【正文】 泵房站、加藥站、濾池站及中心控制室、廠長室，并設置為主站，而加藥和濾池主站則配置為分別帶有8個和12個智能型I/O從站的PLC。對四個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計算機和網卡作監(jiān)控主站。 系統(tǒng)配置及設備選型系統(tǒng)采用PROFIBUS現(xiàn)場總線的典型應用產品，SIEMENS公司產品。（1）主站選擇1）選擇S7300系列的CPU3152DP為一類主站，它帶有一個DP和一個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機加BROFIBUS網卡作過程監(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，亦可擴展到62DV58DO或12AV4AO。 系統(tǒng)控制要求及控制方案的實現(xiàn) 中控室控制為使水處理工藝各個環(huán)節(jié)的生產數(shù)據(jù)和生產現(xiàn)場設備在調度控制中心被實時監(jiān)視控制，廠調度室和廠長室都配有一臺惠普電腦連接至PROFIBUS現(xiàn)場總線上，通過Wincc組態(tài)圖形軟件既能監(jiān)視各站點生產狀況，又能控制操作現(xiàn)場設備的各種狀態(tài)，達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)控平臺使用美國Intellution公司的FIXMMI工業(yè)控制軟件，直接嵌入NT操作系統(tǒng)內部。實現(xiàn)了生產現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控，調度主站的上位機具有監(jiān)視、實時控制、數(shù)據(jù)記錄、報表打印功能。直觀的組態(tài)圖形可以使調度答理人員監(jiān)視到現(xiàn)場工藝動態(tài)流程。重要設備的運行狀態(tài)；各工作站的工藝參數(shù)、機電參數(shù)、濾池反沖工藝參數(shù)。設備的啟停及閥門的動作情況。實時控制實現(xiàn)了對濾池反沖過程參數(shù)的設定與修改。包括水位的設定。報警上、下限的設定。數(shù)據(jù)記錄功能記錄了各測量點200天的數(shù)據(jù)，完全滿足了歷史查詢的需要。報表打印可打印過去有效時間的下作日志，也可即時打印，滿足了生產數(shù)據(jù)的存檔。調度主站操作系統(tǒng)設有操作員權限，即考慮到調度操作的方便，又有效地防止了關人員的誤操作。 手動、自動控制為了維護方便、操作靈活對各個PLC站點的設備均設置有手動、鍵控和全自動控制方式。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)，對一泵房機組進行全自動閉環(huán)控制，二泵房則通過網絡根據(jù)調度室確定的指令及流量、壓力、設備狀況進行自動控制。 濾池控制濾池控制PIE站點，在控制室柜中裝有西門子CPU 315PLC，在每格濾池操作臺內裝有西門子CPU2152DP PLC，它們之間通過DP端口利用屏蔽雙絞線連接在一起，構成PROFIBUS—DP總線，其中S7300是主站，其它12臺S7200是從站，實現(xiàn)對濾池的全自動反沖洗。我國于八十年代開始引進法國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控制是濾池正常生產運行的保障。我們采用了可編程序控制器和工業(yè)電腦（PLC+IPC）組成的實時多任務集散型控制系統(tǒng)，對濾池過濾和反沖洗實行自動控制。其功能是:實現(xiàn)六套系統(tǒng)恒水過濾；濾池反沖自動化、實現(xiàn)調度對工藝的實時監(jiān)控。整個控制系統(tǒng)是基于西門子系列可編程控制器對六個濾池控制由兩套S7300PLC實現(xiàn)。S7—200PLC控制六個濾池的反沖泵和風機系統(tǒng)，完成對六個濾池反沖的自動控制。濾池恒水位過程的控制主要通過調節(jié)濾后水調節(jié)閥實現(xiàn)水位的恒定，在濾池的相應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PLC中PID模塊運算，調節(jié)濾后水調節(jié)閥實現(xiàn)水位的恒定，設計中應用PID模塊，僅采用比例、積分控制，關閉微分回路，較好的實現(xiàn)了恒水位控制。