【正文】 參考文獻(xiàn)[1] ：(01)[2] ：(07)[3] 、：(11)[4] 張運(yùn)剛,宋小春,：(06)[5] 蘇小兵,李天平,、組態(tài)軟件在水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].(06)[6] 、組態(tài)軟件的運(yùn)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2011(16)[7] 李躍磊,[J].(05) [8] [J].(03) [9] 楊明華,韓梅,[J].(06) [10] 姜西羚,[J].(06) [11] [J].(03) [12] [J].(01)[13] China Paper [J].(11) [14] 關(guān)鋒,湯偉,馮茜,[J].(05) [15] 趙芳,[J].(04)[16] 黃啟軍, PLC在城市污水處理中的應(yīng)用[J].(04)[17] 賈恩明,段建民,[J].(04)[18] MNdegwa P,Wang L,K,Vaddella strategies for process control and monitoring of stabilization of dairy wastewaters in batch aerobic treatment systems[J]. Process Biochemistry. 2007 [19] Carlos G,Francisco M,Enrique R,Juan M control of an anaerobic reactor treating wastewaterscontaining ethanol and carbohydrates. Industrial amp。　　最后要感謝的是我的父母和家人，我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵(lì)?！　∪缓筮€要感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識(shí)的老師，每一位老師的悉心教導(dǎo)都是我完成這篇論文的基礎(chǔ)。當(dāng)我對(duì)論文的思路感到迷茫時(shí)，您為我理清思路，指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進(jìn)行修改。在該控制程序中，需要根據(jù)外界輸入的狀態(tài)來(lái)控制清污機(jī)、潛水泵，以及污泥回流泵的啟停，因此需要按照液位傳感器和液位差計(jì)反饋來(lái)的信息進(jìn)行判斷處理，然后再進(jìn)行輸出控制。（2）軟件方面。（1）硬件方面。我還熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了整個(gè)系統(tǒng)的模擬調(diào)試，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的不斷修改和調(diào)試，基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。 污水處理控制系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，它包括與之相關(guān)的生產(chǎn)工藝流程，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量自控檢測(cè)儀表的選用，控制流程的模型建立，對(duì) PLC系統(tǒng)軟硬件應(yīng)用研究等。圖45增加通道對(duì)話框 按上圖所示進(jìn)行“增加通道”的設(shè)置，按“確認(rèn)”后就設(shè)置好了一個(gè)PLC通道，如下圖46所示。 雙擊工作臺(tái)窗口中的設(shè)備窗口，然后再單擊工具欄上的工具箱按鈕，將彈出如圖43所示的設(shè)備工具箱窗口，需要說(shuō)明的是，在MCGS中PLC設(shè)備是作為子設(shè)備掛在串口父設(shè)備下的，因此在向設(shè)備組態(tài)窗口中添加PLC設(shè)備前，必須先添加一個(gè)串口父設(shè)備，當(dāng)直接用串口進(jìn)行本地通訊時(shí)，我們添加“串口通訊父設(shè)備”，因此雙擊其中的串口通訊父設(shè)備，在設(shè)備組態(tài)窗口中添加一個(gè)串口通訊設(shè)備。設(shè)置好后，按“確認(rèn)”即可，在運(yùn)行環(huán)境中單擊“數(shù)據(jù)顯示”菜單，就可看到實(shí)時(shí)曲線。所以在這個(gè)組態(tài)中還設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)顯示窗口，用來(lái)顯示溶解氧濃度，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和實(shí)時(shí)曲線顯示。污泥回流泵根據(jù)污泥回流泵房?jī)?nèi)由液位傳感器檢測(cè)到液位，進(jìn)行運(yùn)行或停止，將剩余的污泥及使用過(guò)的污泥進(jìn)行處理。在該氧化溝系統(tǒng)中進(jìn)行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，此環(huán)節(jié)用到一些化學(xué)藥劑來(lái)加強(qiáng)處理效果，如復(fù)合堿、氯氣、油絮凝劑等。當(dāng)用戶想修改流動(dòng)塊時(shí)，先選中流動(dòng)塊（流動(dòng)塊周圍出現(xiàn)選中標(biāo)志：白色小方塊），鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動(dòng)鼠標(biāo)，就可調(diào)整流動(dòng)塊的形狀。選中工具箱內(nèi)的“流動(dòng)塊”動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。包括編寫(xiě)控制程序，選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。l 用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中的人機(jī)交互界面，諸如：生成各種動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的打開(kāi)或關(guān)閉。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。MCGS組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱MCGS）由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。Active指示哪個(gè)驅(qū)動(dòng)激活，有些驅(qū)動(dòng)只支持地址0到30。編程之前一定要將USS協(xié)議庫(kù)添加進(jìn)去，編程軟件默認(rèn)安裝沒(méi)有USS協(xié)議庫(kù)的。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫(kù)。