【正文】 。不僅僅是現(xiàn)在，也是將來我工作和生活的導師。參考文獻[1] 謝劍英，微型計算機控制技術(shù)[M]，北京：國防工業(yè)出版社，1991（2）[2] 李華， MCS51 系列單片機使用接口技術(shù)[M]，北京航空航天大學出版社 1993 [3] 何立民，單片機應用技術(shù)選編（4）[M]，北京航空航天大學出版社 1996 [4] 張友德，單片微型機原理、應用與實驗[M]，上海：負擔大學出版社，1996（2）[5] 張學福，現(xiàn)代實用傳感器電路[M]，北京：中國計量出版社，1997[6] 馬忠梅，籍順心，張凱，馬巖，單片機的 C 語言應用程序設計[M]，1998 [7] 李智慧，范毅方，羅加福，周竹錦，跨越 C++ Builder[M]，四川大學出版社 1998 [8] 王栓柱，揚志亮，PROTEL FOR WINDOWS 使用技術(shù)[M]，西北工業(yè)大學出版社 1998 [9] 錢易等，工業(yè)性環(huán)境污染的防治[M]，中國科技技術(shù)出版社，1988[10]唐受印等編，廢水處理工程[M]，化學出版社，1998，P7～Ｐ12，P189～P192污水處理自控系統(tǒng)31[11]佟玉衡，實用廢水處理技術(shù)[M]化學工業(yè)出版社，1998，P257～P261[12]何克忠、李偉，計算機控制系統(tǒng)[M]，清華大學出版社，1998[13]金喜平、邊英杰，計算機與單片機間的多機通訊[M]，自動化與儀器儀表，P62～P63致謝 本論文是在龍偉教授的精心指導下完成的，他不僅在學術(shù)思想上對我諄諄教誨，給我指明了前進的力一向，使我在學習的各方面都得到充實和完善。由于我國污水處理業(yè)的快速發(fā)展，開發(fā)出既滿足工藝要求又符合計算機控制規(guī)律的系列化控制模式和商品化控制軟件將是污水處理市場的迫切要求。污水處理是一門涉及生物、化學、物理等多門學科的綜合性技術(shù)，其工藝機理較為復雜。本文通過分析國內(nèi)外污水處理廠的控制現(xiàn)狀，針對城市污水處理廠的控制要求研究了我國現(xiàn)階段城市污水處理廠計算機控制系統(tǒng)的總體設計原則和方向。 故障處理調(diào)試污水處理自控系統(tǒng)30造故障,一個測試程序,由接鍵觸發(fā),使程序故意進入死循環(huán),在工作的電器的電源可測試控制器是否可發(fā)現(xiàn)故障等等。在實測中一根懸空的管腳上竟有二十多伏的電壓，有時還是負的。由于每個傳感器的輸出都不是完全一致的，A/D 變換后的值也不一樣,所以需要聯(lián)合調(diào)試,控制器得到正確的值。這雖然是一個簡單的問題，在電路中卻經(jīng)常會遇到類似的問題。測量發(fā)現(xiàn)無信號時 74244 的輸入腳任有 2 伏左右的電壓，原來 74244 有非常高的輸入電阻，而光耦污水處理自控系統(tǒng)29輸出三極管關(guān)斷時的電阻值與其相當，所以分壓后仍有電壓輸入。首先電路的最初設計考慮會與實際的情況不一致，需要對原來的電路設計進行修改，例如：在數(shù)字信號輸入電路設計時，采用了如圖 41 上方電路，相當于給 74244 的輸入腳與電源之間接上了一個開關(guān)，其通斷電輸入控制。解決了這些問題后，才能放心地加電調(diào)試。也可用 020202……填滿并在 0202 地址上加一條指令 LJMPadd16，這樣拉截的程序?qū)⑥D(zhuǎn)至add16 人口地址。對于 MC 系列單片機，則可利用“LJMP 0000H”和“JB bit rel ”指令，在非程序區(qū)反復用 0202200020220000…… H 填滿。定時器的定時時間稍大于主程序正常運行一個循環(huán)的時間，而在主程序運行過程中執(zhí)行一次定時器時間常數(shù)刷新操作，這樣，只要程序正常運行，定時器不會出現(xiàn)定時中斷，而當程序失常，不能刷新定時器時間常數(shù)而導致定時中斷，利用定時中斷服務程序?qū)⑾到y(tǒng)復位。（2）設置監(jiān)視跟蹤定時器純軟件的方法也可實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)視。我們可以采用如下的一些方法：（1）加硬件看門狗它是最有效的方式，通過單片機外接監(jiān)控電路糾正錯誤。例如 MSC51 單片機，當 PC 值超出芯片地址范圍（當系統(tǒng)擴展小于 64K，CPU 獲得虛假數(shù)據(jù) FFH，對應地執(zhí)行“MOV R7，A”指令，造成污水處理自控系統(tǒng)28工作寄存器 R7 內(nèi)容變化） 。