【正文】 同時(shí)為了使 PLC 的輸出和現(xiàn)場(chǎng)回路之間隔離，在輸出端使用了繼電器，通過(guò)繼電器來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量開關(guān)。 ●模擬量輸出：變頻器頻率指令。只有當(dāng)正確的連接了外部的連線，使得每個(gè) I/O 都能正確對(duì)應(yīng)，才能保證最后的控制系統(tǒng)的運(yùn)行成功。 采樣時(shí)間 4ms CLI 邏輯輸入公共端 ATV38 的控制端子的技術(shù)參數(shù)如表 所示。 24V 邏輯輸入端電源 +24V 帶有短路和過(guò)載保護(hù)，最低 19V，最高 30V 最高可為用戶提供 100mA的電流 LI1 LI2 LI3 邏輯輸入 可編程邏輯輸入端 178。 分辨率 8位 (1) 178。 阻抗 2503/4 178。 精度為最大值的177。 采樣時(shí)間 8ms 178。 感性負(fù)載的最大開關(guān)能力 (cosφ =， L/R = 7ms): 對(duì)于 250V交流和 30V直流為 178。通過(guò)不同的電壓變化來(lái)使得變頻器的四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 17 不同頻率輸出，控制電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速。 ●功能模塊 (FM) 用于時(shí)間要求苛刻、存儲(chǔ)器容量要求較大的過(guò)程信號(hào)處理任務(wù)，例如高速計(jì)數(shù)、定位 操作和閉環(huán)控制。 它的主要特點(diǎn)有 : (1)速度快：極其快速的指令處理大大縮短循環(huán)周期。一個(gè) UPS 接在 220V線上，用于斷電時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行供電，其控制是 從 PLC 的輸出節(jié)點(diǎn)上引出一個(gè)常閉繼電器，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí) PLC 給個(gè)輸出量繼電器斷開，當(dāng)斷電的時(shí) PLC 無(wú)輸出則常閉繼電器打開，把 UPS 接入回路來(lái)供電，其功率為 2500W，適合現(xiàn)場(chǎng)的容量。所有這些使得設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)控制柜變的非常重要。SIMATICM7300 PLC 采用與 SIMATIC S7300 相同的構(gòu)造，能用 SIMATIC S7 模塊，其顯著特點(diǎn)是與通用微型機(jī)算機(jī)兼容，可運(yùn)行 MSDOS/Windows 程序，適合于處理數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的工作任務(wù)。占用主機(jī) CPU的時(shí)間很少，有利于提高 PLC 完成特殊的控制要求。 【 4】 PLC 具有以下特點(diǎn)： (1).可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； (2).編程簡(jiǎn)單，使用方便； (3).設(shè)計(jì)安裝容易，維護(hù)工作量少； (4).功能完善，通用性強(qiáng)； (5).體積小，能耗低； (6).性能價(jià)格比高。清水池在高、低液位時(shí)報(bào)警。 液位開關(guān)設(shè)高、低兩位，液 位信號(hào)送至需方程控系統(tǒng)監(jiān)視，且低位報(bào)警的同時(shí)停計(jì)量泵及與之相對(duì)應(yīng)的攪拌機(jī)。煤水加藥系統(tǒng)包括（ 1）混凝劑加藥系統(tǒng)，（ 2）助凝劑加藥系統(tǒng)。 該電廠含煤廢水處理系統(tǒng)中共包括：煤泥提升系統(tǒng)；煤水提升系統(tǒng)；煤水加藥系統(tǒng)（混凝劑加藥系統(tǒng)、助凝劑加藥系統(tǒng)）；帶壓式廢水處理系統(tǒng)（ A、 B系統(tǒng)）；清水提升系統(tǒng)。同時(shí)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)融入整個(gè)電廠的自動(dòng)化管理中，這樣更加節(jié)省人力物力，便于集中管理。至于懸浮物，在交接班時(shí)段的大清掃和大沖洗后會(huì)出現(xiàn)高峰值，即水變混，水量也大。可以預(yù)見(jiàn)污水廢水的處理將是我們一直面臨的重要問(wèn)題。我國(guó)七大水系，湖泊，水庫(kù)，部分地區(qū)地下水受到不同程度的污染，七大水系的水質(zhì)繼續(xù)惡化。全世界有 100 多個(gè)國(guó)家缺水，其中嚴(yán)重的有 40 多個(gè)，水資源的缺乏及水環(huán)境的污染己越來(lái)越成為制約發(fā)展的重要因素。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC的某電廠含煤廢水處理控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 四川理工學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院 二 OO 九年六月 I 摘 要 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)某電廠含煤廢水處理系統(tǒng)的幾個(gè)部分進(jìn)行工藝流程分析，主要包括煤水提升部分、加藥部分、帶壓式廢水處理部分和清水提升部分，然后根據(jù)工藝流程寫出輸入輸出點(diǎn)表。 