【正文】 作站的距離4～5公里，且無人值班，故租用電信公司無源電話專線通過調(diào)制解調(diào)器和A1SJ71UC24通信模塊進(jìn)行泵房設(shè)備控制和數(shù)據(jù)傳輸。 PLC控制系統(tǒng)污水處理廠自控系統(tǒng)遵循“集中管理，分散控制，數(shù)據(jù)共享”的原則，設(shè)計(jì)選型先進(jìn)，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，并能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定高效地運(yùn)行。 脫水機(jī)房 脫水機(jī)房的設(shè)備主要擔(dān)負(fù)由污泥提升泵將回流泵井的剩余污泥與污泥絮凝劑按比例混合進(jìn)行脫水處理的任務(wù)。為實(shí)現(xiàn)進(jìn)水提升泵的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的安全、可靠，水位測(cè)量和提升泵的流量測(cè)量和數(shù)據(jù)分析、傳輸、控制等設(shè)備是不可缺少的，所以在進(jìn)水泵房處安裝了液位計(jì)，測(cè)量泵井的水位；每臺(tái)提升泵的提升管安裝電磁流量計(jì)，測(cè)量每臺(tái)提升泵工作的瞬時(shí)流量；兩個(gè)PLC工作站分別擔(dān)負(fù)各泵站的設(shè)備控制、設(shè)備保護(hù)、數(shù)據(jù)采樣、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)茸饔谩?設(shè)備參量表序列號(hào)設(shè)備名稱及參數(shù)1EasyView觸摸屏2CPU FX2N64MR3FXON3A擴(kuò)展模塊4施耐德低壓元件5監(jiān)控操作臺(tái)6電磁閥控制柜目前，以MCC控制為基礎(chǔ)，PLC控制為主導(dǎo)的控制方式始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。3. 初沉池初步除掉水中污泥，用刮泥機(jī)收集污泥至初沉池泥泵房。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。而且我國(guó)的水資源在時(shí)空和地域上分布不均勻，更加重了缺水的實(shí)際情況。它具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn)。為了提高污水處理廠的運(yùn)行管理水平， PLC也成為了該系統(tǒng)的重要組成單元之一，在該系統(tǒng)中各單元按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互相連接構(gòu)成污水處理廠的控制系統(tǒng)。因此近些年來，我國(guó)的城市水資源情況進(jìn)一步緊張，許多城市嚴(yán)重缺水。能否解決污水廠的能耗問題，合理進(jìn)行能源分配，已成為決定污水處理廠運(yùn)行效益好壞的關(guān)鍵因素。4. 曝氣池（氧化溝）為生化處理區(qū)，通過投放回流活性污泥攪拌和曝氣供氧，培養(yǎng)微生物大量繁殖，形成更多活性污泥。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前污水處理廠對(duì)自動(dòng)化的需要。根據(jù)測(cè)量值對(duì)應(yīng)控制程序，自動(dòng)控制提升泵的運(yùn)行組合。污泥與溶解成一定濃度的絮凝劑混合后，污泥中的固體顆粒被凝聚成絮團(tuán)，并分離出自由水，然后被輸送到帶式污泥脫水機(jī)上，經(jīng)頂脫水區(qū)、重力脫水區(qū)、楔形脫水區(qū)、壓濾脫水區(qū)后形成濾餅排出。PLC控制系統(tǒng)滿足污水處理廠運(yùn)行管理和安全處理的要求，即生產(chǎn)過程自動(dòng)控制和報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)、提高運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)污水處理廠內(nèi)各系統(tǒng)工藝流程中的重要參數(shù)、設(shè)備工作情況等進(jìn)行計(jì)算機(jī)在線集中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，重要設(shè)備進(jìn)行計(jì)算機(jī)在線集散控制，確保污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 報(bào)警功能：當(dāng)某一參數(shù)異?；蛟O(shè)備故障時(shí)，可根據(jù)不同的報(bào)警類別，發(fā)出聲光報(bào)警、屏幕報(bào)警。 總站主機(jī)控制，多為計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，集中分站信息，進(jìn)行各種處理，并通過分站統(tǒng)一控制全廠運(yùn)行，滿足工藝測(cè)控要求，使全廠運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，是監(jiān)控管理的中心?？煽啃裕何鬯幚韽S的生產(chǎn)過程要求PLC控制系統(tǒng)具有連續(xù)可靠性。同時(shí)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也通過通訊總線送入上位計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上對(duì)全廠設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控。 控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用可與信息系統(tǒng)無縫連接、可進(jìn)行三階層通信、高速可靠通信的系統(tǒng)。