【文章內(nèi)容簡介】 resolve some problems such as low automation, low reliability and large time delay and some other exist problems in the past sewage treatment. 基于 S7300 PLC 的污水處理自動化系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用 摘要 . 在縣級城市生活污水處理的需求，集散控制系統(tǒng)在城市污水處理自動化系統(tǒng)的計劃提出的。其中的主要功能是通過組態(tài)軟件 WinCC，西門子 S7300 的城市污水處理的每個子系統(tǒng)的 PLC 監(jiān)控。該系統(tǒng)的功能主要有以下幾點(diǎn)， PLC 的數(shù)據(jù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的收集，項(xiàng)目，組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫和各種報告的發(fā)布形式，曲線顯示等報警事件。本文還提出了系統(tǒng)的系統(tǒng)名稱和詳細(xì)描述的想法。 關(guān)鍵詞 污水處理系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng) 西門子 S7300 PLC WinCC 組態(tài)軟件 1 引言 隨 著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)保一個突出的問題 。 污水處理是環(huán)境保護(hù)最重要的任務(wù) 之一。隨著計算機(jī)技術(shù)和污水處理技術(shù)迅速發(fā)展，這是必要的監(jiān)控污水處理過程與先進(jìn)控制技術(shù)和設(shè)備。 內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗的污水處理項(xiàng)目是典型項(xiàng)目在呼和浩特市的縣級市，采用循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)系統(tǒng)（ CASS）處理廢水。 于這個項(xiàng)目，我們設(shè)計的 DCS系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)采用西門子 S7300 PLC 的監(jiān)控軟件是西門子 。 2 CASS 工藝 CASS生化處理系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)多參數(shù) (如液位、水質(zhì)、流量、壓力等 )、多任務(wù) (如 水進(jìn)口 ,曝氣，沉淀，排水等），多設(shè)備（如潷 水器，風(fēng)機(jī)，穩(wěn)壓器等）。它是整個生化處理系統(tǒng)的核心。 CASS池主反應(yīng)區(qū)的工程，按照 “ 曝氣，閑置，沉淀，和潷水器 “ 的循環(huán)過程。其中，控制溶解氧在 CASS池，厭氧段和好氧段是核心。 3 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 自動污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是集中管理和分散控制?？刂葡到y(tǒng)采用的控制方法結(jié)合遠(yuǎn)程自動控制，遠(yuǎn)程手動控制和領(lǐng)域的自動控制。 為了確保污水處理系統(tǒng)運(yùn)行，主站和 PLC 從站是獨(dú)立的。如果一個子系統(tǒng)發(fā)生故障，也不會影響其他系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。即使整個控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，它也可以及時調(diào)整自己到現(xiàn)場手動控制模式，以確保污水處 理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在中央控制室的電腦采用雙冗余模式，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。兩臺服務(wù)器的待機(jī)彼此共同執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)。如果一個服務(wù)器發(fā)生故障了，其他人可以承擔(dān)的任務(wù)，自動保證系統(tǒng)能繼續(xù)提供服務(wù)無需人工干預(yù)的情況下。 4 數(shù)據(jù)通信 S7 系列 PLC 的通信網(wǎng)絡(luò)主要包括以下內(nèi)容：多點(diǎn)陽離子數(shù)據(jù)通信接口（ MPI）協(xié)議的 PROFIBUS，工業(yè)以太網(wǎng)，點(diǎn)至點(diǎn)連接，通過 ASI 的通信過程。這個項(xiàng)目有 PROFIBUS總線，工業(yè)以太網(wǎng)，點(diǎn)至點(diǎn)連接。 A. S7300和 WinCC之間的溝通 PLC 和 PC 機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)相互通信， PLC 的傳輸通過光纖到 PC 機(jī)的配置軟件的實(shí)時數(shù)據(jù)庫的實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 PC 可以監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備從很遠(yuǎn)的地方。因?yàn)?PLC 在這個系統(tǒng)中選擇的是 CPU3152PN/DP，或已集成 PROFINET 接口。 