【正文】 LC—輸出量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入量，它們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算，處理后送到輸出端子，作為PLC的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。 （4）輸出形式PLC 的各種機(jī)型都有多種輸出形式，包括繼電器輸出、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件輸出、晶體管輸出等。 PLC的輸入與輸出 加氯系統(tǒng)的主要設(shè)備包括氣源切換裝置、加氯機(jī)、漏氯報(bào)警系統(tǒng)和吸氯裝置3個(gè)部分【5】。 由于本系統(tǒng)選用的是CPU224，其有14個(gè)模擬量輸入點(diǎn)，10個(gè)模擬量輸出點(diǎn)【6】。這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是，做出正確的測(cè)量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)越大，積分作用越弱，系統(tǒng)穩(wěn)定越強(qiáng)。微分項(xiàng)MD與錯(cuò)誤變化成比例。微分調(diào)節(jié)（D）的作用是使偏差快速消除，可以選擇方程中的微分項(xiàng)是作用于誤差的變化還是作用于過(guò)程變量的變化【8】。 PID指令及回路表S7200的PID指令圖如圖32所示： PID TBL LOOP指令中TBL是回路表的起始地址，LOOP是回路編號(hào)。前加氯設(shè)一個(gè)投加點(diǎn)，根據(jù)原水流量比例投加；后加氯和出廠水補(bǔ)氯各設(shè)一個(gè)投加點(diǎn)，均根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)余氯值反饋，通過(guò)PID運(yùn)算得出控制值控制各自加氯機(jī)的開(kāi)度，使實(shí)際余氯值向給定值逼近?？刂频臄?shù)學(xué)模型如式：I0=KfQm清水池投氯PID調(diào)節(jié)定義PID參數(shù):此定義是根據(jù)西門(mén)子S7200自帶PID控制指令的規(guī)則執(zhí)行的。將存放在VW12中的余氯采樣整數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙整數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)化結(jié)果存入VD58中。定義系統(tǒng)設(shè)定值。將經(jīng)過(guò)處理存放在VD66的出水廠流量采樣數(shù)據(jù)與投氯比例系數(shù)進(jìn)行實(shí)數(shù)乘法運(yùn)算，并將結(jié)果存入VD70中。具體工藝流程圖如圖35所示。具體程序流程圖如圖37所示：漏氯報(bào)警？開(kāi)排風(fēng)扇開(kāi)吸氯裝置關(guān)閉排風(fēng)扇關(guān)閉吸氯裝置延時(shí)到？故障報(bào)警故障處理是是是是是否否否否否堿泵風(fēng)機(jī)運(yùn)行？漏氯信號(hào)消除？延時(shí)吸氯時(shí)間到？開(kāi)始 圖37 漏氯報(bào)警及處理程序流程圖 漏氯報(bào)警程序梯形圖漏氯報(bào)警的部分程序見(jiàn)圖38： 圖38 漏氯報(bào)警部分程序 ，PLC向排風(fēng)扇和吸氯裝置發(fā)出啟動(dòng)的控制信號(hào)，如果堿泵、則判斷吸氯裝置故障，應(yīng)立刻進(jìn)行故障處理。在今后對(duì)水廠加氯系統(tǒng)的研究中，無(wú)人化與智能化【20】是研究的核心，應(yīng)用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而更為精確的PID控制則交給工控機(jī)來(lái)完成。如果您為參數(shù)表地址建立了符號(hào)名，然后又改變?yōu)樵摲?hào)指定的地址，由 PID 向?qū)傻拇a則不再能夠正確執(zhí)行。 。位于手動(dòng)模式時(shí)，PID 計(jì)算不執(zhí)行，回路輸出不改變。要在程序中使能該配置，每次掃描周期時(shí)，使用 從主程序塊調(diào)用該子程序。 quick refers to control system response of the output to rise time, usually with quantitative description. PID control principle and characteristics In engineering practice, the most widely used for the regulator control laws proportion, integral, differential control, the abbreviation PID control, say again PID regulation. PID controller published it has been nearly 70 years history, with its simple structure, good stability, convenient adjustment work and bee one of the main technology of industrial control. When controlled object39。