(shè)計(jì)等。上位機(jī)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)：在程序進(jìn)行模擬運(yùn)行時(shí)，首先進(jìn)入到監(jiān)控的主畫面，畫面中顯示了污水處理整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的組成部分，各個(gè)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和控制按鈕的當(dāng)前狀態(tài)均顯示，根據(jù)模擬量的輸入顯示進(jìn)水池和沉淀池液位的高低，顯示粗細(xì)格柵機(jī)在系統(tǒng)中被設(shè)定的啟動(dòng)和停止的時(shí)間。操作人員可以根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)流程中的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)每個(gè)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)和停止的實(shí)時(shí)控制14。5.2.1 定義數(shù)據(jù)對(duì)象在定義數(shù)據(jù)對(duì)象之前應(yīng)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析，在確定系統(tǒng)所需要的變量。需要定義的數(shù)據(jù)對(duì)象的主要有：1、系統(tǒng)中有明確

46、被指定出的相關(guān)數(shù)據(jù)變量的名稱和類型；2、明確被指出需要系統(tǒng)進(jìn)行存盤的數(shù)據(jù)變量相關(guān)的參數(shù)。本系統(tǒng)需要的變量如圖5-1所示。圖5-1 數(shù)據(jù)對(duì)象的定義5.2.2 主畫面的設(shè)計(jì)監(jiān)控的主畫面顯示的是系統(tǒng)流程中各個(gè)需要被控制或需明確顯示的部分。畫面顯示了各個(gè)按鈕開關(guān)量的狀態(tài)，可以直觀觀察到水池中液位的實(shí)際高度以及各個(gè)電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)等情況15。1、編輯畫面首先進(jìn)入畫面編輯環(huán)境，利用“插入元件”工具從元件庫中選擇所需要的設(shè)備和不同功能的框圖，調(diào)整大小及位置，然后保存。畫完后如圖5-2所示。圖5-2 污水處理工藝監(jiān)控畫面監(jiān)控畫面中左邊的六個(gè)電動(dòng)機(jī)圖標(biāo)代表流程中所用到的電機(jī)，旁邊的啟動(dòng)和停止按鈕則是在手動(dòng)控制下對(duì)電

47、機(jī)進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)的控制按鈕；右邊的滑動(dòng)條則是對(duì)進(jìn)水池和沉淀池中的實(shí)際液位模擬的輸入，滑動(dòng)條上方的橢圓框顯示模擬的實(shí)際液位；中間的框顯示的為電機(jī)運(yùn)行和停止的時(shí)間，水池中上下限制的液位。2、動(dòng)畫連接（1）電機(jī)狀態(tài)顯示動(dòng)畫效果的制作：在監(jiān)控界面中雙擊“進(jìn)水泵”這個(gè)電機(jī)的圖標(biāo)，界面隨即彈出屬性設(shè)置窗口，電機(jī)進(jìn)入“動(dòng)畫連接”操作頁面，如圖5-3所示。圖5-3 將進(jìn)水泵進(jìn)行動(dòng)畫連接選中折線，即動(dòng)畫連接操作界面上“連接表達(dá)式”下顯示的。單擊，進(jìn)入到“動(dòng)畫組態(tài)屬性設(shè)置”操作窗口。對(duì)"填充顏色"、“按鈕動(dòng)作”進(jìn)行如圖5-4、圖5-5的屬性設(shè)置。圖5-4 將進(jìn)水泵動(dòng)作顏色進(jìn)行設(shè)置圖5-5 將進(jìn)