S7300 和 WINCC 之間的通信使用 TCP / IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 TCP/ IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是事實(shí)上的 IT 標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)通信協(xié)議服務(wù)。雖然響應(yīng)時間是 100 毫秒左右的幅度，為應(yīng)用工廠控制，響應(yīng)時間是 足 夠的。 B. 主站和從站 PLC 站之間的溝通 PLC 主站采用西門子 S7300 PLC。 PLC 的 ClO2車間使用西門子 S7200 PLC通信主站和從站 PLC 站之間采用 PROFIBUS。 PROFIBUS，國際化和開放的，不依賴于標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線的設(shè)備制造商。這是一個用于控制工廠的現(xiàn)場總線自動化車間級和數(shù)據(jù)通信，并控制現(xiàn)場設(shè)備級。 PROFIBUS 傳輸速度為 9600 波特 ? 107 波特，當(dāng)主系統(tǒng)啟動時，一般線連接到的所有設(shè)備應(yīng)設(shè)置在相同的速度。這可以實(shí)現(xiàn)分散的數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場設(shè)備級，車間級 到 從而為工廠提供一個可行的解決方案實(shí)現(xiàn)全面的自動化和智能化現(xiàn)場設(shè)備。處理器西門子 S7300 PLC 模塊， CPU 3152 PN / DP的，它有其自己的 PROFIBUS 接口。在 S7300 PLC Profibus 網(wǎng)絡(luò)作為主站，S7200 PLCProfibus網(wǎng)絡(luò)作為從站。 S7200 PLC有沒有 PROFIBUS通訊接口本身，因此它具有與主站通過 EM277 的通信。 C. PLC之間的通信和電力設(shè)備 根據(jù)設(shè)計要求， PLC 和權(quán)力之間的溝通需要建立的電流，電壓和功率，在電源設(shè)備應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)。西門子 PLC 的點(diǎn)至點(diǎn)的通信鏈路通過通訊模塊 CP341 的發(fā)電設(shè)備。電源設(shè)備提供了 RS485 半雙工異步串行通信接口通信，并采用 MODBUS RTU 通訊協(xié)議。 MODBUS 協(xié)議是在工業(yè)控制單元的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一。由不同廠家生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連接作為工業(yè) MODBUS 協(xié)議，該設(shè)備在不同網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)鏈接可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。MODBUS 網(wǎng)絡(luò)可以連接多個上一條線，每個設(shè)備的設(shè)備可以設(shè)置通訊地址本身。每個控制器可以區(qū)分設(shè)備的地址。此外，它發(fā)送什么消息 由 地址決定。如果需要回應(yīng)，控制器將建立信息反饋和發(fā)送 MODBUS 協(xié)議。 在另一個 網(wǎng)絡(luò)，有轉(zhuǎn)換的 MODBUS 消息幀和封裝結(jié)構(gòu)協(xié)議。轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展的方式來解決問題，如地址，路由路徑及錯誤檢測在特定的網(wǎng)絡(luò)。 5 西門子 S7300 硬件 S7300 是一個模塊化的 PLC。它由機(jī)架， CPU 模塊，信號模塊，功能模塊，接口模塊，電源模塊和編程模塊，通信處理器。 該項(xiàng)目的 PLC 系統(tǒng)包含三個 機(jī)架 ，主要機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架 IM360/361 傳達(dá)。第一階段的污水治療階段有 23 個模擬輸入點(diǎn)， 3個模擬量輸出點(diǎn)， 222 個數(shù)字輸入分和 68 個數(shù)字輸出點(diǎn)。在此 PLC 的硬件配置， 15％的所有儲備的利潤率是預(yù)留的，這是第二階段的闊葉。 S7300 PLC 系統(tǒng)硬件框圖如圖 3 所示。 6 PC Conitoring 系統(tǒng)組成 以中國版本的 系統(tǒng)配置軟件實(shí)現(xiàn)， 監(jiān)督 外觀配置功能。它提供了多種司機(jī)為 PLC，使 PLC 與 PC 的連接更容易和在 STEP7 中配置的變量列表可以是我們教育署直接與 WinCC 連接時。電腦監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖如圖 4 所示。 “ 電腦監(jiān)控系統(tǒng) ” 的功能描述： 1） 控制功能：主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制的上線的設(shè)備控制室設(shè)備，如啟動 /停止，模擬輸出調(diào)節(jié) ， PLC 運(yùn)行在線等參數(shù)設(shè)置 。 2）顯示功能：顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過控制圖形和動畫，顯示該領(lǐng)域的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)設(shè)備。 3）檔案管理：建立一個生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，并保存原始數(shù)據(jù)計算和分析產(chǎn)品的生產(chǎn)，根據(jù)變化的速度，運(yùn)行參數(shù)的重要性，在 R 的 EAL 時間和歷史的運(yùn)行狀態(tài)。 