【正文】 .............................................5第二章 過濾流程及 PLC 概述 .............................................7 工藝流程及設(shè)備控制要求 ............................................7 沉降、過濾過程的原理 ..........................................7 沉降、過濾過程的工藝流程 .....................................7 沉降罐排污流程 ..............................................8 過濾器過濾流程 ..............................................8 工藝設(shè)備的控制要求 ............................................9 控制系統(tǒng)組成 ................................................9 設(shè)備控制原理 ...............................................10 可編程控制器 PLC 概述 .............................................11 PLC 的基本概念 ................................................11 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ................................................11 PLC 的工作原理 ................................................13 PLC 的主要特點(diǎn) ................................................14成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 頁5 本章小結(jié) .......................................................15第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案 ............................................16 PLC 硬件選型 ......................................................16 的發(fā)展 ........................................................17 PLC 的分類 ........................................................18 按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類 ...........................................18 按結(jié)構(gòu)形式分類 ...............................................19 按功能分類 ....................................................20 PLC 的硬件基本組成 ..............................................20 PLC 選型 ..........................................................24 西門子 S7200 PLC 的特點(diǎn) ..........................................24 西門子 S7200 PLC CPU 選型 .........................................25 PLC 控制輸入/輸出端子接線圖 ......................................25第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案 ............................................27 PLC 內(nèi)部地址分配 ..................................................27 STEP 7MICRO/WIN 32 軟件介紹 .......................................28 STEP 7Micro/WIN 32 的主要功能 ................................29 STEP 7Micro/WIN 32 的基本指令 ................................29 系統(tǒng)戶設(shè)計(jì)的原則 .................................................31 系統(tǒng)的控制要求 ...................................................31 分配原則 .....................................................32 I/O 地址常見分配方法 ..........................................32 沉降、過濾工藝流程圖 ........................................32成都工業(yè)學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 2 頁5 軟件程序梯形圖 見附錄 .........................................34 程序的調(diào)試 ...................................................34結(jié)論 ...............................................................35第五章 論文總結(jié) ......................................................37參考文獻(xiàn) .............................................................38致 謝 ................................................................40成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 頁5第一章 緒論 課題研究的背景及意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，必然對環(huán)境質(zhì)量提出更高更好的要求。過濾流程 PLC 控制系統(tǒng)是利用可編程控制器（PLC）將多套沉降裝置和過濾裝置聯(lián)接起來對污水實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制的系統(tǒng)；是一套污水處理系統(tǒng)的重要組成部分；是降低水污染、改善水環(huán)境質(zhì)量的重要技術(shù)手段。到 2022 年底，我國已建設(shè)的城市污水處理廠668 座，其中二級(jí)處理廠 282 座。⑶ 管理水平低我國各種類型及層次的控制系統(tǒng)并存，良莠不齊?，F(xiàn)在美國大中型污水處理廠均采用一套集散型的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，他們在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺(tái)現(xiàn)場計(jì)算機(jī)，對整個(gè)污水處理過程實(shí)現(xiàn)多環(huán)路控制，其中包括沉降、過濾、反沖洗、臭氧殺菌、化學(xué)藥劑投放、泵房等，然后使用無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到控制室中進(jìn)行記錄、分析和整合。眾所周知，過濾流程是將原水經(jīng)過加藥處理過后，在水中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成許多的絮凝物，再經(jīng)過一段時(shí)間的靜置，最終將原水中的大分子物質(zhì)沉降到罐的底部，上層的清液由沉降罐的頂部流出。過濾器從開始進(jìn)水過濾到反沖洗完畢算作一個(gè)周期。首先將過濾器的進(jìn)水閥和出水閥關(guān)閉，再打開排水閥和排氣閥，將過濾器中的水和氣體排出?？