；定時(shí)20min的粗；格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間；粗格柵機(jī)運(yùn)行；定時(shí)到，粗格柵；機(jī)停止；定時(shí)12min；計(jì)數(shù)10次，；共定時(shí)2h；當(dāng)粗格柵液位差；有輸入時(shí)，1清；污機(jī)啟動(dòng)圖310 粗格柵系統(tǒng)梯形圖程序 PLC和變頻器通訊（1）USS通訊協(xié)議簡(jiǎn)介。表31 軟元件設(shè)置元件意義內(nèi)容備注系統(tǒng)停止標(biāo)志On有效手動(dòng)方式標(biāo)志On有效自動(dòng)方式標(biāo)志On有效自動(dòng)方式啟動(dòng)標(biāo)志On有效粗格柵機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效1清污機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效1潛水泵運(yùn)行標(biāo)志On有效2潛水泵運(yùn)行標(biāo)志On有效細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效2清污機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效分離機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志On有效2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志On有效1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志On有效2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志On有效潛水?dāng)嚢铏C(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效刮泥機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效污泥回流泵運(yùn)行標(biāo)志On有效離心式脫水機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效聚合物泵運(yùn)行標(biāo)志On有效污泥機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效切割機(jī)運(yùn)行標(biāo)志On有效續(xù)表31元件意義內(nèi)容備注粗格柵機(jī)停止標(biāo)志On有效粗格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)On有效進(jìn)水泵房液面低于最低位On有效潛水泵房報(bào)警On有效細(xì)格柵機(jī)停止標(biāo)志On有效細(xì)格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)On有效1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行標(biāo)志On有效2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行標(biāo)志On有效2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行標(biāo)志On有效切除2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行且1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志On有效回流泵房液面低于最低位標(biāo)志On有效回流泵房液面低于最高位標(biāo)志On有效1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志On有效2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志On有效回流泵房液面高于最高位標(biāo)志On有效回流泵房報(bào)警On有效USS_INIT指令執(zhí)行完成標(biāo)志On有效USS_RPM_R指令執(zhí)行完成標(biāo)志On有效C1粗格柵機(jī)2h定時(shí)中間計(jì)數(shù)器10C2細(xì)格柵機(jī)2h定時(shí)中間計(jì)數(shù)器10T33時(shí)鐘脈沖550msT37粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間1200020minT38粗格柵機(jī)停止時(shí)間定時(shí)720012minT39進(jìn)水泵房液面低于最低位定時(shí)202sT40進(jìn)水泵房液面高于中間位定時(shí)202sT41進(jìn)水泵房液面高于最高位定時(shí)202sT42細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間1200020minT43細(xì)格柵機(jī)停止時(shí)間定時(shí)720012minT44污泥回流泵房液面低于最低位定時(shí)202sT45污泥回流泵房液面高于低位且低于高位定時(shí)202sT46污泥回流泵房液面高于最高位定時(shí)202s續(xù)表31元件意義內(nèi)容備注T47離心式脫水機(jī)與聚合物泵啟動(dòng)間隔505sT48聚合物泵與污泥機(jī)和切割機(jī)啟動(dòng)間隔505sVD101變頻器速度寄存器VD20含氧量反饋值寄存器VD302變頻器速度寄存器VD100含氧量標(biāo)準(zhǔn)值寄存器VD102變頻器速度標(biāo)準(zhǔn)值寄存器VD104USS_INIT指令執(zhí)行結(jié)果VD106USS_RPM_R錯(cuò)誤狀態(tài)字節(jié) PLC梯形圖程序本設(shè)計(jì)采用西門子公司為S7—200系列PLC開(kāi)發(fā)的STEP 7—Micro/WIN SP8作為編程軟件，采用的編程語(yǔ)言是梯形圖程序指令。1）自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始首先啟動(dòng)離心式脫水機(jī)，啟動(dòng)定時(shí)。6）定時(shí)到，若液面仍然處于最高位傳感器時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)并停止污泥回流泵。2）定時(shí)到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運(yùn)行。 5）若還是含氧量大于設(shè)定值，則切除2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行，并且啟動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行。 1）啟動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，進(jìn)行變頻運(yùn)行。5）定時(shí)到后，若液面仍處于中位和高位傳感器之間，則啟動(dòng)2潛水泵。1）自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始啟動(dòng)1潛水泵。4）同時(shí)檢測(cè)液面差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)2清污機(jī)。