沈陽化工基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設計畢業(yè)設計答辯成績90分以上

精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)沈陽化工大學本科畢業(yè)論文題目：基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設計院系：專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：08班學生姓名：指導教師：論文提交日期：2012年6月15日論文答辯日期：2012年6月18日畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè)：電氣信息工程及其自動化XXXXX學生：XXX畢業(yè)設計（論文）題目：基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設計畢業(yè)設計（論文）內容：用SBR和PLC控相結合來控制廢水處理系統(tǒng)。畢業(yè)設計（論文）專題部分：1、PLC選型；2、周邊硬件選型；3、電氣原理圖繪制；4、PLC下位機程序設計；5、PLC上位機組態(tài)程序設計；6、PLC上下位機聯(lián)機統(tǒng)調。起止時間：2012年3月---2012年6月指導教師：簽字年月日教研主任：簽字年月日學院院長：簽字年月日摘要目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界標準。污水處理系統(tǒng)中的曝氣過程控制、數(shù)據(jù)通訊和監(jiān)控管理是急需解決的主要問題。中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。生產廢水及生活廢水的循環(huán)利用，是節(jié)約用水和減少水資源開采的有效途徑，既可利國利民，又是減少生產成本的重要舉措。同時為了響應實現(xiàn)工業(yè)廢水零排放，努力建設節(jié)約型企業(yè)的號召，污水處理工程改造項目很必要。隨著工業(yè)自動化的普及與發(fā)展，要求有先進、穩(wěn)定、可靠的監(jiān)控設備加入到控制系統(tǒng)中，以完成數(shù)據(jù)的采集以及設備的安全進行。作為當今工廠企業(yè)重要的自動化控制設備之一，可編程控制器（PLC）已經被廣泛的用于現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，尤其適用與邏輯、順序過程控制。它正隨著計算機、通訊、網(wǎng)絡等技術的進步全面迅速發(fā)展。本文介紹了工廠污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設計一套基于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)的工藝及相關流程，控制系統(tǒng)硬件結構及設計、工作原理以及設計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用。SBR污水處理技術是一種高效污水回用的處理技術，在用優(yōu)勢菌技術對生活進行處理，經過處理后的中水可以用澆灌綠地、花木、沖廁所及車輛等，從而達到節(jié)約水資源的目的。SBR廢水處理系統(tǒng)方案要充分考慮現(xiàn)實生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點，力求達到設備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少的目的。由于SBR廢水處理技術工藝參數(shù)變化大，硬件設計選型與設備調試比較復雜，采用先進的PLC控制技術可以提高SBR廢水處理效率，方便操作和使用。SBR廢水處理系統(tǒng)主要由電動閥、排空電磁閥、羅茨風機、污水處理池、清水泵、清水池、上水電磁閥、中水箱、下水電磁閥組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設置液位開關，用來檢測水池與水箱中的位。在設計中應用電氣控制對系統(tǒng)硬件進行設計；應用西門子S2-200實現(xiàn)下位機程序，并用西門子仿真軟件進行調試；應用組態(tài)軟件MCGS來實現(xiàn)上位機程序，最后把上位機和下位機連接起來最終實現(xiàn)SBR廢水處理的工藝要求。關鍵詞：廢水處理；SBR污水處理技術；PLCAbstractAtpresent,China'smostsewagetreatmentcontrolsystemautomationlevelisnothigh,low,safetyimpropermanagement;theefficiencyislowerthantheworldcommonstandards.Sewagetreatmentsystemofaerationprocesscontrol,datacommunicationandmonitoringmanagementisthemainproblemsneededtoresolve.Chinasewagetreatmentautomaticcontrolsystemisrelativelybackward,sewagetreatmentcostremainshigh,thedischargeofwastewatertreatmentplantwithsewagewaterqualityisnotstable,sohowtoestablishaneffectivecontrolsystem,optimizetheoperationeffect,toreducetheoperationcost,tohavetheimportantmeaning.Productionwastewaterandthelifewastewaterrecycling,istosavewaterandreducetheeffectivewayofthewaterresourcesexploitation,alreadybutthebenefitsthecountryandthepeople,itistheimportantmeasuretoreduceproductioncost.Inordertorealizetheresponseindustrialwastewaterzeroemissions,strivetobuildforthecallofeconomicalenterprise,sewagedisposalengineeringprojectsisverynecessary.Withthedevelopmentandpopularizationofindustrialautomation,therequesthasadvanced,stableandreliablemonitoringequipmentjointocontrolsystemtocompletethedataacquisitionandthesafetyequipment.Asthefactoryenterpriseimportantautomaticcontrolequipmentisoneoftheprogrammablecontroller(PLC)hasbeenwidelyusedinmodernindustrialcontrolsystems,especiallyforandlogic,orderprocesscontrol.Itisalongwiththecomputer,communication,networktechnologyprogressoveralldeveloprapidly.Thispaperintroducesthebasictechnologyofsewagetreatmentplantandprocess,andthroughthestudydesignasetofbasedonPLCcontrolofsewagetreatmentsystem.ThisarticlefirstintroducesthesewagetreatmentcontrolsystembasedonPLCtechnologyandrelatedprocesses,controlsystemhardwarestructureanddesign,workingprincipleanddesignofPLCcontrolsystemandbasicprinciplesandsteps,toexplaininwastewatertreatmentprocessofPLCapplication.SBRsewagetreatmenttechnologyisakindofhighefficientsewagereuseofprocessingtechnology,withtheadvantagebacteriumintechnologytodealwithlife,afterthetreatmentofwatercanuseongreenspace,flowersandtrees,flushthetoiletandvehicles,etc,soastoachievethepurposeofsavingwaterresources.SBRwastewatertreatmentsystemplanfullyconsiderthereallifelivingareas,thecharacteristicsofcampusrelativelynarrow,strivetoachievetheequipmentissmall,stableperformance,projectinvestmentislesspurpose.BecauseofSBRtreatmenttechnologyprocessparameterschangeisbig,hardwaredesignselectionandequipmentdebuggingismorecomplex,andtheuseofadvancedPLCcontroltechnologycanimprovetheSBRtreatmentefficiency,convenientoperationanduse.SBRwastewatertreatmentsystemmainlybytheelectricvalves,andemptyingelectromagneticvalve,Rootsblower,sewagetreatmentpool,clearwaterpump,,sheungshuielectromagneticvalve,electromagneticvalveinthewatertank,composition,insewagetreatingpond,clearwaterpool,watertanklevelswitchessetrespectively,usedtodetectpoolandtheatank.Inthedesign,theapplicationofthesystemhardwareelectricalcontroldesign;AppliestheS2-200implementamachineprogram,andSiemenssimulationsoftwaretesting;ApplicationMCGSconfigurationsoftwaretorealizethePCprogram,finallythePCandamachineunderconnectingfinallyrealizetheSBRwastewatertreatmentprocessrequirement.Keywords:wastewatertreatment;SBRsewagetreatmenttechnology;PLC目錄TOC\o\h\z\u第一章緒論1.1概述中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，廢水處理行業(yè)成為新興產業(yè)，目前與來自水生產、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要的地位。本畢業(yè)設計課題為《基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設計》，我選用的是SBR廢水處理系統(tǒng)和PLC相結合的方法。由于SBR廢水處理系統(tǒng)的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、乘務降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有一下優(yōu)點：（1）理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。（2）運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質好。（3）耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。（4）工藝過程中的各工序可根據(jù)水質、水量進行調整，運行靈活。（5）處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。（6）反應池內存在DO、B0D5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。（7）SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。（8）工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應池，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)、調節(jié)池、初沉池也可省略、布置緊湊、占地面積省。由于上述技術特點，SBR廢水處理系統(tǒng)進一步拓寬了活性污泥法的適用范圍。根據(jù)其技術條件和特點，SBR廢水處理系統(tǒng)更適合以下情況：（1）中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。（2）需要較高出水水質的地方，如風景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養(yǎng)化。（3）水資源緊缺的地方。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進行物化處理，不需要增加設施，便于水的回收利用。（4）用地緊張的地方。SBR污水處理系統(tǒng)占地面積小，有效地節(jié)省土地從而為用地緊張的地方的污水處理提供了有效地解決辦法。（5）非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點源污染的治理。第二章SBR廢水處理控制系統(tǒng)的工藝要求及分析2.1設計要求及任務2.1.1設計要求（1)控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機型和I/O接口。（2)可執(zhí)行手動/自動兩種方式，應能按照工藝要求編輯程序并可實時整定參數(shù)。（3)電動閥上驅動電動機為正、反轉雙向運行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。（4)PLC的接地應按手冊中的要求設計，并在圖中表示或說明。（5)為了設備安全運行，考慮必要的保護措施，如電動機過熱保護、控制系統(tǒng)短路保護等。（6)繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。（7)選擇電器元件、編制元器件目錄表。（8)繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。（9)采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。2.1.2設計任務（1）分析SBR廢水處理工作原理與過程，制定控制方案（2）繪制工作流程圖或順序功能圖（3）繪制PLC的硬件接線圖及電氣原理圖（4）相關元器件的計算與選型，制定原件明細表與I/O分配表（5）控制系統(tǒng)硬件設計（6）控制系統(tǒng)下位機軟件設計（7）控制系統(tǒng)上位機軟件設計（8）控制系統(tǒng)聯(lián)機統(tǒng)調2.2設計方案SBR廢水處理系統(tǒng)由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風機、電動閥門和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設置液位開關組成。