數(shù)據(jù)區(qū)及工作寄存器中數(shù)據(jù)破壞。PC 值指向操作數(shù)，將操作數(shù)作為指令碼執(zhí)行；PC 值超出應用程序區(qū)，將非程序區(qū)中的隨機數(shù)作為指令碼運行。 及時修正設置當前輸出狀態(tài)寄存單元，當干擾侵入輸出通道成輸出狀態(tài)破壞時，系統(tǒng)能及時查詢寄存單元的輸出狀態(tài)信息，及時糾正輸出狀態(tài)。如果干擾 系統(tǒng)，會影響各種控制條件、造成控制輸出失誤或者直接影響輸出信號造成控制失誤。 中值法根據(jù)干擾造成采樣數(shù)據(jù)偏大或偏小的情況，對一個采樣點連續(xù)采集多個信號，并對這些采樣進行比較，取中值作為該點的采樣結(jié)果。 比較舍取法當控制系統(tǒng)測量結(jié)果的個別數(shù)據(jù)存在偏差時，為了剔除個別錯誤數(shù)據(jù)，可采用比較舍取法，即對每個采樣點連續(xù)采樣幾次，根據(jù)所采數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，確定舍取辦法來剔除偏差數(shù)據(jù)。這種方法可以減少系統(tǒng)的隨機干擾對采集結(jié)果的影響。在一般數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，人們常采用一些簡單的數(shù)值、邏輯運算處理來達到濾波的效果。 數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對策根據(jù)數(shù)據(jù)采集時干擾性質(zhì)、干擾后果的不同，采取的對策也沒有固定的對策模式。通過重新建立的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的重新運行不會出現(xiàn)不可允許的狀態(tài)。當這種系統(tǒng)因干擾造成運行失常時，只能在干擾過后，重新向RAM 區(qū)調(diào)入應用程序。系統(tǒng)的程序及重要常數(shù)不會因干擾侵入而變化。因此，軟件抗干擾的設置前提條件概括為：（1）在干擾的作用下，微機系統(tǒng)硬件部分不會受到任何損壞，或易損壞部分設置有監(jiān)測狀態(tài)可供查詢。采用軟件抗干擾的最根本的前提條件是系統(tǒng)中抗干擾軟件不會因干擾而損壞。使輸出嚴重混亂或系統(tǒng)失去控制。而 PC 值被干擾后的數(shù)據(jù)是隨機的。例如，MCS51 單片機的復位端 RESET）沒有特殊抗干擾措施時，干擾侵入復位端后，雖然不易造成系統(tǒng)復位，但會使單片機片內(nèi)特殊功能寄存器狀態(tài)變化，導致系統(tǒng)工作不正常。在單片機系統(tǒng)中，程序及表格、常常、常數(shù)皆存放在 ROM 中，雖然避免了程序指令及表格、常數(shù)受干擾破壞，但片內(nèi) RAM 外部擴展 RAM 以及片內(nèi)各種特殊功能寄存器等狀態(tài)都有可能受外來干擾而變化。在這些環(huán)節(jié)中，由于干擾的侵入，都會造成條件狀態(tài)偏差、失誤，致使輸出控制誤污水處理自控系統(tǒng)26差加大，甚至控制失常。 控制受干擾發(fā)生變化一般控制狀態(tài)的輸出多半是通過控制系統(tǒng)的后向通道，由于控制信號輸出較大，不易直接受到外界干擾。但實際測量中工頻信號頻率是波動的，必須設法使采樣周期與波動的工頻干擾電壓周期保持整數(shù)倍，要獲得較好的引致效果，硬件電路十分復雜。例如，將雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器用語精密的電壓測量中，常見有工頻電網(wǎng)電壓的串模干擾，嚴重時，會出現(xiàn)干擾信號淹沒被測信號的情況。 干擾對系統(tǒng)造成的故障 數(shù)據(jù)采集誤差加大干擾侵入控制系統(tǒng)的前向通道，疊加在信號上，致使數(shù)據(jù)采集誤差加大。致使控制失靈，造成大事故。適應選擇 R，C 參數(shù)，也能獲得較好的耗能效果；這種電路不僅適用于交流驅(qū)動的線圈，也適用于直流驅(qū)動的線圈。阻值大小，反電勢衰減慢；而阻值太大又會增大反電勢的幅值。（1）如果把穩(wěn)壓管換為電阻，同樣可以達到抑制反電勢的目的，因此也使用于直流驅(qū)動線圈的電路。此電勢可在并聯(lián)之路中流通，因此 e 的幅值被限制在穩(wěn)壓管 DW 的工作范圍之內(nèi)，并被很快消耗掉。