【導(dǎo)讀】城市污水處理控制系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分,對(duì)提高城市形。象,改善人民生活,保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。本系統(tǒng)包括梯形圖設(shè)計(jì)和監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)兩?？?并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,完成SBR污水處理法的自動(dòng)運(yùn)行。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn),并停止系統(tǒng),進(jìn)行檢修,減少污水處理過(guò)程中事故的發(fā)生。但水資源屬于不可再生資源,必須加以合理的開。而且在全國(guó)500多個(gè)城市中,許多北方城市嚴(yán)重缺水,加。更令人擔(dān)憂的是淡水的浪費(fèi)非常嚴(yán)重,隨著淡水總量不斷減少,用水成本越。來(lái)越高,如果不加以合理管理,必將形成惡性循環(huán)。我國(guó)北方地區(qū)已出現(xiàn)眾多環(huán)境。問(wèn)題,如水位下降、湖泊干涸、河水?dāng)嗔鞯?水資源的超采,己形成漏斗地勢(shì)。國(guó)城市用水重復(fù)利用率小。如何建立合理有效的污水處理系統(tǒng)已成為我國(guó)亟待解。目前全國(guó)城市污水達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的有效率僅有10%,大部分污水未經(jīng)處。理就直接排入河流、湖泊和海洋。資源利用率,已經(jīng)刻不容緩。環(huán)境污染的加重,水資源日益減少、水質(zhì)日益

　　

【正文】 過(guò)粗 /細(xì)格柵除污機(jī)后進(jìn)入集水池 ,當(dāng)集水池處于低水位時(shí) ,關(guān)閉集水池后面與其相連的所有閥門。集水池中應(yīng)用 2 個(gè)液位傳感器 ,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)集水池中水位的變化 ,當(dāng)水位到達(dá)高 /低水位時(shí) ,高 /低水位指示燈亮。其流程圖如下 : 圖 46 集水池設(shè)計(jì)流圖 根據(jù)集水池計(jì)流程圖編寫梯設(shè)形圖如下 : 圖 47 集水池梯形圖 按下啟動(dòng)開關(guān) ,30S 后集水池進(jìn)水泵 運(yùn)作 ,高水位時(shí)指示燈 2S,當(dāng) 集水池水降到低水位時(shí) , ,集水池進(jìn)水泵 入污水。 3 SBR 反應(yīng)池設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)由 2個(gè) SBR池 ,每個(gè)池中都有 2個(gè)液位傳感器監(jiān)測(cè)池水的水位。 SBR池內(nèi)進(jìn)水閥門同時(shí)開啟 ,當(dāng) 1SBR池與 2SBR池水位升到一定液位后集水池閥門 ,進(jìn)水泵與粗 /細(xì)格柵除污機(jī)全部停止。 進(jìn)水閥門關(guān)閉后 ,空氣閥門開啟 ,污泥泵同時(shí)開啟?？諝忾y門關(guān)閉 10S 后 ,潷水器開始運(yùn)行 ,將池內(nèi)的上清液排入河道 ,當(dāng) SBR 池液位下降到一定高度后潷水器停止運(yùn)行 ,低水位指示燈亮。 剩余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行 ,排泥至儲(chǔ)泥池。低水位指示燈滅 ,SBR 池再次進(jìn)入污水。 圖 48 SBR 反應(yīng)池設(shè)計(jì)流圖 根據(jù) SBR 反 應(yīng) 池 設(shè) 計(jì) 流 圖 編 寫 梯 形 圖 程 序 參 見 附 錄 一Network13Network34。 集水池高水位指示燈 亮 2S 后 ,SBR1 池進(jìn)水閥 ()打開 ,進(jìn)水泵()運(yùn)作 ,SBR1 池到達(dá)高水位時(shí) ,指示燈 ()亮 ,鼓風(fēng)機(jī) 運(yùn)作 ,進(jìn)泥閥 打開 ,進(jìn)泥泵 運(yùn)作 ,計(jì)時(shí) 1 分鐘開始 ,計(jì)時(shí)到達(dá) ,鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)泥泵停止 ,靜置 30S后潷水器 ,到達(dá)低水位 ,低水位指示燈 2S后重新進(jìn) 水。SBR1池到達(dá)高水位同時(shí) ,SBR2池開始進(jìn)水 ,SBR2池到達(dá)高水位時(shí) ,指示燈 ()亮 ,鼓風(fēng)機(jī) 運(yùn)作 ,進(jìn)泥閥 打開 ,計(jì)時(shí) 1 分鐘開始 ,計(jì)時(shí)到達(dá) ,鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)泥泵停止 ,靜置 30S后潷水器 ,到達(dá)低水位 ,低水位指示燈 亮 2S 后重新進(jìn)水。 上位機(jī)界面設(shè)計(jì) 組態(tài)軟件的介紹 組態(tài)軟件由組態(tài)環(huán)境和模擬運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分組成。組態(tài)環(huán)境是工程師根據(jù)需要設(shè)計(jì)自動(dòng)化工程實(shí)施方案必須依賴的工作環(huán)境。首先畫出控制界面 ,然后建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件 ,最終將圖形與用戶數(shù) 據(jù)對(duì)應(yīng)起來(lái) ,進(jìn)行編譯運(yùn)行就可以在模擬運(yùn)行環(huán)境中看到運(yùn)行效果。