【 1】 近年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大 大促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是中國(guó)的水污染問(wèn)題也變得更加突出。水資源的嚴(yán)重匱乏己成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。 水處理的方法 當(dāng)前國(guó)際和國(guó)內(nèi)在水處理的工藝上主要是有兩種，即生物處理法和物理化學(xué)處理法。只要循環(huán)排污水及化學(xué)中和池排水不進(jìn)入工業(yè)排水系統(tǒng)，那么工業(yè)廢水中的常規(guī)離子含量同水源水相近；超標(biāo)的污染物指標(biāo)主要是懸浮物，偶爾油和 CODCr 也會(huì)超標(biāo)。通過(guò)本自動(dòng)控制系統(tǒng)把處理過(guò)的廢水再納入整個(gè)電廠的水循環(huán)中，提高電廠用水的效率，節(jié)約成本，提高了整體的經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)主要考慮后四個(gè)系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行分析，從而設(shè)計(jì)出PLC 控制系統(tǒng)及程序。 混凝劑加藥系統(tǒng) E： 圖 為混凝劑加藥系統(tǒng) E 流程圖。計(jì)量泵的啟停以及加藥的速度與液位開關(guān)的高、低液位連鎖，助凝加藥裝置配有一個(gè)電磁閥。三臺(tái)清水泵通過(guò)出水管上的流量計(jì)自動(dòng)連鎖啟停，互為備用，工作泵故障時(shí)備用泵自動(dòng)投入。 【 5】 隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的增加， PLC 的結(jié)構(gòu)和功能也不斷改進(jìn)。智能模塊主要由模擬量 I/0、 PID 回路控制、通信控制、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、高速計(jì)數(shù)、中斷輸入等。 （ 5）、小型化、低成本、簡(jiǎn)單易用：隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和用戶投資規(guī)模的不同，小型化、低成本、簡(jiǎn)單易用的 PLC 將廣 泛應(yīng)用于各行各業(yè)?？刂乒裨O(shè)計(jì)的優(yōu)劣也直接影響的整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效能。 PLC 的外部接線 電廠含煤廢水處理 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的廢水控制系統(tǒng)一樣主要由輸入信號(hào)控制系統(tǒng)和泵運(yùn)行控制系統(tǒng)組成。 (2)存儲(chǔ)器容量大。 ●負(fù)載電源模塊 (PS) 將民用交流電 (120/230VAC)轉(zhuǎn)換為 24V 直流，用于向 S7300 和直流 24V負(fù)載電路提供負(fù)載電源。在含煤廢水處理控制系統(tǒng)中使用施耐德公司的 ATV31 和 ATV38 變頻器，整個(gè)項(xiàng)目中共用到了 5臺(tái)變頻器控制 4個(gè)計(jì)量泵和 2 個(gè)提升泵，其中 ATV31 有 4 臺(tái)和 ATV38 有 1臺(tái)。 采樣時(shí)間 8ms 178。 配用最長(zhǎng) 100m的屏蔽電纜。 %，線性度為最大值的177。 分辨率 ， 10位轉(zhuǎn)換器 178。 精度 177。 +24V電源 (最高 30V) 178。 【 9】 表 ATV38的控制端子的技術(shù)參數(shù) 端子 功能 電氣特性 R1A R1B R1C 故障繼電器 R1 帶公共點(diǎn)的C/O 觸點(diǎn)（ R1C） 最低通斷能力 : 178。 在 S7300 中可以對(duì)輸入輸出地址進(jìn)行分配，有兩種地址分配方式： 向槽位編址的地址分配。 ●數(shù)字量輸入：煤水 提升泵，煤水處理系統(tǒng)電動(dòng)閥，加藥系統(tǒng)的計(jì)量泵、攪拌機(jī)、電動(dòng)閥，清水提升泵的啟動(dòng)信號(hào)，故障等。這樣對(duì) PLC 的輸出口起到了很好的保護(hù)作用，同時(shí)能夠帶動(dòng)更大的 負(fù)載。 圖 數(shù)字量輸入模塊接口示意圖 第 4章 電廠含煤廢水處理系統(tǒng)中的 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 SM322 輸出量模塊采用的是晶體管輸出，晶體管輸出的響應(yīng)時(shí)間短、壽命長(zhǎng)，但是其只能帶直流負(fù)載并且?guī)лd能力弱。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，電廠含煤廢水處理控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)主要分成 4個(gè)部分，放在三個(gè)相連的導(dǎo)軌上 : ●模擬量輸入：調(diào)節(jié)池液位，清水池液位等。一個(gè) PLC 控制系統(tǒng)中往往要連接成百上千的外部 I/O 點(diǎn)，每一個(gè) I/O 所代表的含義和在程序中的地址分配是不一樣的。 LI與 CLI 之間的電壓差低于 5V為 0 狀態(tài)，高于11V 為 1狀態(tài) 178。 (1) 數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器的特性。 178。 178。 分辨率 ， 10位 +符號(hào)轉(zhuǎn)換器 178。 % 178。 