48、水泵的按鈕動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置單擊“確認(rèn)”按鈕，就完成了對(duì)“進(jìn)水泵”的電機(jī)圖標(biāo)的狀態(tài)顯示的連接設(shè)置。用同樣的方法建立“粗格柵機(jī)”“細(xì)格柵機(jī)”“曝氣風(fēng)機(jī)”“攪拌機(jī)”“污泥回流泵”的狀態(tài)顯示設(shè)置。(2)界面上需要手動(dòng)控制模式下進(jìn)行操作的按鈕動(dòng)畫效果連接的制作：雙擊“停止”的方形控制按鈕圖標(biāo)，界面上隨即彈出“標(biāo)準(zhǔn)按鈕構(gòu)件屬性設(shè)置”的操作窗口，電機(jī)“操作屬性”進(jìn)行如圖5-6中的“數(shù)據(jù)對(duì)象值操作”進(jìn)行屬性設(shè)置，再單擊“確認(rèn)”按鈕，完成界面中的“停止”按鈕圖標(biāo)的設(shè)置。圖5-6 停止按鈕屬性設(shè)置雙擊“啟動(dòng)”按鈕，彈出屬性設(shè)置窗口，對(duì)“操作屬性”如圖5-7的“數(shù)據(jù)對(duì)象值操作”屬性設(shè)置，單擊“確認(rèn)”按鈕，完成設(shè)置。圖5

49、-7 停止按鈕屬性設(shè)置用同樣的方法建立“進(jìn)水泵”、“粗格柵機(jī)”、“細(xì)格柵機(jī)”、“曝氣風(fēng)機(jī)”、“攪拌機(jī)”、“污泥回流泵”的停止和啟動(dòng)按鈕分別與M1_run、M2_run、M3_run、M4_run、M5_run、M6_run的“數(shù)據(jù)對(duì)象值操作”的屬性設(shè)置。（3）輸入框動(dòng)畫效果的制作：雙擊“輸入框”的方形圖標(biāo)，隨即彈出“輸入框構(gòu)件屬性設(shè)置”的操作窗口，電機(jī)“操作屬性”如圖5-8對(duì)“對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱”和“數(shù)值輸入的取值范圍”進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的屬性設(shè)置，單擊“確認(rèn)”按鈕，完成對(duì)界面上輸入框的動(dòng)畫連接操作的設(shè)置。圖5-8 輸入框的屬性設(shè)置用同樣的方法建立“粗格柵運(yùn)行時(shí)間”、“細(xì)格柵運(yùn)行間隔”、“細(xì)格柵運(yùn)行時(shí)

50、間”、“進(jìn)水池上液位”、“進(jìn)水池下液位”、“沉淀池上液位”、“沉淀池下液位”分別與T1_M2run、T2_M3stop、T2_M3run、FL1_High、FL1_Low、FL2_High、FL2_Low的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的連接設(shè)置。（4）模擬液位顯示動(dòng)畫效果的制作：雙擊根據(jù)滑動(dòng)條位置顯示模擬液位的顯示框，立即彈出“單元屬性設(shè)置”的操作界面窗口，進(jìn)入“動(dòng)畫連接”頁，如圖5-9所示。圖5-9 模擬量顯示框動(dòng)畫連接對(duì)顯示框中的“顯示輸出”下的“表達(dá)式”“輸出值類型”和“輸出格式”進(jìn)行如圖5-10所示的屬性設(shè)置。圖5-10 模擬量顯示框輸出顯示設(shè)置用同樣的方法對(duì)“沉淀池液位”顯示框與FL2進(jìn)行動(dòng)畫連接屬性設(shè)置。（5）滑動(dòng)條動(dòng)畫效果的制作：雙擊滑動(dòng)條，彈出屬性設(shè)置窗口，對(duì)滑動(dòng)條的“刻度與標(biāo)注屬性”進(jìn)行如圖5-11所示的設(shè)置。圖5-11 滑動(dòng)條刻度與標(biāo)注屬性設(shè)置對(duì)滑動(dòng)條進(jìn)行如圖5-12所示的“操作屬性”的屬性設(shè)置。圖5-12 滑動(dòng)條操作屬性設(shè)置用同樣的方法對(duì)另一個(gè)滑動(dòng)條與F