SBR污水處理系統(tǒng)工藝流程圖如圖2-1所示。圖2-1所示SBR污水處理系統(tǒng)工藝流程圖當污水處理池處于低水位時，電動閥打開，納入污水直到污水處理池處于高水位?！妱娱y關閉，排空電磁閥開啟，羅茨風機延時空載啟動，排空電磁閥關閉，污水處理池開始曝氣。經過6個小時的曝氣后，排空電磁閥開啟，羅茨風機空載關閉，排空電磁閥延時關閉?！恋砗?，1#清水泵啟動，向清水池注水，直到清水池到達高水位?！?#清水泵關閉，當中水箱處于低水位時，2#清水泵開啟，上水電磁閥開啟，向中水箱中注水，直到中水箱處于高水位，2#清水泵關閉，上水電磁閥關閉。↓當中水箱處于高水位時，下水電磁閥開啟，排除清水。第三章SBR廢水處理控制系統(tǒng)的硬件設計控制系統(tǒng)硬件部分主要指PLC控制部分所用到的元器件及其接線，它在整個系統(tǒng)中起到了連接測試系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的作用，是電磁閥耐久性檢測臺的重要組成部分和控制部分發(fā)揮作用的基礎。本章通過對系統(tǒng)I/O點的分析，選擇出了符合設計要求的元器件，并在此基礎上設計出了其接線圖，完成了整個系統(tǒng)的硬件設計。3.1元器件的選擇根據(jù)設計方案選擇的電器元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表3-1所示。表3-1SBR廢水處理系統(tǒng)元器件目錄序列號名稱文字符號1立式離心泵M12立式離心泵M23羅茨風機M34電動閥M45熱繼電器FR1～FR46熔斷器FU1～FU67斷路器FQ8隔離變壓器TC9啟動按鈕SB110停止按鈕SB211自動按鈕SB312手動按鈕SB413可編程控制器PLC14指示燈LD1～LD1215中間繼電器KA16交流接觸器KM1～KM7主要元器件的選擇：⑴PLC的選型①實時性。由于控制器產品設計和開發(fā)是基于控制為前提，信號處理時間短，速度快。基于信號處理和程序運行的速度，PLC經常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護。更能滿足各個領域大、中、小型工業(yè)控制項目。②高可靠性。所有的I/O輸入輸出信號均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與控制器內部電路之間電氣上隔離。各輸入端均采用R-C濾波器。各模塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾。采用性能優(yōu)良的開關電源。良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴大。③安裝簡單，維修方便?？梢栽诟鞣N工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。④質優(yōu)價廉，性價比高.基于PLC控制系統(tǒng)的以上優(yōu)勢以及廢水處理系統(tǒng)所處的復雜環(huán)境，所以本系統(tǒng)采用PLC進行控制。⑵斷路器QF脫口電流斷路器為供電系統(tǒng)電源開關，其主回路控制對象為電感性負載交流電動機，斷路器過電流脫扣值按電動機起動電流的1.7倍整定。SBR廢水處理系統(tǒng)有3kW負載電動機一臺，起動電流較大，其余三臺為1.1kW以下，起動電流較小，而且工藝要求4臺電動機單獨起動運行，因此可根據(jù)3kW電動機選擇自動開關QF脫扣電流IQF：IQF＝1.7IN=1.7×6A＝10.2A≈10A，選用IQF＝10A的斷路器。⑶熔斷器FU熔體額定電流IFU以曝氣風機為例，IFU≥2IN＝2×2.5A＝5A，選用5A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配?？刂苹芈啡垠w額定電流選用2A。⑷熱繼電器的選擇請參考有關技術手冊，自行計算參數(shù)。3.2SBR廢水處理控制系統(tǒng)的I/O分配如下表3-2、3-3為SBR廢水處理控制系統(tǒng)PLC輸入輸出分配表.表3-2廢水處理控制系統(tǒng)PLC輸入分配表序列號名稱輸入口文字符號1自動開始按鈕I1.2SB12手動開始按鈕I1.3SB23開始按鈕I0.0SB34停止按鈕I0.1SB45污水池低水位I0.2L16污水池高水位I0.3H17排空電磁閥開啟I0.4SB58排空電磁閥關閉I0.5SB69清水池低水位I0.6L210清水池高水位I0.7H211中水箱低水位I1.0L312中水箱高水位I1.1H313電動閥控制按鈕I1.4SB614羅茨風機控制按鈕I1.5SB7151#清水泵控制按鈕I1.6SB8162#清水泵控制按鈕I1.7SB917上水閥控制按鈕I2.0SB1018下水閥控制按鈕I2.1SB11表3-3SBR廢水處理控制系統(tǒng)PLC輸出接口功能表序列號名稱輸出口文字符號1自動控制信號Q0.0LD122電動閥門接觸器開啟Q0.1KM53電動閥門接觸器關閉Q0.2KM64羅茨風機接觸器開啟Q0.3KM3-15羅茨風機接觸器關閉Q0.4KM3-261#清水泵接觸器開啟Q0.5KM1-171#清水泵接觸器關閉Q0.6KM1-282#清水泵接觸器開啟Q0.7KM2-192