【正文】 個(gè)部分組成。中和反應(yīng)池是系統(tǒng)對(duì)整個(gè)污水處理過程 PH 值的控制，在中和反應(yīng)池的進(jìn)水閥、出水閥、循環(huán)泵都啟動(dòng)的前提下，對(duì)反應(yīng)池的 PH 值進(jìn)行監(jiān)控，如果 PH〈 時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)加藥過程， PH〉 7 時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，當(dāng) 〈 PH〈 7 時(shí) PH 值處于正常過程，加藥泵停止加藥過程，采用的 PH 值傳感器為 PHT5431 變送器，應(yīng)用于遠(yuǎn)距離 pH 信號(hào)采集或工控系統(tǒng)，集中顯示實(shí)時(shí) pH 信號(hào)的變送輸出，直接輸出 4～ 20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)， 壓力式液位變送器（液位計(jì) )是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) （ 一般為 4～ 20mA/1～ 5VDC） 。 由此可見污水處理是個(gè)多參數(shù) (如液位、水質(zhì)成分、流量、壓力等 )，多任務(wù)(如污水輸送、加藥 PH 值控制的開停等 )，而且具有隨機(jī)性、時(shí)變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)，所以污水處理是個(gè)復(fù)雜的過程，污水處理生產(chǎn)系統(tǒng)控制的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1) 系統(tǒng)規(guī)模大：污水處理廠的規(guī)模較大，該污水處理廠，日處理能力大約為 120 萬 m3/d，遠(yuǎn)期處理水量約為 210 萬 m3/d，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，流程長(zhǎng)；各工藝過程地址分布相距較遠(yuǎn)。 PLC 監(jiān)控子站作為下位機(jī)，可以與現(xiàn)場(chǎng) 的監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器、變送器、自動(dòng)化儀表相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理；監(jiān)控信號(hào)可通過 I/O 模板進(jìn)入 PLC 進(jìn)行處理，或經(jīng)過通信協(xié)議輸出口直接將傳感器、自動(dòng)化儀表 信號(hào)反饋到 PLC，通過PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行管理。這種控制方式，需要人工的頻繁介入，中間存在人為聯(lián)絡(luò)的延遲，使出水質(zhì)量會(huì)有較大的波動(dòng)。這是最高優(yōu)先的控制，在這一模式下， PLC 系統(tǒng)僅對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，而不能控制。 (3) 保證控制系統(tǒng)的安全可靠。如果控制復(fù)雜、控制要求高的項(xiàng)目，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通訊聯(lián)網(wǎng)等，選用中檔、高檔機(jī)。輸出配置和地址分配要注意以下幾點(diǎn)：同類型設(shè)備占用的輸出點(diǎn)地址應(yīng)集中在一起；按照不同類型的設(shè)備順序指定輸出點(diǎn)地址號(hào)；如果輸出點(diǎn)有多余，可將每一個(gè)輸出模塊的輸出點(diǎn)都分配給一臺(tái)設(shè)備或儀器；對(duì)于彼此相關(guān)的輸出器件，如電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，電磁閥的前進(jìn)、后退等，其輸出地址要連號(hào)。 CPU 從第一條指令開始，按順序逐條執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。 污水處理的 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示 確定控制對(duì)象及控制范圍 可編程控制器的選擇 軟件（程序）設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試 硬件（外圍電路控制盤）設(shè)計(jì) 總線統(tǒng)調(diào) 是否符合要求 調(diào)整軟件 投入運(yùn)行 調(diào)整硬件 否 是 圖 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 開始中和池 A 、 B同時(shí)高液位？報(bào)警（ 3 . 1 . 1 )一個(gè)低液位，一個(gè)非高液位？開啟低液位中和池進(jìn)水閥 ,關(guān)閉另一中和池進(jìn)水閥開啟低液位中和池進(jìn)水閥關(guān)閉高液位中和池進(jìn)水閥啟動(dòng)調(diào)節(jié)泵AYYNNN一個(gè)低液位，一個(gè)非高液位？Y調(diào)節(jié)池液位高中和池液位達(dá)中液 位 A開啟中和池循環(huán)出水閥、進(jìn)水閥，啟動(dòng)循環(huán)泵發(fā)出 PH 檢測(cè)信號(hào)P H 7 ？P H 5 . 5 ？報(bào)警P H 6 . 5 ？啟動(dòng)加藥 計(jì)量泵停止加藥 計(jì)量泵中和池高液位？停止調(diào)節(jié)泵，關(guān)閉中和池進(jìn)水閥延時(shí) 3 分鐘停止循環(huán)泵，關(guān)閉中和 池進(jìn)水閥BYYYNYYNN中和池高液位？中和池出水閥已關(guān)閉 60 分鐘另一中和池出水閥關(guān)閉 B純水池高 液位？3 . 1 . 1啟動(dòng)超濾增壓泵，開啟超濾產(chǎn)水閥每 20 分鐘，后排濃電動(dòng)閥開啟 10 秒 后關(guān)閉跨膜壓差〉 0 . 0 1 5 M P a ？