這種噪聲不但能產(chǎn)生電磁場干擾其它電路，甚至還可能擊穿電路中晶體管之類的器件。以外，在單片機的應用系統(tǒng)中，常使用諸如繼電器、電動機、電磁閥等具有較大電感量的元件或設備。屏蔽電場或輻射場時，選銅、鋁、鋼等導電率高的材料做屏蔽體。屏蔽體以反射方式和心音方式來削弱電磁波，從而形成對電磁波的屏蔽作用。這一方面是由于振蕩器本身就是一個電磁干擾源，同時也由于它又極易受其它電磁干擾的影響，破壞單皮機的正常工作。當距離較進時，電磁波會通過分布電容和電感耦合到信號回路而形成電磁干擾；當距離較遠時，電磁波則以輻射形式構(gòu)成干擾。干擾來自應用系統(tǒng)的內(nèi)部和外部，電源線是無線電波的媒介，而電網(wǎng)中有脈沖源工作時，它又是輻射天線，因而任意線路，導線，殼體等在空間均同時存在輻射，接收，調(diào)制。必要時還可以用鋼管把他們分別套起來，以增加屏蔽效果。為了實行物理隔離，即使在同一設備的內(nèi)部也應該把這兩類信號導線分開走線。污水處理自控系統(tǒng)24（3）物理隔離物理隔離是指對小信號低電平的隔離。光點耦合的響應時間一般不超過幾個微妙。光電耦合器是把一個發(fā)光二極管（例如砷化嫁發(fā)光二極管）和一個光敏三極管封裝在一個外殼里的期間。光電隔離的目的是割斷兩個電路的點聯(lián)系，使之相互獨立，從而也就割斷了噪聲從一個電路進入另一個電路的通路。為了經(jīng)濟起見，開關(guān)量的輸入，輸出線可只使用雙絞線。因此，在設計系統(tǒng)時，要對信號通道實行良好抗干擾措施，才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以也把工作地稱為“懸浮地” 。污水處理自控系統(tǒng)23（2）工作接地工作接地是為電路工作需要而進行的。外殼接地的接地電阻應當盡可能的低，因此在材料及施工方面均有一定的要求。一種是為人身或設備安全目的，而把設備的外殼接地，這種接地稱之為外殼接地或安全接地；另外一種接地是為電路工作提供一個公共的電位參考點，這種接地稱為工作接地。 接地不良引入的干擾接地問題往往是比較復雜的，因為接地不良的表現(xiàn)形式常常男女以掌握，干擾信號很容易通過地線串到系統(tǒng)內(nèi)部。電源線的入端，大的集成快的電源引腳端都需并連兩個電容。利用電容、電感等儲能元件可以抑制因負載變化而產(chǎn)生的噪聲。在支流電源回路中，負載的變化會引起電源噪聲，例如在數(shù)字電路中，當電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖鋒電流，形成瞬變的噪聲電壓。圖 31 開關(guān)電源原理框圖但同時開關(guān)電源自身由于由高頻振蕩電路的存在，又可能會在電源輸出上產(chǎn)生高頻干擾。電源的波動由反饋電路抑制。這對尖脈沖有一定的抑制作用，但由于電解電容的感抗分量在高頻時較為明顯，所以仍有相當?shù)母蓴_串入振蕩級。開關(guān)電源的方框圖如下。對于穩(wěn)壓低電源的選取，現(xiàn)在越來越多采用開關(guān)電源。射頻干擾對微機系統(tǒng)影響不大，一般加接２～３節(jié)低通濾波器即可解決。尖峰電壓持續(xù)時間很短，一般不會毀壞系統(tǒng)，但對微機系統(tǒng)正常運行危害很大，回造成邏輯功能紊亂，甚至沖壞原程序。30～40％的電源變化，而使得系統(tǒng)無法工作。10～15%） ，雖然直接使用不一定會毀壞系統(tǒng)，但如果電源系統(tǒng)中接有反應遲緩的磁飽和或電子交流穩(wěn)壓器，往往會在這些變化點附近產(chǎn)生振蕩，使得電壓忽高忽低。浪涌與下陷是電壓的快變化，如果幅度過大也會毀壞系統(tǒng)。如果把電源電壓變化持續(xù)時間定為△t，那么根據(jù)△t 的大小可以把電源干擾分為：（1）過壓、欠壓、停電：△t﹥1s；（2）浪涌、下陷、降出：1s﹥△t﹥10ms；（3）尖峰電壓：△t 為微妙量級；（4）射頻干擾：△t 為毫微妙量級；（5）其他：半周內(nèi)的停電或過欠壓。干擾的頻帶很難定量化，交流電源及負荷的阻抗很難實測，電源濾波器的特性和實際的干擾頻帶也往往有差異。這些來自電源的干擾都會破壞系統(tǒng)的政策允許。隨著大工業(yè)迅速發(fā)展，電源污染問題日趨嚴重。因此抗干擾和可靠性設計也要從軟、硬件兩個方面入手。為預防和解決系統(tǒng)抗干擾問題，必須先找到干擾的來源，才能給予相應的解決方案。在對 X25645 存儲區(qū)進行寫操作之前，必須先寫狀態(tài)寄存器寫使能，使其置拉，這樣更避免了誤操作的可能性。見表 23。三種工作模式都