4）報警功能：實(shí)現(xiàn)不同的報警級別，根據(jù)不同的需求，當(dāng)模擬值（如電流，壓力，水位，濃度等）測量超過給定的范圍內(nèi)，或數(shù)字值（如電機(jī)啟動 /停止，閥門開 /關(guān)）的訂單。 5）打印功能：可實(shí)現(xiàn)實(shí)時打印報告，圖形，各種活動并報警。定時打印，事件觸發(fā)打印和打印方式，可分為用戶定義的打印。 6）日志管理：記錄的信息，以便為用戶登錄和注銷搜索針對不同用戶的使用間隔。 7）權(quán)限管理：為不同的用戶設(shè)置相應(yīng)的訪問保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶訪問的監(jiān)控系統(tǒng)。 7 PLC 的控制程序 該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，實(shí)現(xiàn) PLC 控制系統(tǒng)的方案，通過在 STEP7 軟件。程序流程圖如圖 5 所示。 控制系統(tǒng)采用模塊化的程序，分成 10 子程序根據(jù)技術(shù)性 CAL 在整個程序的研討會。在主程序中，可以在正確的順序調(diào)用每個子程序。 首先，寫一個模擬采集在組織塊 35，子程序和模擬數(shù)據(jù)將被刷新每 100 毫秒。然后，控制計劃被列為遠(yuǎn)程手動控制和遠(yuǎn)程自動控制，可以通過兩種方式之間的切換標(biāo)志位。遠(yuǎn)程手動控制，可以人為控制的設(shè)備的啟動 /停止，遠(yuǎn)程自動控制可自動調(diào)節(jié)設(shè)備的狀態(tài)，通過對現(xiàn)場的變化參數(shù)。所以程序可以自動執(zhí)行，并及時為每個周期，所 有的設(shè)備可以自動停下來控制時有連鎖故障。 MODBUS 使用通信電源米多點(diǎn)輪詢模式。 8 結(jié)論 在污水處理中使用的自動化系統(tǒng)是值得推廣的，因?yàn)樗軡M足現(xiàn)代污水處理的要求，減少日常的一天維護(hù)管理，降低污水處理成本，并確保運(yùn)行和出水的水質(zhì)。 隨著工程的發(fā)展技術(shù)，在污水處理廠的自動化系統(tǒng)必將顯示其明顯的優(yōu)勢。該項(xiàng)目進(jìn)行了測試于 。結(jié)果竟然系統(tǒng)是一個先進(jìn)，可靠，操作簡單的控制系統(tǒng)，從而能夠更好地解決一些問題，如自動化低，可靠性低，大量的時間延遲和其他一些在過去的污水處理存在問題。 浙江工業(yè)大學(xué)教科學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯 設(shè)計 題目： 龍門刨床刨臺運(yùn)動模擬器的設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 外文出處： Communications in Computer and Information Science, 1, Volume 216, Advances in Computer Science, Environment, Ecoinformatics, and Education, Pages 552556 指導(dǎo)教師： 2020 年 2 月 12 日 Research on Virtual Experiment System on PLC Education Based on Teaching Materials Abstract. This paper presents virtual models of virtual experiment system, which are employed in the process of education of programmable logic controller (PLC) programming. Within control laboratory, the virtual models appear as wellsuited alternate to physicalmechanical or process control model, whose feasibility, in laboratory conditions, is sometimes plicated. As we do both, the development and employment of virtual models, the paper includes approach to virtual models development, description of some of them as well as our experience of their usage. At the end, the possibility of remote connection to laboratory equipment is discussed. Keywords: Programmable logic controller (PLC), supervisory control and data acquisition (SCADA), Virtual Model, Mathematical Model. 1 Introduction Modern automated systems typically use programmable logic controllers to orchestrate and coordinate the plants being automated. Clearly there is a great need for engineers with strong skills and knowledge in this area. But there are many challenges in teaching PLC programming to students. Although the PLC is often covered in undergraduate automation courses, many educational institutions lack resources to help students to bee proficient PLC users [1].