停止超濾增壓泵，關(guān)閉中和池出水閥，關(guān)閉超濾產(chǎn)水閥啟動(dòng)后反洗泵運(yùn)行 30 秒關(guān)閉，啟動(dòng)后排電動(dòng)閥運(yùn)行 20 秒 關(guān)閉開啟前排濃電動(dòng)閥 10 秒關(guān)閉開啟反滲透排濃閥延時(shí) 15 秒啟動(dòng)反滲透高壓泵離子交換設(shè)備運(yùn)行NYYN中和池 A 、B 高液位 圖 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 圖 PLC 對(duì) I/O 量的統(tǒng)計(jì) 現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)節(jié)池高液位、中和池 A、 B 高中低液位、反滲透高、低壓保護(hù)等開關(guān)信號(hào)。 監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級(jí)的微型計(jì)算機(jī)和工作站為主，由安裝在計(jì)算機(jī)上的工業(yè)組態(tài)軟件通過通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)對(duì)控制層的 PLC 子站直接監(jiān)測(cè)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝單元的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 工控組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)可分兩個(gè)層次，最底層是與現(xiàn)場(chǎng)控制站相連的 I/O 驅(qū)動(dòng)程序接口模塊，它主要完成上層軟件與現(xiàn)場(chǎng)控制站之間的數(shù)據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和緩存， I/O 驅(qū)動(dòng)程序之上的中間層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是控制模塊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和控制，并對(duì)圖形顯示模塊、實(shí)時(shí)趨勢(shì)模塊和報(bào)警模塊進(jìn)行通信控制。盡管各個(gè)節(jié)點(diǎn)是完全獨(dú)立的工作站，這些節(jié)點(diǎn)也能獲取網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這些屬性可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)的。 控制功能組件是組態(tài)軟件的主要組成部分，基于 PC 的策略編輯 /生成組件，也有人稱之為軟邏輯或軟 PLC。生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)是很有價(jià)值的，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫具備數(shù)據(jù)檔案管理功能，現(xiàn)在很難知道將來進(jìn)行分析時(shí)哪些數(shù)據(jù)是必須的，因此，保存所有的數(shù)據(jù)是防止丟失信息的最好的方法。 在圖形界面中，各類組 態(tài)軟件普遍提供了一種類 Basic 語言的編程工具一腳本語言來擴(kuò)充其功能。每個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象均有影響其外觀的屬性。 在一個(gè)分布式處理的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行所分配的任務(wù)，單一 節(jié)點(diǎn)脫離網(wǎng)絡(luò)時(shí)不會(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中斷。 工業(yè)組態(tài)軟件的引入使得對(duì)于污水處理過程的管理簡(jiǎn)單化，人們可以從針對(duì)不同的生產(chǎn)工藝過程編制不同的控制軟件，工業(yè)被控對(duì)象稍有變動(dòng)就必須修改源程序的困境中解脫出來，利用組態(tài)軟件的圖形界面，快速構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。 監(jiān)控層就是指各生產(chǎn)單元的中控室，監(jiān)控層的主要功能為根據(jù)自身的優(yōu)化程序，實(shí)現(xiàn)本工藝單元的設(shè)備調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制功能；實(shí)現(xiàn)工藝及電氣模擬圖動(dòng)態(tài)顯示及檢測(cè)量實(shí)時(shí)顯示；采集、輸送本工藝單元的各種信號(hào)，接收 管理層的指令，完成局部生產(chǎn)過程的控制。為了安全起見 ，一般將主電路斷開，進(jìn)行預(yù)調(diào)，當(dāng)確認(rèn)接線無誤再接主電路，將模擬調(diào)試好的程序輸入到存儲(chǔ)器中調(diào)試，直到各部分功能正常，并能協(xié)調(diào)一致成為一個(gè)完成的整體控制為止。 PLC 的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。配置與地址分配這兩部分工作要安排得合理，這樣會(huì)給 PLC 硬件設(shè)計(jì)、程序編寫和系統(tǒng)調(diào)試帶來很多方便。 (3)選擇 PLC，如果工藝過程較為固定、維修量較小可以選擇整體式 PLC,否則選用模塊式結(jié)構(gòu) PLC。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集相關(guān)工藝流程控制資料，與工藝人員以及實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定控制方案，協(xié)同解決實(shí)際中出現(xiàn)的各種問題?？刂茖又饕凑瘴鬯幚砉に囈?求，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量、模擬量控制，完成數(shù)據(jù)采集，計(jì)算和邏輯運(yùn)算，執(zhí)行閉環(huán)控制，對(duì)多樣化的污水處理工藝設(shè)備能夠根據(jù)實(shí)時(shí)處理情況和要求，控制設(shè)備的啟停和工作強(qiáng)度，達(dá)到設(shè)備的最優(yōu)化調(diào)度，節(jié)約藥劑的投加量，保證污水處理效果。