【導讀】城市污水處理控制系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化建設的重要組成部分,對提高城市形。象,改善人民生活,保護環(huán)境具有重要的意義。本系統(tǒng)包括梯形圖設計和監(jiān)控組態(tài)設計兩?？?并對系統(tǒng)進行遠程控制,完成SBR污水處理法的自動運行。能夠及時發(fā)現(xiàn),并停止系統(tǒng),進行檢修,減少污水處理過程中事故的發(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500多個城市中,許多北方城市嚴重缺水,加。更令人擔憂的是淡水的浪費非常嚴重,隨著淡水總量不斷減少,用水成本越。來越高,如果不加以合理管理,必將形成惡性循環(huán)。我國北方地區(qū)已出現(xiàn)眾多環(huán)境。問題,如水位下降、湖泊干涸、河水斷流等,水資源的超采,己形成漏斗地勢。國城市用水重復利用率小。如何建立合理有效的污水處理系統(tǒng)已成為我國亟待解。目前全國城市污水達排放標準的有效率僅有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】 過粗 /細格柵除污機后進入集水池 ,當集水池處于低水位時 ,關閉集水池后面與其相連的所有閥門。集水池中應用 2 個液位傳感器 ,實時監(jiān)測集水池中水位的變化 ,當水位到達高 /低水位時 ,高 /低水位指示燈亮。其流程圖如下 : 圖 46 集水池設計流圖 根據(jù)集水池計流程圖編寫梯設形圖如下 : 圖 47 集水池梯形圖 按下啟動開關 ,30S 后集水池進水泵 運作 ,高水位時指示燈 2S,當 集水池水降到低水位時 , ,集水池進水泵 入污水。 3 SBR 反應池設計 本設計由 2個 SBR池 ,每個池中都有 2個液位傳感器監(jiān)測池水的水位。 SBR池內(nèi)進水閥門同時開啟 ,當 1SBR池與 2SBR池水位升到一定液位后集水池閥門 ,進水泵與粗 /細格柵除污機全部停止。 進水閥門關閉后 ,空氣閥門開啟 ,污泥泵同時開啟?？諝忾y門關閉 10S 后 ,潷水器開始運行 ,將池內(nèi)的上清液排入河道 ,當 SBR 池液位下降到一定高度后潷水器停止運行 ,低水位指示燈亮。 剩余污泥泵在潷水器停止運行后開始運行 ,排泥至儲泥池。低水位指示燈滅 ,SBR 池再次進入污水。 圖 48 SBR 反應池設計流圖 根據(jù) SBR 反 應 池 設 計 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 池進水閥 ()打開 ,進水泵()運作 ,SBR1 池到達高水位時 ,指示燈 ()亮 ,鼓風機 運作 ,進泥閥 打開 ,進泥泵 運作 ,計時 1 分鐘開始 ,計時到達 ,鼓風機、進泥泵停止 ,靜置 30S后潷水器 ,到達低水位 ,低水位指示燈 2S后重新進 水。SBR1池到達高水位同時 ,SBR2池開始進水 ,SBR2池到達高水位時 ,指示燈 ()亮 ,鼓風機 運作 ,進泥閥 打開 ,計時 1 分鐘開始 ,計時到達 ,鼓風機、進泥泵停止 ,靜置 30S后潷水器 ,到達低水位 ,低水位指示燈 亮 2S 后重新進水。 上位機界面設計 組態(tài)軟件的介紹 組態(tài)軟件由組態(tài)環(huán)境和模擬運行環(huán)境兩個部分組成。組態(tài)環(huán)境是工程師根據(jù)需要設計自動化工程實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)對應起來 ,進行編譯運行就可以在模擬運行環(huán)境中看到運行效果。模擬運行環(huán)境是將目標應用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行所依賴的環(huán)境。模擬運行環(huán)境由圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等若干個運行程序組成。 MCGS 系統(tǒng)結構圖如圖 49 所示。 圖 49 MCGS 軟件系統(tǒng)結構圖 運用 MCGS 制作所需運行界面的一般過程 : MCGS 組態(tài)環(huán)境 ,建立新工程。 。首先定義連接與驅(qū)動設備用的數(shù)據(jù)變量 ,其目的是實現(xiàn)上下位機通訊 ,即通過設備窗口配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出 設備實現(xiàn)計算機與智能儀表之間的連接。 。首先在實時數(shù)據(jù)庫窗口建立新的數(shù)據(jù)庫文件 ,然后按要求定義不同類型和名稱的變量 ,必須與設備要求的數(shù)據(jù)庫完全一致 ,最后將設備與數(shù)據(jù)對應起來 ,從而實現(xiàn)畫面的連續(xù)動作。 。此過程在用戶窗口實現(xiàn) ,主要用于完成工程中人機交互的界面 ,如 :水池水位變化的動態(tài)顯示、高低水位報警輸出、水位歷史數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 。主控窗口可以調(diào)度和管理一個設備窗口和多個用戶窗口的打開或關閉。其主要的組態(tài)操作包括 :定義工程的名稱 ,設計封面 圖形 ,確定自動啟動的窗口 ,設定動畫刷新周期 ,指定數(shù)據(jù)存盤文件和存盤時間等。 。動畫鏈接是將圖符與數(shù)據(jù)庫變量建立聯(lián)系 ,當數(shù)據(jù)庫變量發(fā)生變動時圖符就表現(xiàn)出來。即水位發(fā)生變化時 ,圖符會以動畫的形式適時顯示出來。 。當以上步驟完成以后 ,先進行組態(tài)檢查通過后就可以進入運行環(huán)境進行調(diào)試 [14]。 