t fully grasp, or get accurate mathematical model, the control theory to adopt other technology, the system controller39。該子程序初始化 PID 控制邏輯使用的變量，并啟動(dòng) PID 中斷“PID_EXE”程序。這樣會(huì)在 PID 返回自動(dòng)模式時(shí)提供無(wú)擾動(dòng)轉(zhuǎn)換。 標(biāo)定（單極、雙擊或 20% 偏移量）步驟 4 設(shè)置回路報(bào)警選項(xiàng)該向?qū)楦鞣N回路條件提供輸出。 （SP）應(yīng)當(dāng)如何標(biāo)定。采用自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，改變了水廠原人工操作投加的控制模式，控制的準(zhǔn)確性得以提高，并節(jié)省了人力和氯耗。 第四章 結(jié)論 本文內(nèi)容的總結(jié) 本文分析了水廠的氯氣投加工藝以及氯氣的水解規(guī)律，并對(duì)水廠加氯系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。則關(guān)閉1號(hào)閥。控制的數(shù)學(xué)模型如式：I0=KfQm 出水余氯數(shù)據(jù)采樣及將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成PID應(yīng)用01數(shù)據(jù),將出水廠出水流量數(shù)據(jù)與出水場(chǎng)余氯檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、閉環(huán)復(fù)合控制.將經(jīng)過(guò)PID復(fù)合運(yùn)算后的投氯結(jié)果傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)識(shí)別的信號(hào)420mA的模擬量【16】，變成一個(gè)共控制裝置使用的整數(shù)（程序說(shuō)明：VD208中存放的是經(jīng)PID指令復(fù)合計(jì)算調(diào)節(jié)后的輸出值，PID回路表中有定義。定義PID采樣周期。，供PID指令用【15】。定義增益即PID調(diào)節(jié)的比例放大倍數(shù)。 自動(dòng)加氯程序梯形圖及程序說(shuō)明自動(dòng)加氯的流程圖和梯形圖分別如圖33，圖34： 圖33 自動(dòng)加氯流程圖 圖34 自動(dòng)加氯子程序梯形圖梯形圖程序依次說(shuō)明：原水流量檢測(cè)及按比例投氯:把原水流量采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到VW10。PID指令對(duì)回路表中的某些輸入值不進(jìn)行范圍檢查，應(yīng)保證過(guò)程變量、給定值等不超限，如表31： 表31 PID回路表 偏移量 域 格式 類(lèi)型 說(shuō)明 0 進(jìn)程變量 雙字—實(shí)數(shù) 入包含進(jìn)程變量， 4 設(shè)定值 雙字—實(shí)數(shù) 入包含設(shè)定值， 8 輸出 雙字—實(shí)數(shù) 入 出包含輸出， 12 增益 雙字—實(shí)數(shù) 入包含增益，此為比例常數(shù)，可為正數(shù)或負(fù)數(shù) 16 采樣時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含采樣時(shí)間，以秒為單位，必須為正數(shù) 20 積分時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含積分時(shí)間，以分鐘為單位，必須為正數(shù) 24 微分時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含微分時(shí)間，以分鐘為單位，必須為正數(shù) 28 偏差 雙字—實(shí)數(shù) 入 出 32 以前的進(jìn)程變量 雙字—實(shí)數(shù) 入 出包含最后依次執(zhí)行PID指令存儲(chǔ)的進(jìn)程變量以前的數(shù)值 程序中可使用八條PID指令。原水流量信號(hào)經(jīng)PLC輸入到前加氯控制器（比例控制器），比例控制器根據(jù)流量的大小，輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)電動(dòng)閥的開(kāi)度，其控制的數(shù)學(xué)模型如公式37所示： （37） 其中：I0—控制器輸出（4~20mA）；Kf—比例系數(shù)；Qm—原水瞬時(shí)流量。第一次采樣時(shí)，數(shù)值 PVn1 被初始化，等于PVn 。CPU采用的積分項(xiàng)公式為： （35）其中： MIn 采樣時(shí)間n的回路輸出積分項(xiàng)數(shù)值 Kc 回路增益 Ts 回路采樣時(shí)間 T1 積分時(shí)間（亦稱(chēng)為積分時(shí)間或復(fù)原） SPn 采樣時(shí)間n的設(shè)定值數(shù)值 PVn 采樣時(shí)間n的進(jìn)程變量數(shù)值 MX 采樣時(shí)間n 1的積分項(xiàng)數(shù)值（亦稱(chēng)為積分和或偏差） 積分和或偏差是積分項(xiàng)所有先前數(shù)值的運(yùn)行和。