【正文】 泵房站、加藥站、濾池站及中心控制室、廠長(zhǎng)室，并設(shè)置為主站，而加藥和濾池主站則配置為分別帶有8個(gè)和12個(gè)智能型I/O從站的PLC。對(duì)四個(gè)PLC工作主站，考慮到系統(tǒng)功能的要求及用戶的需要，每站分別配置了一臺(tái)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)卡作監(jiān)控主站。 系統(tǒng)配置及設(shè)備選型系統(tǒng)采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的典型應(yīng)用產(chǎn)品，SIEMENS公司產(chǎn)品。（1）主站選擇1）選擇S7300系列的CPU3152DP為一類主站，它帶有一個(gè)DP和一個(gè)MPI接口，數(shù)據(jù)傳輸距離1200M，可連接I/0數(shù)目：DI/DO 1024 AI/AO 128 2）選擇CP3435通信處理器，將PLC連接到BROFIBUS上。 3）選擇PC機(jī)加BROFIBUS網(wǎng)卡作過程監(jiān)控的二類主站。 （1）從站選擇選擇S7200系列的CPU2152DP為智能型I/O從站，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12M，本身帶有14DI/10DO，亦可擴(kuò)展到62DV58DO或12AV4AO。 系統(tǒng)控制要求及控制方案的實(shí)現(xiàn) 中控室控制為使水處理工藝各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在調(diào)度控制中心被實(shí)時(shí)監(jiān)視控制，廠調(diào)度室和廠長(zhǎng)室都配有一臺(tái)惠普電腦連接至PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線上，通過Wincc組態(tài)圖形軟件既能監(jiān)視各站點(diǎn)生產(chǎn)狀況，又能控制操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種狀態(tài)，達(dá)到非常理想的集中控制功能。操作系統(tǒng)為WINDOWS NT WORKSTATION Ver , KERNEL SP4 0監(jiān)控平臺(tái)使用美國(guó)Intellution公司的FIXMMI工業(yè)控制軟件，直接嵌入NT操作系統(tǒng)內(nèi)部。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，調(diào)度主站的上位機(jī)具有監(jiān)視、實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表打印功能。直觀的組態(tài)圖形可以使調(diào)度答理人員監(jiān)視到現(xiàn)場(chǎng)工藝動(dòng)態(tài)流程。重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；各工作站的工藝參數(shù)、機(jī)電參數(shù)、濾池反沖工藝參數(shù)。設(shè)備的啟停及閥門的動(dòng)作情況。實(shí)時(shí)控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)濾池反沖過程參數(shù)的設(shè)定與修改。包括水位的設(shè)定。報(bào)警上、下限的設(shè)定。數(shù)據(jù)記錄功能記錄了各測(cè)量點(diǎn)200天的數(shù)據(jù)，完全滿足了歷史查詢的需要。報(bào)表打印可打印過去有效時(shí)間的下作日志，也可即時(shí)打印，滿足了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存檔。調(diào)度主站操作系統(tǒng)設(shè)有操作員權(quán)限，即考慮到調(diào)度操作的方便，又有效地防止了關(guān)人員的誤操作。 手動(dòng)、自動(dòng)控制為了維護(hù)方便、操作靈活對(duì)各個(gè)PLC站點(diǎn)的設(shè)備均設(shè)置有手動(dòng)、鍵控和全自動(dòng)控制方式。一泵房PLC通過PROFIBUS接受二泵房PIE采集的清水池水位，出廠水流量等數(shù)據(jù)，對(duì)一泵房機(jī)組進(jìn)行全自動(dòng)閉環(huán)控制，二泵房則通過網(wǎng)絡(luò)根據(jù)調(diào)度室確定的指令及流量、壓力、設(shè)備狀況進(jìn)行自動(dòng)控制。 