最大傳輸率：2Mbps。傳輸距離：40KM。其主要設(shè)備有：粗格柵、閘板，細(xì)格柵、螺旋輸送機(jī)該子站模擬量輸入、輸出，數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)AI:11 AO:19 DI:30 DO:22粗格柵開、?？刂聘鶕?jù)超聲波液位差計(jì)測(cè)得的粗格柵前后水位差值自動(dòng)控制回轉(zhuǎn)式粗格柵的運(yùn)行，即水位差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)格柵。其主要設(shè)備有：排砂閥，排泥閥，啟閉機(jī)，砂水分離器，電動(dòng)進(jìn)水閥，電動(dòng)排水閥，電動(dòng)進(jìn)氣閥，電動(dòng)氣沖閥電動(dòng)反沖洗閥，回用潛水泵，離心鼓風(fēng)機(jī)。按時(shí)間及水位差控制濾池的反沖洗。根據(jù)超聲波液位計(jì)所測(cè)水位值確定反沖洗過程。至此，反沖洗過程全部結(jié)束。該子站模擬量輸入、輸出，數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)AI:4 AO:3 DI:30 DO:24污泥脫水系統(tǒng)污泥脫水系統(tǒng)為成套設(shè)備（包括污泥進(jìn)料泵、加藥泵、離心脫水機(jī)），自帶現(xiàn)場(chǎng)控制柜。建立與外部Internet向連接，便于發(fā)布信息和從外部獲取信息，建立現(xiàn)代企業(yè)形象。%FS其他功能：輸出限幅，上/下限報(bào)警，脈沖輸出連接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于連接和維修操作員面板（PT觸摸屏）顯示器：TFT彩色有效顯示區(qū)域：＂觸摸開關(guān)分辨率：32*24個(gè)顯示分辨率：640*480點(diǎn)通訊接口：RS422A/RS485口 RS232C口電源電壓范圍：～運(yùn)行時(shí)間：≥25000小時(shí)能取代手持式編程器對(duì)PLC進(jìn)行編程器對(duì)PLC進(jìn)行編程隔離裝置根據(jù)開關(guān)量信號(hào)輸入輸出點(diǎn)配置繼電器以隔離PLC與被測(cè)控的設(shè)備。儀表由傳感器（超聲波探頭）、變送器及專用電纜組成，德國(guó)E+H公司。型號(hào)：CUC101A0和相應(yīng)的配電室提供，中央控制室、各子供電要求，交流電壓：220VAC177?！　≥斎胼敵鲈O(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。配電設(shè)備:用來給排污泵供電。數(shù)字量輸出模塊(DO):選用SM422，共5塊(32點(diǎn)/塊)，處理160點(diǎn)輸出信號(hào)。各開關(guān)柜(包括:10kV進(jìn)線柜、)，由“自動(dòng)/停止/手動(dòng)”轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“手動(dòng)”設(shè)啟/停按鈕，用于手動(dòng)操作。SIM S7400簡(jiǎn)介SIMATIC S7400系列PLC是西門子公司生產(chǎn)的大中型可編程序控制器，其功能強(qiáng)大，穩(wěn)定性高，完全適合城市污水處理對(duì)可編程序控制器功能的要求。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。PLC的實(shí)時(shí)響應(yīng)性還受到系統(tǒng)中最慢儀器的限制，與上位機(jī)的通訊也將增加服務(wù)時(shí)間。根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，我們按下列公式進(jìn)行估算：代替繼電器　M＝Km［（10DI）＋（5DO）］模擬量控制　M＝Km［（10DI）＋（5DO）＋（100AI）］多路采樣控制　M＝Km｛［（10DI）＋（5DO）＋（100AI）］＋（1+采樣點(diǎn)0．25）｝式中DI為數(shù)字（開關(guān)）量輸入信號(hào)；DO為數(shù)字（開關(guān)）量輸出集中；AI為模擬量輸入信號(hào)；Km為每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)；M為存儲(chǔ)器容量。 PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)流程圖（）： 課題調(diào)查程序設(shè)計(jì)調(diào)試運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)成的確定I/O點(diǎn)數(shù)的確定確定控制方式?jīng)Q定運(yùn)行方式I/O分配確定存儲(chǔ)器容量選擇I/O模塊控制回路設(shè)計(jì)外圍電路設(shè)計(jì)選擇外設(shè)控制盤、柜設(shè)計(jì) PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟此種設(shè)計(jì)方法與常用的繼電器控制邏輯設(shè)計(jì)比較，組件的選擇代替了原來的我們采用一臺(tái)PLC控制多臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器的集中控制系統(tǒng)。PLC作為一種控制設(shè)備，用它單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是有局限性的，主要是無法進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算，無法顯示各種實(shí)時(shí)圖形和保存大量歷史數(shù)據(jù)，也不能顯示漢字和打印漢字報(bào)表，沒有良好的界面。 、狀態(tài)量、電量、模擬量的采集和處理，并顯示在主工作站的界面上。