【正文】 在這里非常感謝陳老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠摯的謝意！同時，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助，大家相互探討，共同研究，在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對我這幾年的培養(yǎng)。保證了課題的研究和開發(fā)工作的順利完成。并且自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度，幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題。采用尿素遇周圍水變紅的化學(xué)方案,控制迅速、可靠。由于本設(shè)計(jì)基于理論完成，再加上本人知識有限，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還有很多缺陷，還需要改進(jìn)：(1) 在方案中,沒有對水池水位的控制要求,準(zhǔn)確保證水水位,杜絕水溢出,以免浪費(fèi)資源。同時也降低了能耗，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，提高了管理效率。該系統(tǒng)自動化程度高，控制穩(wěn)定、可靠、直觀、方便，本文總結(jié)出的該控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，可為游泳池水處理和其他水處理控制提供借鑒。仿真結(jié)果如圖： 系統(tǒng)仿真圖（B）輸出指示燈按程序運(yùn)行，程序就會停止。仿真結(jié)果如圖： 系統(tǒng)仿真圖（A）按下左邊第五個按鈕，表示循環(huán)水泵1停止。運(yùn)行綠色指示燈亮。： 恒溫加熱控制輸入輸出點(diǎn)符號地址注釋運(yùn)行0運(yùn)行 1 停止輸出歸一VD9000~1手自動0手動1自動手動輸出VD7000~1實(shí)際溫度VD550度設(shè)定溫度VD650度模擬輸出AQW016000~0PID輸出VW800VW800恒溫加熱主程序開始包內(nèi)一組數(shù)即命令頭+溫度值擴(kuò)展模塊有錯誤？調(diào)用子程序1檢查模塊=1？調(diào)用子程序4起動PID調(diào)節(jié)水溫由AQW0輸出恒溫加熱主程序結(jié)束結(jié)束YYYYYNN子程序3開始子程序3結(jié)束Y轉(zhuǎn)換為0～32000之間的整數(shù)送至AQW0中斷1開始子程序4結(jié)束子程序4開始 發(fā)送數(shù)據(jù)“包”包內(nèi)一組數(shù)即命令頭+溫度值每隔200ms設(shè)置中斷0，發(fā)送出池口溫度值傳至大廳顯示屏將處理過的出池口溫度值轉(zhuǎn)換成0～1之間的實(shí)數(shù)中斷1結(jié)束 恒溫及加熱系統(tǒng)流程圖(A) 中斷0開始中斷0結(jié)束 恒溫及加熱系統(tǒng)流程圖(B) 系統(tǒng)仿真水循環(huán)主程序仿真（1)首先運(yùn)行“S7—200漢化版”圖標(biāo)，選擇“文件”下的載入程序命令，出現(xiàn)對話框，按“確定”，又出現(xiàn)文件對話框，找到生成的“”,打開后系統(tǒng)出現(xiàn)提示字樣“不能打開文件或無法讀取配置文件或數(shù)據(jù)塊”，直接按確定即可，這樣就完成程序的載入。再啟動伺服蒸氣驅(qū)動電源。當(dāng)進(jìn)池口溫度低于20 ℃(16640) 時,設(shè)置最大值(32000) 輸出。進(jìn)水口與水池溫差為8. 5 ℃(控制刻度為10752) 。補(bǔ)償后控制甚好。因此,去掉前饋控制,給系統(tǒng)增加一個補(bǔ)償,嘗試采用Smith 補(bǔ)償。然后根據(jù)傳送回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷是否要急停。中斷程序0顯示的溫度為水池溫度。水池溫度控制規(guī)律由AQW0 輸出,控制蒸汽閥的開啟。二是蒸汽調(diào)節(jié)閥進(jìn)水池布水口的溫度。