畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

中文摘要近年來，污水處理廠已成為各個(gè)城市最重要的根底設(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)的不斷開展、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)格比擬高等一系列優(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根本工藝和流程，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)的根本原那么和步驟，來說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。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ABSTRACTInrecentyears,sewagetreatmentplanthasalreadybecomeoneofthemostimportantinfrastructuresineverycity,andespeciallyinsmallandmedium-sizedones,tobuildandexpandsuchplantshasbeenonthelocalgovernment’stopagendatoimprovepeoples’life.Withthedevelopmentandimprovementofautomationtechniqueandcomputertechnology,automationlevelofsewagetreatmentplantshasalsomadeacorrespondingleap.WithPLChasseriesofmeritssuchas:maturetechnique,fineuniversalproperty,highreliability,flexibletoinstall,convenienttoexpand,excellentcostperformance,etc,whilehaveenableditgainamoreandmorewidespreadapplicationinindustrialcontrol.Thispaperintroducesthebasictechnologyofprocessingfactoryandprocess,andthroughthestudydesignasetofbasedonPLCcontrolsewagesystemof,thearticlefirstintroducesthesewagetreatmentcontrolsystembasedonPLCtechnologyandrelatedprocesses,controlsystemhardwarestructureanddesign,workingprincipleanddesignPLCcontrolsystem,thebasicprinciplesandsteps,toexplaininwastewatertreatmentprocessofPLCapplication.Accordingtothefirstsewagetreatmentequipmentdesignrequirementfortheelectriccontrolandautomaticcontrolcircuit,mainlyincludingequipmentandstop,statesignalfaultsignal,andthenaccordingtorequirementofprocessdesignPLCcontrolsystem,includingthetypeselection,otherPLCsystemresourcesconfiguration,andaccordingtothesewagetreatmentprocessofPLCprogram,finally,usingtheconfigurationtoimplementthesimulationofthesewagetreatment.Keywords:PLC,Sewagetreatment目錄第一章緒論 51.1設(shè)計(jì)課題的目的和意義 51.2我國水資源根本情況 51.3

水污染概述 6第二章PLC概念及組態(tài)技術(shù)簡介 72.1PLC概念 7PLC的根本概念 72.1.2PLC的根本結(jié)構(gòu) 72.1.3PLC的工作原理 72.1.4PLC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 11系統(tǒng)組成 11工藝流程 12控制任務(wù)和要求 133.2軟件局部的設(shè)計(jì) 143.2.1PLC輸入輸出分配 14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)簡介 20組態(tài)技術(shù)概述 20組態(tài)軟件的特點(diǎn) 20組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)思想 204.2組態(tài)的使用 21新建工程 21建立畫面 21外部設(shè)備及I/O變量定義 21定義I/O變量 224.2.5建立動(dòng)畫連接 22組態(tài)仿真 23參考文獻(xiàn) 26附錄A 27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)人員必須具備的根本能力之一。隨著國民經(jīng)濟(jì)的開展，國家對環(huán)保事業(yè)也越來越重視，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、工藝改良、系統(tǒng)完善的同時(shí)，對工業(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)，表達(dá)了科學(xué)開展史上的一個(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。世界任何國家的經(jīng)濟(jì)開展，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。中國污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織日程。建設(shè)符合我國國情的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對降低污水處理本錢、改善環(huán)境、建立可持續(xù)開展社會(huì)和和諧社會(huì)、保持我國經(jīng)濟(jì)高速開展具有重要意義。1.2我國水資源根本情況與水污染概述〔1〕我國水資源根本情況我國的“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，我國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家。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家之一。人均可利用水資源量僅為900立方米，并且分布極不均衡。20世紀(jì)末，全國600多座城市中有400多個(gè)城市存在供水缺乏問題，其中比擬嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國城市缺水總量為60億立方米。據(jù)監(jiān)測，全國廢污水排放量由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。嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水平安和健康。為緩解嚴(yán)峻的水形勢：一是節(jié)水優(yōu)先,二是治污為本。我國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到達(dá)90%，美國的洛杉磯也是利用處理過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，海水淡化本錢趨低，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)生場所的沖洗就是采用海水。中國政府水行政主管部門自1988年?中華人民共和國水法?公布起，就確定每年的7月1～7日為"中國水周"?？紤]到"世界水日"與"中國水周"的主旨和內(nèi)容根本相同，從1994年開始，把"中國水周"的時(shí)間改為每年的3月22～28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?！?〕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：①水中污染物的數(shù)量超過了水體自凈能力；②污染物數(shù)量到達(dá)破壞水的原有用途的程度；③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上下和各種水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(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：①按水存在形式劃分，有地表水污染與地下水污染；②按污染物劃分，有汞污染，酚污染、有機(jī)物水污染、熱污染等；③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；④按水域分類，有河流污染、湖泊污染、水庫污染、海洋污染等。二、污染物來源①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。②農(nóng)田排水。施用的化肥、農(nóng)藥，隨農(nóng)田排水、地表徑流注入水體。③生活污水。成分復(fù)雜，以耗氧有機(jī)物最多。④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。⑤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。⑤天然污染物?；鹕奖l(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)簡介2.1PLC概念2.1.1PLC的根本概念可編程控制器(Programmable