阻性負(fù)載的最大開關(guān)能力 (cosφ =1， L/R = 0ms): 對(duì)于 250V交流和 30V直流為 5A 178。一般來(lái)說(shuō) PLC 的模擬量輸出不直接控制電機(jī)，而是通過(guò)電壓的輸出來(lái)給變頻器輸入。 ●通訊處理器 (CP) 用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，降低 CPU 的處理任務(wù)，使 CPU 能夠更快的 處理其它重要事務(wù)。 CPU 主機(jī) 輸 入 模 塊 輸 入 模 塊 液位開關(guān) 處理系統(tǒng) 的動(dòng)作信號(hào) 各個(gè)泵的 啟動(dòng)信號(hào) 加藥系 統(tǒng)所有泵 煤水提升泵 處理系統(tǒng)的各個(gè)電動(dòng)閥 清水提升泵 變頻器輸出 變頻器 輸入端 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 15 SIMATIC 控制器提供了面向未來(lái)的投資，可以做到主動(dòng)、柔性、經(jīng)濟(jì)地響應(yīng)新挑戰(zhàn)，能給用戶帶 來(lái)如下好處 【 7】 ： ●高速 CPU和強(qiáng)大的工藝功能可以帶來(lái)更高的生產(chǎn)率 ●強(qiáng)大的 CPU和超大的內(nèi)存容量可以集成新的功能 ●控制器尺寸減小，大量的集成功能和無(wú)機(jī)柜操作可以減小機(jī)器體積 ●高效的工程軟件，全集成自動(dòng)化帶來(lái)的集成性和應(yīng)用程序的可重用性可以帶來(lái)更低的市場(chǎng)響應(yīng)時(shí)間 ●分布式自動(dòng)化可以減少安裝和調(diào)試時(shí)的時(shí)間和費(fèi)用 ●對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)和故障安全要求的應(yīng)用可以共用一套系統(tǒng) ●強(qiáng)大的診斷功能可以提高機(jī)器和工廠的可靠性 ●全球 190 個(gè)國(guó)家和全面的 SIMATIC 支持可以增加機(jī)器和工程的出口機(jī)會(huì) SIMATIC S7300 是一種通用型的 PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場(chǎng)合，其模塊化、無(wú)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握等特性，使得S7300 在實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種即經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案 。系統(tǒng)提供一個(gè)隔離變壓器，用于對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)取電和 PLC供電的隔離，使得 PLC 的運(yùn)行不受工業(yè)用電電壓的波動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)如果裸露在外，不但零亂的接線有損美觀，無(wú)按鈕及顯示屏也使得工人操作起來(lái)極其不方便，而且整個(gè)系統(tǒng)裸露會(huì)受到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的影響，從而使得控制系統(tǒng)損傷或出現(xiàn)使用壽命下降等情況；同時(shí)一個(gè)大系統(tǒng)中除了控制系統(tǒng)外還有電氣系統(tǒng)等，這就要求它們之間進(jìn)行有效的連接。好的 兼容性 是 PLC 深層 次應(yīng)用的重要保證。 第 3章 電廠含煤廢水處理控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 12 圖 S7300PLC的可視圖 （ 2）、多功能：為了適應(yīng)各種特殊功能的需要，各個(gè)公司陸續(xù)推出了多種智能模塊，智能模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的 CPU與 PLC 的 CPU并行工作。 PLC 在現(xiàn)代工業(yè)控制中占有重要地位，是公認(rèn)的現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大技術(shù)支柱 (PLC、 CAD/DAM、機(jī)器人 )之一。 圖 A設(shè)備的處理流程圖 正常情況下 A1 電動(dòng)閥常開 A2 電動(dòng)閥常開 A3 電動(dòng)閥常開 A4 電動(dòng)閥常開 9清水電動(dòng)閥常開 A8 電動(dòng)閥常閉 10排泥閥常閉 A7 電動(dòng)閥常閉 A6 電動(dòng)閥常閉 A5 電動(dòng)閥常閉 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 9 圖 A設(shè)備的處理流程圖 反沖洗時(shí) A2常 開 A1常 閉 A3常 開 A4常 開 A5常 開 A6常 閉 A7常 閉 A8常 閉 9常閉 A2常 閉 A1常 開 A3常 開 A4常 開 A5常 閉 A6常 開 A7常 閉 A8常 閉 A2常 開 A1常 開 A3常 閉 A4常 開 A5常 閉 A6常 閉 A7常 開 A8常 閉 A2常 開 A1常 開 A3常 開 A4常 閉 A5常 閉 A6常 閉 A7常 閉 A8常 開 A2常 開 A1常 開 A3常 開 A4常 開 A5常 閉 A6常 閉 A7常 閉 A8常 閉 9常 開 正常情況下 10排泥閥排泥 每隔 8小時(shí) 持續(xù) 1 至 5 分鐘 持續(xù) 1至 5分鐘 持續(xù) 1至 5分鐘 持續(xù) 1 至 5 分鐘