圖34 粗格柵系統(tǒng)流程圖 細(xì)格柵系統(tǒng)細(xì)格柵系統(tǒng)程序主要控制細(xì)格柵機(jī)和2清污機(jī)的運(yùn)行，工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。3）2h定時(shí)到，運(yùn)行粗格柵機(jī)20min，循環(huán)進(jìn)行。在自動(dòng)控制工藝框圖中，調(diào)用各個(gè)控制系統(tǒng)的子程序，主要包括粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵系統(tǒng)程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序、變頻器程序、初始化程序，以及污泥脫水系統(tǒng)程序。5）啟動(dòng)曝氣系統(tǒng)。1）系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)按鈕，啟動(dòng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)和刮泥機(jī)。 系統(tǒng)總體控制 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，總體控制是選擇自動(dòng)控制還是手動(dòng)控制，總體控制流程如圖31所示。1）數(shù)字量輸出。曝氣過(guò)程是污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測(cè)污水中的含氧量，并通過(guò)曝氣機(jī)增加或減少其含氧量。4）電機(jī)過(guò)載保護(hù)的輸入檢測(cè)。2）液位差輸入檢測(cè)。 利用PLC作為控制器的污水處理系統(tǒng)主要涉及的控制信號(hào)有：一是輸入信號(hào)；二是輸出信號(hào)。在軟件的設(shè)計(jì)中，首先按照需要實(shí)現(xiàn)的功能要求做出流程框圖，其次按照不同功能編寫(xiě)不同功能模塊，這樣寫(xiě)出的程序條例清晰，既方便編寫(xiě)，也便于調(diào)試。圖23 PLC輸入回路 PLC輸出回路如圖24所示，為其中一張PLC輸出回路圖。由于PLC和擴(kuò)展模塊的M和L+端子都需輸入24V的直流電壓，所以需采用一個(gè)直流電源DC1。如圖21所示，為其中一張主電路連線圖。污泥機(jī)及切割機(jī)接觸器是連接污泥機(jī)及切割機(jī)和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過(guò)程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制污泥機(jī)及切割機(jī)的運(yùn)行與停止。離心式脫水機(jī)接觸器是連接離心式脫水機(jī)和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過(guò)程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制離心式脫水機(jī)的運(yùn)行與停止。刮泥機(jī)接觸器是連接刮泥機(jī)和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過(guò)程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制刮泥機(jī)的運(yùn)行與停止。分離機(jī)接觸器是連接分離機(jī)和工頻電網(wǎng)的接觸器，分離機(jī)與轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)是同步運(yùn)行，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的控制完成對(duì)分離機(jī)的控制。（4）轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)接觸器。清污機(jī)接觸器包括兩個(gè)：一個(gè)是置于粗格柵處，控制粗格柵處的清污機(jī)；一個(gè)是置于細(xì)格柵處，用于控制細(xì)格柵處的清污機(jī)。（1）格柵機(jī)接觸器。寬電壓：線圈控制電壓在70%120%Uc之間波動(dòng)，不影響產(chǎn)品正常工作。為此該系統(tǒng)選用施耐德LC1D0901M5C交流接觸，其額定電壓220 V，額定電流9 A。本次選用的液位差計(jì)也是數(shù)字量輸入到PLC中的，在液位差計(jì)中預(yù)先設(shè)置好設(shè)定值。在手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，對(duì)于每個(gè)設(shè)備都對(duì)應(yīng)設(shè)置一組按鈕，采用觸點(diǎn)觸發(fā)式按鈕，即按下接通，松開(kāi)復(fù)位。新型的溶氧電極有鹽度測(cè)試功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鹽度補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償；儀器內(nèi)置氣壓傳感器，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣壓補(bǔ)償。 ℃，自動(dòng)溫度補(bǔ)償：pH：（0~100）℃ 溶解氧：（0~45）℃，其他參數(shù)：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存：900組，通訊接口：RS232，電源：DC9V/300mA。 mV，溶解氧：（0~）mg/L(ppm)；（0~）% 溫度：（10~110）℃精確度：pH：177。用于測(cè)量鍋爐給水、蒸汽、超純水、凝結(jié)水、除氧劑出口，以及工廠使用氧氣處理化學(xué)過(guò)程中的含氧量，并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行給養(yǎng)控制，其輸出信號(hào)主要有兩種形式：4~20 mA或0~20 mA（電流形式），0~5 V或1~5 V DC（電壓形式）。污泥回流泵型號(hào)選用0JB—W15，電機(jī)功率：15 kw，額定電流：41 A，葉輪直徑：400 mm。清污機(jī)型號(hào)選用回轉(zhuǎn)齒耙式清污機(jī)，清污刮板傳動(dòng)裝置宜采用回轉(zhuǎn)式輸送鏈。表25 變頻器參數(shù)設(shè)置表參數(shù)號(hào)參數(shù)值說(shuō)明P000521顯示實(shí)際頻率P07002由端子排輸入P10002模擬輸入P13002可用于可變轉(zhuǎn)矩負(fù)載P201069600baudP20111USS地址P0300根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置電動(dòng)機(jī)類型P0304根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置電動(dòng)機(jī)額定電壓P0305根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置電動(dòng)機(jī)額定電流P0310根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置電動(dòng)機(jī)額定頻率P0311