#清水泵接觸器關閉Q1.0KM2-210上水電磁閥接觸器開啟Q1.1KM4-111上水電磁閥接觸器關閉Q1.2KM4-212下水電磁閥接觸器開啟Q1.3KM7-113下水電磁閥接觸器關閉Q1.4KM7-214污水池高水位信號Q1.5LD915清水池高水位信號Q1.6LD1016中水箱高水位信號Q1.7LD113.3SBR廢水處理控制系統(tǒng)的電氣控制設計3.3.1SBR廢水處理控制系統(tǒng)的主電路設計SBR廢水處理控制系統(tǒng)主電路圖如圖3-1所示圖3-1SBR廢水處理控制系統(tǒng)主電路圖主電路說明：（1）主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風機M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動閥電動機M4，通過正、反轉完成開起閥門和關閉閥門的功能。（2）電動機M1、M2、M3、M4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現(xiàn)過載保護。電動閥電動機M4控制器內還裝有常閉熱保護開關，對閥門電動機M4實現(xiàn)雙重保證。（3）QF為電源總開關，既可完成主電路的短路保護，又起到分斷三相交流電源的作用，使用和維修方便。（4）熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實現(xiàn)各負載回路的短路保護。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護。3.3.2控制電路設計SBR廢水處理系統(tǒng)控制電路圖如圖3-2所示圖3-2SBR廢水處理控制系統(tǒng)控制電路控制電路說明：控制電路中由電源提示燈LD1對電源情況進行提示，PLC控制電路的供電回路采用隔離變壓器進行調整，以防止電源的干擾保證控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作。1#清水泵、2#清水泵、羅茨風機、電動閥開啟、電動閥關閉、上水電磁閥、下水電磁閥分別由運行提示燈LD2～LD8進行提示，并由KM1～KM7接觸器的敞開輔助觸點進行控制。4個電動機的過載保護分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4來實現(xiàn)。將他們的常開觸點并聯(lián)與中間繼電器KA連接構成過載保護信號，同時中間繼電器還起到了電壓轉換的作用，將220V交流電壓轉換成直流24V電壓信號傳送入PLC中實現(xiàn)過載保護控制功能。（4）1#清水泵、2#清水泵、羅茨風機、上水電磁閥、電動閥開啟、電動閥關閉、下水電磁閥的開關機電器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7分別由繼電器開關M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7進行控制。并且將KM5、KM6進行互鎖保證電動閥開啟或關閉間的相互隔離。而KM3的常閉觸點串聯(lián)在KM1繼電器中是為了保證1#清水泵在羅茨風機停止工作時工作，從而使得1#清水泵泵入的水源的使用安全。3.3.3PLC外部接線圖設計由以上所選元器件，結合本設計的原理，可作出PLC的外圍電路接線圖。如圖3-3所示。圖3-3PLC外部接線圖第四章SBR廢水處理控制系統(tǒng)的下位機程序設計本節(jié)將對PLC編程軟件及順序功能圖編程語言進行簡單介紹，并重點對控制程序中的典型環(huán)節(jié)進行重點介紹。針對西門子S7-200PLC,我們選擇STEP7-Micro/WIN32編程軟件作為開發(fā)工具。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應用軟件，功能強大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進行操作。按照設計要求編寫程序，能使PLC完成對現(xiàn)場設備的良好控制。4.1SBR廢水處理控制系統(tǒng)的順序功能圖根據(jù)控制要求，建立SBR廢水處理控制流程圖如圖4-1所示，表示出各控制對象的動作關系順序，相互間的控制關系。圖4-1SBR廢水處理順序流程圖4.2PLC的順序功能圖數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法有很多種：梯形圖經驗設計法、根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖方法和順序控制設計法。根據(jù)對本系統(tǒng)的控制系統(tǒng)分析決定選用順序控制設計法為本次設計方法。如圖4-2為PLC的順序功能圖。圖4-2SBR廢水處理控制系統(tǒng)PLC順序功能圖4.3下位機程序設計硬件設計確定之后，系統(tǒng)的控制功能主要通過軟件實現(xiàn)。關鍵環(huán)節(jié)設計如下：圖4-3自動控制開啟如圖4-3所示：按下自動控制按鈕I1.2，按下啟動按鈕I0.0，Q0.0為自動控制起動信號，并自鎖，I0.1為停止按鈕。圖4-4向污水池注水過程如圖4-4所示：當污水池中的水位是低水位狀態(tài)時I0.2，電動閥門開啟Q0.1,向污水池注水，直至污水池中的水位是高水位狀態(tài)時I0.3，電動閥門關閉Q0.2。