模擬運(yùn)行環(huán)境是將目標(biāo)應(yīng)用程序被裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行所依賴的環(huán)境。模擬運(yùn)行環(huán)境由圖形界面運(yùn)行程序、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行程序等若干個(gè)運(yùn)行程序組成。 MCGS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 49 所示。 圖 49 MCGS 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 運(yùn)用 MCGS 制作所需運(yùn)行界面的一般過(guò)程 : MCGS 組態(tài)環(huán)境 ,建立新工程。 。首先定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量 ,其目的是實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通訊 ,即通過(guò)設(shè)備窗口配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出 設(shè)備實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與智能儀表之間的連接。 。首先在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口建立新的數(shù)據(jù)庫(kù)文件 ,然后按要求定義不同類型和名稱的變量 ,必須與設(shè)備要求的數(shù)據(jù)庫(kù)完全一致 ,最后將設(shè)備與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來(lái) ,從而實(shí)現(xiàn)畫面的連續(xù)動(dòng)作。 。此過(guò)程在用戶窗口實(shí)現(xiàn) ,主要用于完成工程中人機(jī)交互的界面 ,如 :水池水位變化的動(dòng)態(tài)顯示、高低水位報(bào)警輸出、水位歷史數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 。主控窗口可以調(diào)度和管理一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口的打開或關(guān)閉。其主要的組態(tài)操作包括 :定義工程的名稱 ,設(shè)計(jì)封面 圖形 ,確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口 ,設(shè)定動(dòng)畫刷新周期 ,指定數(shù)據(jù)存盤文件和存盤時(shí)間等。 。動(dòng)畫鏈接是將圖符與數(shù)據(jù)庫(kù)變量建立聯(lián)系 ,當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)變量發(fā)生變動(dòng)時(shí)圖符就表現(xiàn)出來(lái)。即水位發(fā)生變化時(shí) ,圖符會(huì)以動(dòng)畫的形式適時(shí)顯示出來(lái)。 。當(dāng)以上步驟完成以后 ,先進(jìn)行組態(tài)檢查通過(guò)后就可以進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行調(diào)試 [14]。 設(shè)計(jì)要求及效果 1 污水處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它采用 MCGS 組態(tài)軟件來(lái)控制和管理 ,是一套由組態(tài)軟件構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ,通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集顯示、報(bào) 警處理和報(bào)表輸出等多種方式 ,以最直觀的方式表現(xiàn)出監(jiān)控對(duì)象狀態(tài)與參數(shù) ,從而實(shí)現(xiàn)流程控制 ,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí) ,向用戶提供解決實(shí)際問(wèn)題的方案。 2 要達(dá)到預(yù)期的監(jiān)控目標(biāo) ,需要綜合考慮系統(tǒng)的整體構(gòu)成、工藝流程以及被監(jiān)控對(duì)象的具體特征。 3 要擬定工程的總體規(guī)劃和設(shè)想 ,要考慮許多問(wèn)題如系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)哪些功能 ,控制流程采用何種方式實(shí)現(xiàn) ,需要設(shè)定何種用戶窗口界面 ,最終達(dá)到的動(dòng)畫效果怎樣以及怎么定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)變量等。而且 ,必須分清變量 ,如那些變量是與設(shè)備相連接的 ,哪些變量是軟件內(nèi)部用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示的等 [15]。 程序運(yùn)行時(shí)首先進(jìn)入主畫面 ,顯示污水處理的整個(gè)工藝流程 ,電機(jī)狀態(tài)畫面顯示各個(gè)開關(guān)量的狀態(tài) ,液位報(bào)警窗口顯示各個(gè)污水池水位的高低 ,并且報(bào)警燈發(fā)光。期間如果用戶想對(duì)畫面進(jìn)行操作 ,包括控制和更改參數(shù) ,必須有操作員或者管理員的權(quán)限。