如果出現(xiàn)錯誤就進(jìn)行報警，如果沒有錯就調(diào)用子程序6對水溫進(jìn)行計(jì)算平均值。 恒溫及加熱系統(tǒng)的工作原理根據(jù)恒溫加熱系統(tǒng)的主程序的開始，、預(yù)置采樣和清零。其中SBSB10必須在水循環(huán)系統(tǒng)開始以后才可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的。當(dāng)環(huán)境溫度及水溫較低時,就還需對池水進(jìn)行加溫,恒溫及加熱控制主要采用PID 調(diào)節(jié),輸出控制信號由AQW0 輸出控制伺服控制器來控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的開啟度,定量地給汽水管道混合器通以蒸汽,使池水按要求保持恒溫。當(dāng)達(dá)到加投要求時，先啟動絮凝劑攪拌器，再啟動絮凝劑計(jì)量泵，將藥劑加投到循環(huán)水泵前。濁度程序中刻度值是0~32000，但基于擴(kuò)展模塊EM235分辨率的原因，要通過移位指令將程序刻度值變成0~4000。在水質(zhì)檢測及加投藥程序中，首先檢查擴(kuò)展模塊0是否有錯和用戶電源是否有錯。當(dāng)某一臺泵出現(xiàn)故障需停機(jī)時,需等待該泵完全停止后,方可開啟另一臺泵,否則會出現(xiàn)局部回流現(xiàn)象,極易損壞水泵,因此,在起動另一臺水泵時,有一個10s 的延時，以此來保護(hù)水泵。以此,來減小某一臺泵因連續(xù)工作而引起的損耗。循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用(1 泵和2 泵) ,且8h 自動切換和非正常停泵自動起動備用泵(如加熱繼電器動作等) 。循環(huán)水泵的手動過程,只是配合自動過程的輔助手段,手動狀態(tài)除操作兩臺泵的起/ 停以外,還擔(dān)當(dāng)過濾缸反沖洗過程的操作?？梢曰ミB所包含的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，創(chuàng)建幾乎任何一種控制器結(jié)構(gòu)。帶集成控制器設(shè)置的參數(shù)分配工具允許設(shè)置控制器，可在極短時間內(nèi)優(yōu)化使用。在連續(xù)系統(tǒng)中，典型的PID控制器的輸入輸出關(guān)系如下： （410）式中:為控制器的輸出量，為輸出的初始值，為給定值與被控變量的誤差信號，為比例系數(shù)；為積分時間常數(shù)；為微分時間常數(shù)。 PLC中的PID控制實(shí)現(xiàn)方法典型的基于數(shù)字PID的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這是因?yàn)閷?shí)際的調(diào)節(jié)器都有一定的失靈區(qū)，如果被控對象流入流出量只相差很少以至被調(diào)量只以調(diào)節(jié)器不能察覺的速度緩慢變化時，調(diào)節(jié)器并不會運(yùn)作。此時調(diào)節(jié)器的輸出與被調(diào)量或其偏差對于時間的導(dǎo)數(shù)成正比。增大積分速度將會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程。I調(diào)節(jié)的另一特點(diǎn)是它的穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差。然而與此同時調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停留在任何數(shù)值上。調(diào)節(jié)器的輸出與偏差信號的積分成正比。比例調(diào)節(jié)的偏差隨著比例帶的加大而加大。比例調(diào)節(jié)的顯著特點(diǎn)就是有差調(diào)節(jié)。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一?？梢曰ミB所包含的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，創(chuàng)建幾乎任何一種控制器結(jié)構(gòu)。