刂票P內(nèi)安裝有一臺(tái) OMRON 的 CQM1 系列的 PLC。在任何時(shí)候，均可以中斷沉降罐的排污過程。 可編程控制器 PLC 概述 PLC 的基本概念 PLC（Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。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。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。 　?、?功能模塊 隨著 PLC 應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，各 PLC 制造廠家在提高 PLC 主機(jī)性能的同時(shí)，還開發(fā)了專門用途的功能模塊，以滿足各種工業(yè)控制的特定需要。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。 PLC 的主要特點(diǎn) PLC 是傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，所以在工業(yè)控制方面，它具有繼電器控制或通用計(jì)算機(jī)所無法比擬的特點(diǎn)。目前，PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于汽車裝配、數(shù)控機(jī)床、機(jī)械制造、電力石化、冶金鋼鐵、交通運(yùn)輸、輕工紡織、污水處理等各行業(yè)中。模塊化：產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭，通電/斷電延時(shí)觸頭，機(jī)械閉鎖等模塊。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或者其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。裝置中的期間主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，儲(chǔ)存器采用磁心儲(chǔ)存器。除此以外，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器?，F(xiàn)在的高性能小型 PLC 還具有一定的通訊能力和少量的模擬量處理能力。它的監(jiān)視系統(tǒng)采用 CRT 顯示，能夠表示過程的動(dòng)態(tài)流程，記錄各種曲線，PID 調(diào)節(jié)參數(shù)等；它配備多種智能板，構(gòu)成一臺(tái)多功能系統(tǒng)。 微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。 低檔 PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。從圖中可以看出 PLC 內(nèi)部主要部件有: （1）CPU（Central Process Unit） CPU 是 PLC 的核心組成部分，與通用微機(jī)的 CPU 一樣，它在 PLC 系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，故稱為“電腦” 。通用的微處理器常用的是 8 位機(jī)和 16 位機(jī)，如Z80A、808808650M6800、M680M68000 等。日本三菱 F 系列 PLC 就采用美國 INTEL 公司 MES－48 系列的單片機(jī) 8049 和 8039 做處理器，8039 單片機(jī)在一塊片子上集成了 8 位的 CPU，?1288 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。必須外接 EPR0M；INTEL 公司的 96 系列的單片機(jī)，字長為 16，運(yùn)算速度比 51 系列更高，這必將為高檔次的 PLC 開發(fā)和應(yīng)用帶來美好的遠(yuǎn)景。同時(shí)，由于前面所說的系統(tǒng)程序直 接關(guān)系到 PLC 的性能，不能由用戶直接存取。?PLC 通過寫入器可將 RAM 區(qū)的用戶程序固化到 R0M 盒中的 EPR0M 中去。PLC 輸出有三種型式：繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式。同時(shí)前者輸入梯形圖的語言鍵符，后者可以直接輸入梯形圖。因此，I/O 點(diǎn)數(shù)的確定是設(shè)計(jì)含油污水過濾自動(dòng)控制首先需要解決的問題，決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。這就要根據(jù) PLC 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝要求以及軟件規(guī)格說明書，使用相應(yīng)的編程語言指令，編制要實(shí)現(xiàn) Controllogix 系統(tǒng) PLC 實(shí)際應(yīng)用程序形成程序說明書的過程，而這個(gè)過程就是程序設(shè)計(jì)。 STEP 7Micro/WIN 32 軟件介紹為了達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，方便和快捷的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，本次設(shè)計(jì)選用了與西門子 S7200 系統(tǒng) PLC 相應(yīng)的 STEP 7Micro/WIN 32 編程軟件STEP 7Micro/WIN 32 是專門為 S7200 設(shè)計(jì)的、在個(gè)人計(jì)算機(jī) Windows 操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，CPU 通過 PC/PPI 電纜或插在個(gè)人計(jì)算機(jī)中的 CP5511 或CP5611 通信卡與計(jì)算機(jī)通信。聯(lián)機(jī)方式是指有編程軟件的計(jì)算機(jī)與 PLC 連接，允許兩者之間做直接通信。結(jié)構(gòu)主要由一個(gè) 16bit 的預(yù)置數(shù)寄存器、一個(gè) 16bit 的當(dāng)前值寄存器和一位狀態(tài)位組成。 暫停指令（STOP） STOP:暫停指令，執(zhí)行條件成立，停止執(zhí)行用戶，令 CPU 工作方式由 RUN 轉(zhuǎn)到STOP。跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào) n：0 255.子程序調(diào)用及子程序返回指令在程序設(shè)計(jì)中，通常將具有特定功能，并且多次使用的程序段作為子程序。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制要求有： ① 實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的自動(dòng)/手動(dòng)控制； ② 所有設(shè)備按 PLC 程序設(shè)定的時(shí)間間隔工作； ③ 沉降過濾手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行的控制； ④ 控制閥門的開關(guān)；根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備(控制按鈕、開關(guān)、傳感器等)和輸出設(shè)備(接觸器、繼電器)。 ① 固定編址法 早期的整體式 PLC 多采用此方法，各個(gè) I/O 點(diǎn)的地址是固定的。直到滿足要求為止。② 現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試 現(xiàn)場調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮到液面界定的問題，還有在具體的現(xiàn)場環(huán)境中各個(gè)閥門開閉的時(shí)間也會(huì)不同。雖然西門子S7200 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，但隨著現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)要求不斷地提高，正朝著集約型方向發(fā)展。 過濾流程 PLC 控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平高，它可以集中控制 4 個(gè)沉降罐和8 個(gè)過濾器的正常運(yùn)行，提高了控制的準(zhǔn)確度，節(jié)約了生產(chǎn)成本。遇到問題時(shí)就向唐老師請教問題，而唐老師總是不厭其煩地給我