在登入狀態(tài)下 ,不同的用戶有不同的權(quán)限 ,可以對(duì)給予授權(quán)的參數(shù)進(jìn)行修改。在中央控制室的操作人員都可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行啟、?？刂?。 定義數(shù)據(jù)對(duì)象 先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析后 ,再確定需要定義的數(shù)據(jù)對(duì)象。數(shù)據(jù)對(duì)象作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元 ,因此定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò) 程也就是建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。 定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括 : 。 ,如存盤的周期、存盤的時(shí)間和保存期限等。本設(shè)計(jì)需要的數(shù)據(jù)變量如圖 410 所示。 圖 410 定義數(shù)據(jù)對(duì)象 主界面的設(shè)計(jì) 主畫面顯示整個(gè)污水處理廠的工藝流程。顯示畫面顯示各個(gè)開關(guān)量的狀態(tài)。如果想了解污水池的液位、電機(jī)的狀態(tài)等情況 ,可以切換到某個(gè)分畫面。點(diǎn)擊“系統(tǒng)管理”將會(huì)出現(xiàn)下拉菜單“用戶窗口管理”、“退出系統(tǒng)” ,點(diǎn)擊想 要實(shí)現(xiàn)的功能。主畫面上還有“液位顯示”、“報(bào)警數(shù)據(jù)”、“數(shù)據(jù)顯示”等菜單 ,點(diǎn)擊可進(jìn)入相應(yīng)畫面進(jìn)行操作。 首先進(jìn)入畫面編輯環(huán)境 ,利用“插入元件”工具從元件庫(kù)中選擇所需要的閥門、泵、電機(jī)等設(shè)備 ,調(diào)整大小及位置 ,然后保存。畫完后如圖 411 所示。 圖 411 工藝流程主畫面 1 在水位監(jiān)控畫面中雙擊集水池 ,彈出屬性設(shè)置窗口 ,進(jìn)入“動(dòng)畫連接”頁(yè)如圖 412 所示。 圖 412 將集水池進(jìn)行動(dòng)畫連接 2 選中“折線” ,右端出現(xiàn)的〉。 3 單擊〉進(jìn)入屬性設(shè)置窗口。在“大小變化”頁(yè)按圖 413 進(jìn)行屬性設(shè)置。 圖 413 縮放連接 4 單擊“確認(rèn)”按鈕 ,完成粗格柵除污池的設(shè)置。 5 用同樣的方法建立 SBR1池與液位 2及 SBR2與液位 0之間的動(dòng)畫連接。注意設(shè)置參數(shù) ,表達(dá)式 :液位 液位 0。最大變化百分比對(duì)應(yīng)表達(dá)式的值 :100。 6 單擊“保存”按鈕。 7 進(jìn)入允許環(huán)境 ,按下開始按鈕 ,可觀察到水罐水位的升降變化的動(dòng)畫效果。 實(shí)時(shí)報(bào)警 實(shí)際運(yùn)行時(shí) ,可能會(huì)發(fā)生參數(shù)越限情況。報(bào)警顯示是最基本的安全手段。實(shí)時(shí)報(bào)警 可提示操作人員進(jìn)行及時(shí)處理 ,避免事故發(fā)生。歷史報(bào)警能對(duì)指定時(shí)間內(nèi)的所有參數(shù)越限情況進(jìn)行記錄、顯示和打印 ,以便對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析。特別是在事故發(fā)生后 ,這種分析對(duì)于調(diào)查事故發(fā)生的原因很重要 ,本系統(tǒng)需設(shè)置報(bào)警的數(shù)據(jù)對(duì)象是水位 1。 首先對(duì)組對(duì)象進(jìn)行定義 ,然后雙擊“用戶窗口”中的“水位監(jiān)控”窗口 ,進(jìn)入該畫面。選取“工具箱”中的“報(bào)警顯示”構(gòu)件。如圖 414 所示。 雙擊報(bào)警窗口 ,彈出屬性設(shè)置窗口 ,如圖 415 所示。 圖 415 報(bào)警窗口屬性設(shè)置 設(shè)備連接 在工作臺(tái)“設(shè)備窗口 ”中雙擊“設(shè)備窗口”進(jìn)入 ,點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo) ,點(diǎn)擊“設(shè)備管理”按鈕。在通用設(shè)備中選擇“通用串口父設(shè)備”和“西門子 _S700PPI” ,點(diǎn)擊確認(rèn)。在設(shè)備管理中先雙擊“通用串口父設(shè)備”再雙擊“西門子 _S700PPI”。使“西門子 _S700PPI”成為“通用串口父設(shè)備”的子目錄。雙擊“通用串口父設(shè)備”設(shè)置如圖 416 所示。 圖 416 通用串口父設(shè)備屬性編輯 以上參數(shù)設(shè)置 ,要按照所通訊設(shè)備的要求來(lái)設(shè)置 ,如果設(shè)置錯(cuò)誤 ,會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正常通訊。在設(shè)置過(guò)程中需要注意串口端號(hào)的選擇 ,其選擇需要與連接 PLC的串口端號(hào)一致 ,“數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式”選擇“ 2偶校驗(yàn)” ,否則在需要 PLC 連接實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖 417 顯示的界面。 當(dāng)與 PLC連接出現(xiàn)圖 417所示的畫面時(shí) ,需要做以下檢查 :PLC端口連接是否正常 。PLC 端口設(shè)置是否與上述“通用串口父設(shè)備屬性編輯”中各屬性的