一組濾池的反沖洗由S7 300來控制。當過濾達到過濾周期或濾池壓差(水頭)設定值時，濾池提出反沖洗請求，S7 300根據(jù)濾池的優(yōu)先秩序，組成一個請求反沖洗隊列。一旦響應某個濾池的請求，PLC實施反沖洗的整個過程，在一組濾板中，不允許兩個濾池同時進行反沖洗。，然后再按存儲秩序，對濾池依次進行反沖洗。調度對濾池的監(jiān)控通過PROFIBUS總線通信實現(xiàn)。濾池反沖洗時，PLC的控制過程:打開反沖洗排水閥，當濾池水位下降到洗砂排水槽頂時，關閉濾后水控制閥；啟動鼓風機，5秒鐘后，打開濾池反沖洗氣閥，對濾池進行1分鐘氣預沖；打開反沖洗水閥，啟動反沖洗水泵，進行7分鐘的氣水同時反沖洗；關閉反沖洗氣閥，5秒鐘后，停鼓風機，打開空氣隔膜閥排氣，進行5分鐘清水反沖漂洗后，停反沖水泵。5秒鐘后，關閉水反沖洗閥，然后關閉反沖洗排水閥，打開待濾水進水閥，濾池恢復過濾。整個反沖洗過程歷時約25分鐘。另外，PLC還能控制濾池的開啟個數(shù)，它根據(jù)濾池進水流量確定濾池的開啟個數(shù)，按先停先開的原則確定某個濾池的開、停。反沖過程執(zhí)行時間可由監(jiān)控微機改變或TD200現(xiàn)場操作。調度對濾池的監(jiān)控通過PROFIBUS總線通信實現(xiàn)。V型濾池自控部分設計了自動與手動兩種功能，當自動部分出故障時，手動也能控制生產，保證了生產的正常進行。 加藥房控制加礬加氯及行車、反應池排泥站點，在控制室柜中裝有西門子CPU 315 PLC為主站，在行車、反應池排泥處裝有S7200PLC為從站，共8臺，它們之間連成PROFIBUSDP總線，使行車排泥按時段進行全自動工作，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 課題總結隨著社會生產規(guī)模的擴大、生產水平的提高，電氣控制技術的發(fā)展在不斷前進，本課題正是在適應了電氣控制技術的發(fā)展，并在結合了所研究的水廠的實際需要出發(fā)，提出了將先進的現(xiàn)場總線技術、以太網技術與傳統(tǒng)的機械電氣技術結合起來，使得該系統(tǒng)在滿足該水廠在實際生產中的各項要求的同時還保證了該系統(tǒng)具有了相當?shù)南冗M性。由于本人是初次接觸這樣的課題，所以在系統(tǒng)的設計與開發(fā)中也總有不完善和值得探討的地方。在論文的最后，我小結了幾點，作為課題今后工作和努力的方向:（1）優(yōu)化下位機的可編程控制器的控制程序，使程序在能滿足整個系統(tǒng)功能需要的基礎上盡量簡單，這樣的程序才具有較強的可讀性。這些是建立在實際現(xiàn)場經驗的積累的基礎上的。（2）進一步熟練掌握工控技術和人機界面技術，對現(xiàn)有的畫面和人機界面進一步優(yōu)化，使之具有更好的交互性。（3）進一步學習掌握現(xiàn)場總線控制技術及以太網技術，為以后組建整個水廠企業(yè)網打下堅實的基礎。（4）進一步探索傳統(tǒng)的機械技術與先進現(xiàn)場總線技術等控制技術的結合點，并將之更好的應用到實際生產中去，進一步的促進機電液一體化技術的發(fā)展。致謝 本文是在導師的精心指導和鼓勵下完成的。大學期間，導師在學習上給了我們不倦的教導，在生活上給了我們殷切關懷和幫助。她學識淵博、思維敏捷、治學嚴謹、為人真誠，使我在大學學習過程中受益非淺。導師高尚的師德及對我的嚴格要求將使我受益終生。作為導師的學生，我感到非常的自豪和幸運。在此，向導師表示衷心的感謝。 感謝機電學院的老師們和在一起奮斗的兄弟們，謝謝你們對我的關心和幫助! 更感謝父母對我多年的辛勤培育，家人對我長期的支持與鼓勵! 最后，謹向所有關心和幫助過我的人致以衷心的謝意!參考文獻［1］［M］.中國電力出版社，2002［2］［M］.清華大學出版社，1999［3］［M］.人民郵電出版社，2002［4］［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005［5］［M］.化學工業(yè)出版社，2003［6］張桂香,［M］.電子科技大學出版社，2002［7］康華光,［M］.北京:高等教育出版社，1999［8］劉連勝,［J］.山東師范大學學報，2002（1）［9］［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1998［10］［D］.武漢：武漢理工大學物流工程系，199