修改后的公式為： （33） 輸出 = 比例項(xiàng) + 積分項(xiàng) + 微分項(xiàng)其中： Mn 采樣時(shí)間n的回路輸出計(jì)算值 MPn 采樣時(shí)間n的回路輸出比例項(xiàng)數(shù)值 MIn 采樣時(shí)間n的回路輸出積分項(xiàng)數(shù)值 MDn 采樣時(shí)間n的回路輸出微分項(xiàng)數(shù)值 （1）比例項(xiàng)比例環(huán)節(jié):成比例地反映控制系統(tǒng)偏差信號(hào)的作用，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。 圖22 CPU224接線圖 圖23 模擬量輸入輸出模塊接線圖1 圖24 模擬量輸入輸出模塊接線圖2 圖25 模擬量輸出模塊接線圖水廠自動(dòng)加氯系統(tǒng)S7200外部接線圖如圖9所示： 圖26 自動(dòng)加氯系統(tǒng)S7200外部接線圖 第三章 水廠加氯系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PID算法 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的是基于偏差的比例、積分和微分的控制器簡(jiǎn)稱(chēng)為PID控制器，它是工業(yè)過(guò)程控制中最常見(jiàn)的一種過(guò)程控制器。整個(gè)加氯系統(tǒng)程序分配如圖21所示。 （5）I/O點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一個(gè)簡(jiǎn)單明了的性能參數(shù)，也是應(yīng)用設(shè)計(jì)中的最直接的參數(shù)。 PLC的選型 對(duì)PLC的正確選擇是非常重要的，一般基于以下原則： （1）工作量這一點(diǎn)尤為重要。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。風(fēng)機(jī)將含氯氣體由下往上送入吸收塔，泵抽取吸收液由上往下噴淋，含氯氣體在吸收塔內(nèi)接觸反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后，尾氣返還至加氯間。通常以檢測(cè)件形式對(duì)差壓式流量計(jì)分類(lèi)，如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)等。 （3）清水池的出水量的變化將導(dǎo)致余氯的損耗變化。在清水池出口處安裝有余氯儀，指示當(dāng)前余氯值，儀表集中于加氯間，操作人員根據(jù)其讀數(shù)與期望值的偏差來(lái)手動(dòng)操作加氯機(jī)，相應(yīng)改變氯氣投加量。加氯包括前加氯、后加氯于補(bǔ)加氯。加氯量是該系統(tǒng)中唯一的可控量。當(dāng)氯氣投加量達(dá)到水中氨氮濃度的810倍時(shí)()即到達(dá)“折點(diǎn)”時(shí)，所有的不穩(wěn)定的一氯胺被分解，進(jìn)一步增大加氯量，就會(huì)使水中的有效氯開(kāi)始繼續(xù)上升。一般余氯分析儀測(cè)得的都是具有強(qiáng)氧化性的次氯酸和次氯酸根離子。 對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒時(shí)，一般采用氯氣消毒，為了有比較好的消毒效果，必須保證氯氣和水一定的接觸時(shí)間；另外這樣自來(lái)水在城市管網(wǎng)中還具有持續(xù)殺菌和消毒作用，因此必須在經(jīng)過(guò)氯與水的充分接觸之后，出廠水中還要有一定的余氯含量【2】。消毒工藝是凈水處理過(guò)程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)消毒殺死對(duì)人體有害的病原菌和致病微生物，從而達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。余氯太低無(wú)法起到在管網(wǎng)中持續(xù)殺毒的效果，太高則易與雜質(zhì)生成致癌物質(zhì)，這就要求必須要有一種可靠的氯氣投加控制方式來(lái)確保出廠水余氯含量的穩(wěn)定。 Automatic add chlorine。介紹了水廠PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與硬件設(shè)備，著重闡述了PLC在自動(dòng)加氯系統(tǒng)中的運(yùn)用，最終將出廠水余氯含量控制在一定范圍內(nèi)。很大一批水廠還處在人工投加的階段，加氯系統(tǒng)的自動(dòng)化程度較低。本論文對(duì)自來(lái)水處理工藝進(jìn)行了研究，尋求基于西門(mén)子S7200系列PLC的水處理自動(dòng)化。一般需要設(shè)置3個(gè)加氯點(diǎn)：進(jìn)水管入口處(也稱(chēng)一次加氯點(diǎn)、前加氯)、清水池(也稱(chēng)二次加氯點(diǎn)、后加氯)和出廠水補(bǔ)加氯點(diǎn)【1】，如圖11所示。自來(lái)水公司會(huì)依據(jù)其制定出相應(yīng)的出廠水余氯指標(biāo)作為各個(gè)自來(lái)水廠加氯環(huán)節(jié)的考核標(biāo)準(zhǔn)。 原水中一般還含有一些有機(jī)物和其它類(lèi)型的雜質(zhì)，它們與氯的反應(yīng)較為復(fù)雜，但是一般都認(rèn)為在初始的很短時(shí)間內(nèi)很快就