濾池控制濾池控制PIE站點(diǎn)，在控制室柜中裝有西門子CPU 315PLC，在每格濾池操作臺(tái)內(nèi)裝有西門子CPU2152DP PLC，它們之間通過DP端口利用屏蔽雙絞線連接在一起，構(gòu)成PROFIBUS—DP總線，其中S7300是主站，其它12臺(tái)S7200是從站，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾池的全自動(dòng)反沖洗。我國(guó)于八十年代開始引進(jìn)法國(guó)DEGREMONT(德利滿)公司開發(fā)的V型濾池，V型濾池過濾和濾料再生的自動(dòng)控制是濾池正常生產(chǎn)運(yùn)行的保障。我們采用了可編程序控制器和工業(yè)電腦（PLC+IPC）組成的實(shí)時(shí)多任務(wù)集散型控制系統(tǒng)，對(duì)濾池過濾和反沖洗實(shí)行自動(dòng)控制。其功能是:實(shí)現(xiàn)六套系統(tǒng)恒水過濾；濾池反沖自動(dòng)化、實(shí)現(xiàn)調(diào)度對(duì)工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)控。整個(gè)控制系統(tǒng)是基于西門子系列可編程控制器對(duì)六個(gè)濾池控制由兩套S7300PLC實(shí)現(xiàn)。S7—200PLC控制六個(gè)濾池的反沖泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，完成對(duì)六個(gè)濾池反沖的自動(dòng)控制。濾池恒水位過程的控制主要通過調(diào)節(jié)濾后水調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)水位的恒定，在濾池的相應(yīng)部位安裝了水位傳感儀、水頭損失傳感器。濾池的過濾就是通過它們測(cè)出濾池的水位和水頭損失，將水位值及濾后水閥門的開啟度送入PLC，經(jīng)PLC中PID模塊運(yùn)算，調(diào)節(jié)濾后水調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)水位的恒定，設(shè)計(jì)中應(yīng)用PID模塊，僅采用比例、積分控制，關(guān)閉微分回路，較好的實(shí)現(xiàn)了恒水位控制。一組濾池的反沖洗由S7 300來控制。當(dāng)過濾達(dá)到過濾周期或?yàn)V池壓差(水頭)設(shè)定值時(shí)，濾池提出反沖洗請(qǐng)求，S7 300根據(jù)濾池的優(yōu)先秩序，組成一個(gè)請(qǐng)求反沖洗隊(duì)列。一旦響應(yīng)某個(gè)濾池的請(qǐng)求，PLC實(shí)施反沖洗的整個(gè)過程，在一組濾板中，不允許兩個(gè)濾池同時(shí)進(jìn)行反沖洗。，然后再按存儲(chǔ)秩序，對(duì)濾池依次進(jìn)行反沖洗。調(diào)度對(duì)濾池的監(jiān)控通過PROFIBUS總線通信實(shí)現(xiàn)。濾池反沖洗時(shí)，PLC的控制過程:打開反沖洗排水閥，當(dāng)濾池水位下降到洗砂排水槽頂時(shí)，關(guān)閉濾后水控制閥；啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，5秒鐘后，打開濾池反沖洗氣閥，對(duì)濾池進(jìn)行1分鐘氣預(yù)沖；打開反沖洗水閥，啟動(dòng)反沖洗水泵，進(jìn)行7分鐘的氣水同時(shí)反沖洗；關(guān)閉反沖洗氣閥，5秒鐘后，停鼓風(fēng)機(jī)，打開空氣隔膜閥排氣，進(jìn)行5分鐘清水反沖漂洗后，停反沖水泵。5秒鐘后，關(guān)閉水反沖洗閥，然后關(guān)閉反沖洗排水閥，打開待濾水進(jìn)水閥，濾池恢復(fù)過濾。整個(gè)反沖洗過程歷時(shí)約25分鐘。另外，PLC還能控制濾池的開啟個(gè)數(shù)，它根據(jù)濾池進(jìn)水流量確定濾池的開啟個(gè)數(shù)，按先停先開的原則確定某個(gè)濾池的開、停。反沖過程執(zhí)行時(shí)間可由監(jiān)控微機(jī)改變或TD200現(xiàn)場(chǎng)操作。調(diào)度對(duì)濾池的監(jiān)控通過PROFIBUS總線通信實(shí)現(xiàn)。V型濾池自控部分設(shè)計(jì)了自動(dòng)與手動(dòng)兩種功能，當(dāng)自動(dòng)部分出故障時(shí)，手動(dòng)也能控制生產(chǎn)，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 加藥房控制加礬加氯及行車、反應(yīng)池排泥站點(diǎn)，在控制室柜中裝有西門子CPU 315 PLC為主站，在行車、反應(yīng)池排泥處裝有S7200PLC為從站，共8臺(tái)，它們之間連成PROFIBUSDP總線，使行車排泥按時(shí)段進(jìn)行全自動(dòng)工作，加礬按流量比例前饋、SCD反饋控制，加氯按流量比例、余氯反饋閉環(huán)控制。