設計要求及效果 1 污水處理遠程計算機控制系統(tǒng)。它采用 MCGS 組態(tài)軟件來控制和管理 ,是一套由組態(tài)軟件構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng) ,通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集顯示、報 警處理和報表輸出等多種方式 ,以最直觀的方式表現(xiàn)出監(jiān)控對象狀態(tài)與參數(shù) ,從而實現(xiàn)流程控制 ,當系統(tǒng)出現(xiàn)問題時 ,向用戶提供解決實際問題的方案。 2 要達到預期的監(jiān)控目標 ,需要綜合考慮系統(tǒng)的整體構成、工藝流程以及被監(jiān)控對象的具體特征。 3 要擬定工程的總體規(guī)劃和設想 ,要考慮許多問題如系統(tǒng)需要實現(xiàn)哪些功能 ,控制流程采用何種方式實現(xiàn) ,需要設定何種用戶窗口界面 ,最終達到的動畫效果怎樣以及怎么定義實時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)變量等。而且 ,必須分清變量 ,如那些變量是與設備相連接的 ,哪些變量是軟件內(nèi)部用來實現(xiàn)動畫顯示的等 [15]。 程序運行時首先進入主畫面 ,顯示污水處理的整個工藝流程 ,電機狀態(tài)畫面顯示各個開關量的狀態(tài) ,液位報警窗口顯示各個污水池水位的高低 ,并且報警燈發(fā)光。期間如果用戶想對畫面進行操作 ,包括控制和更改參數(shù) ,必須有操作員或者管理員的權限。在登入狀態(tài)下 ,不同的用戶有不同的權限 ,可以對給予授權的參數(shù)進行修改。在中央控制室的操作人員都可以對現(xiàn)場設備進行啟、?？刂?。 定義數(shù)據(jù)對象 先對系統(tǒng)進行分析后 ,再確定需要定義的數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)對象作為實時數(shù)據(jù)庫的基本單元 ,因此定義數(shù)據(jù)對象的過 程也就是建立實時數(shù)據(jù)庫的過程。 定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括 : 。 ,如存盤的周期、存盤的時間和保存期限等。本設計需要的數(shù)據(jù)變量如圖 410 所示。 圖 410 定義數(shù)據(jù)對象 主界面的設計 主畫面顯示整個污水處理廠的工藝流程。顯示畫面顯示各個開關量的狀態(tài)。如果想了解污水池的液位、電機的狀態(tài)等情況 ,可以切換到某個分畫面。點擊“系統(tǒng)管理”將會出現(xiàn)下拉菜單“用戶窗口管理”、“退出系統(tǒng)” ,點擊想 要實現(xiàn)的功能。主畫面上還有“液位顯示”、“報警數(shù)據(jù)”、“數(shù)據(jù)顯示”等菜單 ,點擊可進入相應畫面進行操作。 首先進入畫面編輯環(huán)境 ,利用“插入元件”工具從元件庫中選擇所需要的閥門、泵、電機等設備 ,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 ,彈出屬性設置窗口 ,進入“動畫連接”頁如圖 412 所示。 圖 412 將集水池進行動畫連接 2 選中“折線” ,右端出現(xiàn)的〉。 3 單擊〉進入屬性設置窗口。在“大小變化”頁按圖 413 進行屬性設置。 圖 413 縮放連接 4 單擊“確認”按鈕 ,完成粗格柵除污池的設置。 5 用同樣的方法建立 SBR1池與液位 2及 SBR2與液位 0之間的動畫連接。注意設置參數(shù) ,表達式 :液位 液位 0。最大變化百分比對應表達式的值 :100。 6 單擊“保存”按鈕。 7 進入允許環(huán)境 ,按下開始按鈕 ,可觀察到水罐水位的升降變化的動畫效果。 實時報警 實際運行時 ,可能會發(fā)生參數(shù)越限情況。報警顯示是最基本的安全手段。實時報警 可提示操作人員進行及時處理 ,避免事故發(fā)生。歷史報警能對指定時間內(nèi)的所有參數(shù)越限情況進行記錄、顯示和打印 ,以便對系統(tǒng)運行情況進行分析。特別是在事故發(fā)生后 ,這種分析對于調(diào)查事故發(fā)生的原因很重要 ,本系統(tǒng)需設置報警的數(shù)據(jù)對象是水位 1。 首先對組對象進行定義 ,然后雙擊“用戶窗口”中的“水位監(jiān)控”窗口 ,進入該畫面。選取“工具箱”中的“報警顯示”構件。如圖 414 所示。 雙擊報警窗口 ,彈出屬性設置窗口 ,如圖 415 所示。 圖 415 報警窗口屬性設置 設備連接 在工作臺“設備窗口 ”中雙擊“設備窗口”進入 ,點擊工具條中的“工具箱”圖標 ,點擊“設備管理”按鈕。在通用設備中選擇“通用串口父設備”和“西門子 _S700PPI” ,點擊確認。在設備管理中先雙擊“通用串口父設備”再雙擊“西門子 _S700PPI”。使“西門子 _S700PPI”成為“通用串口父設備”的子目錄。雙擊“通用串口父設備”設置如圖 416 所示。 圖 416 通用串口父設備屬性編輯 以上參數(shù)設置 ,要按照所通訊設備的要求來設置 ,如果設置錯誤 ,會導致無法正常通訊。在設置過程中需要注意串口端號的選擇 ,其選擇需要與連接 PLC的串口端號一致 ,“數(shù)據(jù)校驗方式”選擇“ 2偶校驗” ,否則在需要 PLC 連接實現(xiàn)實時監(jiān)控時會出現(xiàn)圖 417 顯示的界面。 當與 PLC連接出現(xiàn)圖 417所示的畫面時 ,需要做以下檢查 :PLC端口連接是否正常 。PLC 端口設置是否與上述“通用串口父設備屬性編輯”中各屬性的