一般設(shè)計(jì)梯形圖程序大都采用繼電器系統(tǒng)電路圖的設(shè)計(jì)方法。定時(shí)存貯模塊按每十分鐘將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存貯到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，每天整理一次歷史數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可節(jié)省掃描時(shí)間。所以數(shù)據(jù)楨從Ui發(fā)送開始到Uj接受完畢的總時(shí)間Total為：可以認(rèn)為，相鄰處理器之間發(fā)送和接受數(shù)據(jù)楨的時(shí)間與長(zhǎng)度成比。當(dāng)某個(gè)站出現(xiàn)故障時(shí)，其它工作站仍可實(shí)現(xiàn)集控控制；網(wǎng)絡(luò)間傳輸速度快，距離遠(yuǎn)，可靠性高；直觀界面，操作簡(jiǎn)便，功能齊全；維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。互連性強(qiáng)，易于光互連網(wǎng)絡(luò)接口。具有高速處理能力，IMS T800 Transputer屬于32位精簡(jiǎn)指令處理機(jī)(RISC)，具有64位的浮點(diǎn)運(yùn)算單元，因此該系統(tǒng)具有高速處理能力。PLC和網(wǎng)絡(luò)可靠性高，維護(hù)工作量?。痪C上所述，PLC控制系統(tǒng)對(duì)提高生產(chǎn)效率、減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員、降低生產(chǎn)成本和提高安全性能發(fā)揮著顯著的作用。這里，TjnTjm為Ui發(fā)送這兩個(gè)楨的時(shí)間差。生活供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的70%，消防供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的90%。 報(bào)警模塊不論軟件工作在何種方式下，一旦出現(xiàn)超值，系統(tǒng)確認(rèn)后并發(fā)出報(bào)警，屏幕上顯示報(bào)警內(nèi)容和地點(diǎn)，以便采取措施。根據(jù)功能圖表設(shè)計(jì)PLC的梯形圖程序，可以有效地解決以上問題，達(dá)到事半功倍的效果。 數(shù)據(jù)庫軟件: 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝Microsoft SQL 2000中文版，用來儲(chǔ)存整個(gè)電站重要的歷史數(shù)據(jù)， SQL 2000的通訊來讀取歷史數(shù)據(jù)。上位微機(jī)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存貯、處理與輸出，以圖形或表格形式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬顯示、分析限值或警報(bào)信息，驅(qū)動(dòng)打印機(jī)實(shí)時(shí)打印各種圖表。CA控 制 器控制對(duì)象控制對(duì)象控制對(duì)象 集中控制系統(tǒng)該系統(tǒng)采用的PLC（SZ4）模塊是：8點(diǎn)DC12/24輸入模塊Z8ND18點(diǎn)集電極開路輸出模塊Z8TD14通道12位模擬量輸入模塊Z4AD1 CPU模塊（2端口通訊、CCM協(xié)議、從機(jī)功能）以及S20P指令編程器、S10D通用操作面板等。5. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方式的選擇。具體有：替代繼電器、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、矩陣功能、高級(jí)功能、診斷功能以及串行接口?！　〕松鲜鐾ㄓ肐/外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。模塊化及無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用，容易擴(kuò)展和廣泛的通訊能力，容易實(shí)現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶友好的操作使SIMATIC S7400成為中、高檔性能控制領(lǐng)域中首選的理想解決方案?？傉局鳈C(jī)控制，多為計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，集中分站信息，進(jìn)行各種處理，并通過分站統(tǒng)一控制全廠運(yùn)行，滿足工藝測(cè)控要求，使全廠運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，是監(jiān)控管理的中心。共6塊(16點(diǎn)/塊)，處理96點(diǎn)輸入信號(hào)通信模塊(CP):選用CP4435,共1塊為RS485接口接口模板(IM):選用IM4600和IM4600，用于PLC的擴(kuò)展泥區(qū)PLC配置泥區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7400系列。各種傳感器:用來采集現(xiàn)場(chǎng)的模擬量。水區(qū)分布的一次設(shè)備及其功能：進(jìn)水泵:主要作用是將城市生活生產(chǎn)所排放的污水經(jīng)過柵格過濾后提升，使其進(jìn)入沉砂池。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。5%，直流電壓：24V5%～+10%。型號(hào)：傳感器IFS4000 轉(zhuǎn)換器 SC100AS/MP2211PH計(jì)此裝置為一組電極，這組電極產(chǎn)生的電勢(shì)與被測(cè)液體的氫離子濃度成比例，該裝置包括傳感器