圖4-5曝氣過程如圖4-5所示：開啟排空電磁閥I0.4，Q0.3羅茨風機轉動，羅茨風機轉動后，排空電磁閥關閉I0.5，曝氣一段時間，當曝氣結束后，排空電磁閥再次開啟I0.4,羅茨風機停止轉動Q0.4。圖4-6清水池注水過程如圖4-6所示：當羅茨風機停轉后，排空電磁閥關閉I0.5,然后開始沉淀，T38開始作用，沉淀結束后，當清水池中的水位處于低水位的狀態(tài)時I0.6,1#清水泵開始轉動，直至清水池中的水位處于高水位的狀態(tài)時I0.7,1#清水泵停止轉動Q0.6。圖4-7中水箱注水過程并排出清水如圖4-7所示：當中水箱中的水位處于低水位的狀態(tài)時I1.0,2#清水泵、上水電磁閥開始轉動，直至中水箱的水位處于高水位的狀態(tài)時I1.1，2#清水泵、上水電磁閥停止轉動。然后下水電磁閥開啟，向外部排出清水，直至中水箱中的水位處于低水位的狀態(tài)，下水電磁閥關閉。以上就是SBR廢水處理自動控制程序的全部過程。當污水處理池中的水位處于低水位的狀態(tài)時，電動閥門會自動打開繼續(xù)向污水處理池納入污水。如此循環(huán)往復。手動控制則是先按下手動按鈕→啟動按鈕→開啟電動閥控制按鈕→關閉電動閥控制按鈕→開啟排空電磁閥→開啟羅茨風機控制按鈕→關閉排空電磁閥控制按鈕→此時曝氣開始，過一段時間，曝氣結束，排空排空電磁閥開啟→關閉羅茨風機→關閉排空電磁閥→沉淀一段時間后開啟1#清水泵控制按鈕→關閉1#清水泵控制按鈕→開啟2#清水泵控制按鈕，上水電磁閥控制按鈕→關閉2#清水泵控制按鈕，上水電磁閥控制按鈕，開啟下水電磁閥控制按鈕→關閉下水電磁閥控制按鈕。此時SBR廢水處理手動程序完成。4.4程序調試為了保證系統(tǒng)能夠順利運行，我用仿真軟件對PLC程序進行了調試。強制給PLC輸入量，得到了預想的輸出。見圖4-8經調試后，證明PLC程序無錯誤，都達到了預期效果，符合工藝要求。如圖4-8為仿真調試的效果圖。圖4-8仿真調試的效果圖第五章SBR廢水處理控制系統(tǒng)的上位機程序設計可編程邏輯控制器在現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集、處理和控制，要和上位機進行通訊，以交換系統(tǒng)運行產生的數(shù)據(jù)。在上位機中，監(jiān)控軟件的首要任務是實現(xiàn)與主控人員之間良好的人機接口，以文字和圖形實時地反映了整個系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀。此外要及時地向下級PLC傳遞系統(tǒng)的設定和操作命令。本系統(tǒng)上位機采用MCGS組態(tài)軟件來實現(xiàn)相應功能。5.1MCGS組態(tài)軟件MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農業(yè)自動化、航空航天等領域，經過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。5.2MCSG組態(tài)畫面設計當在用戶窗口區(qū)創(chuàng)建完新窗口并命名為“廢水處理主程序”，雙擊進入并開始設計上位機圖形畫面。應用畫面中的工具箱及項目內的圖庫即可做出本設計的畫面。如圖5-1為工具箱。圖5-1為工具箱雙擊圖庫內的元器件，則此元器件出現(xiàn)在組態(tài)界面的左上角。單擊邊線修改其大小并單擊拖動到需要設計的相應位置，據(jù)此可作出本設計的組態(tài)畫面設計見圖5-2。圖5-2組態(tài)畫面5.3建立實時數(shù)據(jù)庫和動畫連接實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心，構件分布式應用系統(tǒng)的基礎。選擇實時數(shù)據(jù)庫選項卡，點擊新增對象。數(shù)據(jù)對象分為：開關型數(shù)據(jù)對象、數(shù)值型數(shù)據(jù)對象、字符型數(shù)據(jù)對象、事件型數(shù)據(jù)對象、組對象和內部數(shù)據(jù)對象。按設計需要對數(shù)據(jù)對象的屬性進行設置。如圖5-3為實時數(shù)據(jù)界面。圖5-3實時數(shù)據(jù)界面建立完實時數(shù)據(jù)庫，回到組態(tài)畫面設計界面，雙擊元器件進行元器件和實時數(shù)據(jù)庫的鏈接，在動畫連接選項卡中進行動畫連接設置，讓畫面“動起來”，使圖形在畫面上隨PLC數(shù)據(jù)的變化而活動起來。5.4組態(tài)設備窗口設計在組態(tài)工作臺界面中，進入設備組態(tài)窗口，在此窗口中通過設備工具箱添加通用串口父設備和西門子S7_200PPI兩個設備，然后把定義的變量與PLC具體的I/O分配連接，完成設備連接，見圖5-4。根據(jù)設備通訊要求和連接情況，完成對話框中相關的參數(shù)設置。同時完成通道連接和設備調試設置。S7_200PLC在梯形圖中的輸入用I符號表示，但是因為MCGS中I寄存器只能設置為只讀，所以要把梯形圖中的輸入I全部換成M的形式。防止上下位機不能實現(xiàn)通信。圖5-4設備窗口設置第六章SBR廢水處理控制系統(tǒng)的聯(lián)機調試首先打開西門子PLC編程軟件，再確認程序無誤后，下載到PLC，并使PLC進入RUN狀態(tài)。然后打開MCGS組態(tài)軟件，確認設備地址與PLC的下位機地址一致后，進入運行環(huán)境，經調試運行正常，能監(jiān)控SBR廢水處理的運行情況，達到控制要求。運行環(huán)境見圖6-1。圖6-1SBR廢水處理運行情況結束語從課題提出以后，了解工藝要求、查閱資料到選擇元器件、編程調試。從自