6 課題總結(jié)隨著社會(huì)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、生產(chǎn)水平的提高，電氣控制技術(shù)的發(fā)展在不斷前進(jìn)，本課題正是在適應(yīng)了電氣控制技術(shù)的發(fā)展，并在結(jié)合了所研究的水廠的實(shí)際需要出發(fā)，提出了將先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械電氣技術(shù)結(jié)合起來，使得該系統(tǒng)在滿足該水廠在實(shí)際生產(chǎn)中的各項(xiàng)要求的同時(shí)還保證了該系統(tǒng)具有了相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)性。由于本人是初次接觸這樣的課題，所以在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)中也總有不完善和值得探討的地方。在論文的最后，我小結(jié)了幾點(diǎn)，作為課題今后工作和努力的方向:（1）優(yōu)化下位機(jī)的可編程控制器的控制程序，使程序在能滿足整個(gè)系統(tǒng)功能需要的基礎(chǔ)上盡量簡(jiǎn)單，這樣的程序才具有較強(qiáng)的可讀性。這些是建立在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的積累的基礎(chǔ)上的。（2）進(jìn)一步熟練掌握工控技術(shù)和人機(jī)界面技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的畫面和人機(jī)界面進(jìn)一步優(yōu)化，使之具有更好的交互性。（3）進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)，為以后組建整個(gè)水廠企業(yè)網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（4）進(jìn)一步探索傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)與先進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等控制技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)，并將之更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去，進(jìn)一步的促進(jìn)機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展。致謝 本文是在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和鼓勵(lì)下完成的。大學(xué)期間，導(dǎo)師在學(xué)習(xí)上給了我們不倦的教導(dǎo)，在生活上給了我們殷切關(guān)懷和幫助。她學(xué)識(shí)淵博、思維敏捷、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、為人真誠(chéng)，使我在大學(xué)學(xué)習(xí)過程中受益非淺。導(dǎo)師高尚的師德及對(duì)我的嚴(yán)格要求將使我受益終生。作為導(dǎo)師的學(xué)生，我感到非常的自豪和幸運(yùn)。在此，向?qū)煴硎局孕牡母兄x。 感謝機(jī)電學(xué)院的老師們和在一起奮斗的兄弟們，謝謝你們對(duì)我的關(guān)心和幫助! 更感謝父母對(duì)我多年的辛勤培育，家人對(duì)我長(zhǎng)期的支持與鼓勵(lì)! 最后，謹(jǐn)向所有關(guān)心和幫助過我的人致以衷心的謝意!參考文獻(xiàn)［1］［M］.中國(guó)電力出版社，2002［2］［M］.清華大學(xué)出版社，1999［3］［M］.人民郵電出版社，2002［4］［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005［5］［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2003［6］張桂香,［M］.電子科技大學(xué)出版社，2002［7］康華光,［M］.北京:高等教育出版社，1999［8］劉連勝,［J］.山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（1）［9］［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998［10］［D］.武漢：武漢理工大學(xué)物流工程系，199