上、下位機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)傳送采集參數(shù)和遠(yuǎn)程控制參數(shù)。 (5) 控制系統(tǒng)中存在網(wǎng)絡(luò)通信，如何實(shí)現(xiàn)較高的通信速率和通信質(zhì)量，開放程的通信接口，建立完整，可靠的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，也是需要考慮的問題。 污水處理系統(tǒng)控制的難點(diǎn) 污水處理工序中，對(duì)各種 水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)的控制對(duì)污水凈化處理極為重要。隔油池 可以依靠油水比重差從水中分離 ，對(duì)所檢測(cè)的數(shù)據(jù)與事先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行 反饋控制；調(diào)節(jié)池是系統(tǒng)對(duì) A、 B 兩池液位高度的控制，在控制過程中利用 CBM3000 系列壓力式液位變送器 對(duì)特定的點(diǎn)位的高度進(jìn)行檢測(cè)，看 A、 B 兩池的高度是否處于報(bào)警高度，液位高度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過調(diào)整電路后，調(diào)整電路將各種傳感器的輸出信號(hào)調(diào)整到適合于 A/D 轉(zhuǎn)換的范圍（ 05V）， PLC 采集到這些值再經(jīng)一定的控制算法后。遠(yuǎn)程手動(dòng)方式即操作員在 中控室或現(xiàn)場(chǎng) PLC 監(jiān)控工作站對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如果現(xiàn)場(chǎng)不具備設(shè)備運(yùn)行條件，系統(tǒng)將不操 作并報(bào)告操作員，此時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)方式不起作用。 工藝流程簡(jiǎn)單說明：一般有色金屬工業(yè)污水中含有重金屬離子而使其成酸性， PH 值在 ，在反應(yīng)池中加入石灰乳使之與污水中的重金屬離子反應(yīng)。碳質(zhì)離子交換體如磺化煤為煤粉經(jīng)硫酸處理而得到的產(chǎn)物，是一種陽離子交換劑。 滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進(jìn)入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透?；瘜W(xué)法主要利用化學(xué)反應(yīng)來處理或回收廢水中的溶解物或膠體物，如酸堿綜合等。 ②輸出接線方式的選擇 按 PLC 的輸出接線方式的不同，一般有分組式輸出和分隔式輸出兩種。選擇時(shí)一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)及周圍環(huán)境來決定。 一般可只按下式估算，再按實(shí)際需要留適當(dāng)?shù)挠嗔浚?20%— 30%）來選擇。因此，合理的選擇 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 （ 2）程序執(zhí)行 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖 。 I/O 單元有良好的電隔離和濾波作用。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。通常由中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器（ RAM、 ROM）、輸入輸出單元（ I/O）、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖 的時(shí)間要少得多。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模 的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。目前在先進(jìn)工業(yè)國家中 PLC 已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)，諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油、化工、輕工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、娛樂等各行各業(yè)。日本的幾個(gè)廠家為三菱、富士 。在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，對(duì)整個(gè)水處理過程實(shí)行多環(huán)路控制，其中包括沉淀、過濾及反沖洗、臭氧處理、化學(xué)藥劑投放、泵房等。 研究背景 環(huán)境問題與資源、人口問題已經(jīng)被國際社會(huì)公認(rèn)是影響可持續(xù)發(fā)展的三大關(guān)鍵問題。 在國內(nèi)，對(duì)科研單位的有利條件是，由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)還是一種新興技術(shù)，還處于發(fā)展階段，尤其在高速現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間，只要積極努力，還是能夠和國外進(jìn)行竟?fàn)幍摹? 到 70 年代，自動(dòng)控制理論及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入第三個(gè)階段。為了保持循環(huán)用水和工藝用水的水質(zhì)，一般都要采取處理打措施，去除水中雜質(zhì)。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 43 結(jié) 論 20 硬件配置 9 PLC 的特點(diǎn) 8 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 8 PLC 的發(fā)展與應(yīng)