Controller)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(Programmable

Logic

Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的開展，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，簡稱PC。但是為了防止與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal

Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。2.1.2PLC的根本結(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)根本上與微型計(jì)算機(jī)相同。由如下幾局部組成：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法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(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)存放器內(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)或輸出存放器內(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

PLC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。 2.一、

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)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)，那么該脈沖信號(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)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(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)對排在下面的但凡用到這些線圈或數(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。同樣的假設(shè)干條梯形圖，其排列次序不同，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)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。

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、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。

還有一個(gè)比擬特殊的模塊-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。2.1.4PLC是可編程控制器的簡稱，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以下有點(diǎn)：(1)控制程序可改變在污水廠生產(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，如以下圖3.1-1所示。圖3.1-1污水處理系統(tǒng)的組成

工藝流程該污水處理系統(tǒng)的工藝流程圖，如以下圖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?！?〕濾水工序：翻開進(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，那么污水的氧化鐵雜質(zhì)會(huì)附著在磁鐵上，使水箱中流出的是凈化水?！?〕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，翻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。控制任務(wù)和要求〔1〕兩臺(tái)機(jī)組的濾水工序，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?！?〕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儀表，只要出現(xiàn)了“管壓高差〞的信號(hào)，那么應(yīng)立即停止濾水工序，自動(dòng)進(jìn)入反洗工序?！?〕如果某一輸出信號(hào)不正常，要立即停止系統(tǒng)工作，這樣可防止發(fā)生事故。注：兩臺(tái)機(jī)組有獨(dú)立的啟動(dòng)、停止按鈕?！肮軌焊卟瞑暀z測和反洗鈴在每臺(tái)機(jī)組上均單獨(dú)配置。3.2軟件局部的設(shè)計(jì)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輸入輸出分配表繪制PLC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。3.2.41、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。①1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)控如以下圖3.2-3所示。圖3.2-31號(hào)機(jī)組進(jìn)入反洗工序②2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)控如以下圖3.2-4所示。圖3.2-42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。①“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)控如以下圖3.2-5所示。圖3.2-5“管壓差高〞信號(hào)出現(xiàn)②自動(dòng)進(jìn)入反洗工序，Q0.1，Q0.3，Q0.5開始工作，PLC監(jiān)控如以下圖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)控如以下圖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)簡介組態(tài)技術(shù)概述在傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案中，自動(dòng)化控制實(shí)際上是由各種獨(dú)立的、別離的技術(shù)和不同廠家的產(chǎn)品來搭配起來的，比方一個(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計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，到達(dá)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。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。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)工具簡單，軟件編制難度大，目前運(yùn)行于MS-DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件根本上已經(jīng)退出市場。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)軟件一般都由假設(shè)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蟥暋睴bjectOriented〕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)軟件都由以下組件組成：圖形界面系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(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“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“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“下一步〞；6、設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)(一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可)，單擊“下一步〞；定義