帶集成控制器設(shè)置的參數(shù)分配工具允許設(shè)置控制器，可在極短時間內(nèi)優(yōu)化使用。經(jīng)PID調(diào)節(jié)后，輸出的信號通過模擬量輸出模塊控制伺服蒸汽調(diào)節(jié)閥，定量的給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫。它是通過溫度儀進(jìn)行溫度檢測。 系統(tǒng)硬件框圖 CPU226CN輸入端口接線圖（A） CPU226CN輸入端口接線圖(B) CPU226CN輸出端口接線圖 擴(kuò)展模塊接線圖(A) 擴(kuò)展模塊接線圖(B)以上各硬件I/：1急?？偘粹oSB0KM0前接觸器2總接觸器啟動SA1KM0后接點(diǎn)、KA03手自動切換SA21號泵KM141號泵啟動SB32號泵KM251號泵停止SB4絮凝劑攪拌接觸器 KM561號泵熱繼KA1絮凝劑加投接觸器 KM472號泵啟動SB6消毒液加投接觸器KM382號泵停止SB7CLO2液加投接觸器KM292號泵熱繼KA2硫酸銅加投KM110反沖洗啟動SB11蒸汽閥驅(qū)動KM911反沖洗停SB12高溫指示燈KM612伺服閥電啟SB13余CLO2指示KA513伺服閥電停SB14過PH指示KA414攪拌熱繼KA5脫液指示KA315絮凝劑脫液熱繼電器接觸器KM1016消毒劑脫液蜂鳴器驅(qū)動接觸器KM1117PH調(diào)節(jié)劑脫液AQ1控制伺服閥的閥門開度18硫酸銅脫液19過濾缸壓力繼KA620CH1PH儀21CH5溫度傳感器122CH6溫度傳感器223CH7濁度儀24CH8余氯儀 恒溫加熱控制系統(tǒng)在環(huán)境溫度和水溫較低時，還需對池水進(jìn)行加溫控制。從流程圖可看出程序有信號取平均值部分，濁度信號本身是易波動的信號，因此信號必須采若于次后取平均值才能使用。其計(jì)算式如下: (41) (42) （43） （44） (45) (46) 模擬量輸入信號轉(zhuǎn)換成刻度值還應(yīng)當(dāng)注意模擬量輸人/輸出模塊本身的分辨率，如西門子S7200的4模入/1模出模塊EM235，分辨率為12位，而刻度值數(shù)據(jù)位為15位，即實(shí)際輸人信號低3位數(shù)據(jù)“懸空”，為了使比較數(shù)據(jù)時相對穩(wěn)定，可在信號輸入時先將低3位移除，再使用該信號就可獲得相對較“穩(wěn)定”的信號。再將輸入電流量轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部刻度值，仍以濁度為例，、x2及限幅值x3，再通過換算得到相對應(yīng)的刻度值。該控制系統(tǒng)的5個模擬量變送器輸出信號范圍是4~20mA電流，而PLC模擬量輸人模塊接收到信號范圍是0~20mA電流。其次主程序還包括何種條件下調(diào)用各子程序。主程序部分主要的功能就是通過比較器判斷出濁度控制上下限值。各模擬量輸入的處理及控制都基本相同，這里僅以濁度—絮凝劑為例說明模擬量輸入及控制的基本方法。水循環(huán)主程序流程圖，這部分以非正常停泵自動切換部分為重點(diǎn)和難點(diǎn)，可用內(nèi)部繼電器做一個與循環(huán)水泵“同起/選?！钡摹氨O(jiān)控器”，來判斷是停泵信號還是故障信號以及8h切換信號，再經(jīng)計(jì)時器延時切換和完成切換工作等。 水循環(huán)及過濾部分考慮到水循環(huán)運(yùn)行基本無人值守，循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用，8h自動切換和非正常停泵(熱繼電器動作等)自動投入備泵。該系統(tǒng)由多個開關(guān)量、模擬量、多種自動檢測儀、伺服控制器、觸摸屏組成，控制要求自動化程度高、無人值守，對這樣的控制系統(tǒng)，采用PLC控制可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，能獲得很好的控制效果。本系統(tǒng)采用的溫度變送器是DZ4130，使用過程中要加一個24V的電源，該電源可以從PLC上直接獲得。本設(shè)計(jì)采用的就是三線制接線。常用的Pt電阻接