【正文】 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 )，有的過于簡單 (如單回跑定值調(diào)節(jié) )，所以研究人工智能與控制理論結(jié)合的控制策略，具有較大的意義。 (2) 連鎖控制：污水處理前后工序之間存在互鎖關(guān)系，而且一些參數(shù)的在線檢測儀存在滯后、較大誤差及價格昂貴等問題，這樣會影響控制的實時性和控制精度。 由此可見污水處理是個多參數(shù) (如液位、水質(zhì)成分、流量、壓力等 )，多任務(wù)(如污水輸送、加藥 PH 值控制的開停等 )，而且具有隨機性、時變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)，所以污水處理是個復(fù)雜的過程，污水處理生產(chǎn)系統(tǒng)控制的難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面 : (1) 系統(tǒng)規(guī)模大：污水處理廠的規(guī)模較大，該污水處理廠，日處理能力大約為 120 萬 m3/d，遠期處理水量約為 210 萬 m3/d，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，流程長；各工藝過程地址分布相距較遠。 污水處理系統(tǒng)控制的難點 污水處理工序中，對各種 水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)的控制對污水凈化處理極為重要。而對于離子交換采用的則是陰離子交換器的液體中的離子進行反應(yīng)。 測量范圍： 0～ 20mS/cm（ 1mS/cm=1000μ S/cm），準(zhǔn)確度： %(FS)，穩(wěn)定性：177。中和反應(yīng)池是系統(tǒng)對整個污水處理過程 PH 值的控制，在中和反應(yīng)池的進水閥、出水閥、循環(huán)泵都啟動的前提下，對反應(yīng)池的 PH 值進行監(jiān)控，如果 PH〈 時系統(tǒng)啟動加藥過程， PH〉 7 時系統(tǒng)自動報警，當(dāng) 〈 PH〈 7 時 PH 值處于正常過程，加藥泵停止加藥過程，采用的 PH 值傳感器為 PHT5431 變送器，應(yīng)用于遠距離 pH 信號采集或工控系統(tǒng)，集中顯示實時 pH 信號的變送輸出，直接輸出 4～ 20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號， 壓力式液位變送器（液位計 )是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號 （ 一般為 4～ 20mA/1～ 5VDC） 。隔油池 可以依靠油水比重差從水中分離 ，對所檢測的數(shù)據(jù)與事先設(shè)定的參數(shù)進行 反饋控制；調(diào)節(jié)池是系統(tǒng)對 A、 B 兩池液位高度的控制，在控制過程中利用 CBM3000 系列壓力式液位變送器 對特定的點位的高度進行檢測，看 A、 B 兩池的高度是否處于報警高度，液位高度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過調(diào)整電路后，調(diào)整電路將各種傳感器的輸出信號調(diào)整到適合于 A/D 轉(zhuǎn)換的范圍（ 05V）， PLC 采集到這些值再經(jīng)一定的控制算法后。 對于本次設(shè)計我們將采用西門子 S7300 型號 PLC 通過遠程 I/O 通信實現(xiàn)對整個污水處理自動控制系統(tǒng)的控制和監(jiān)控，在對整個系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)節(jié)我們將采用 IFIX 組態(tài)軟件實現(xiàn)。日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致了污水處理工藝流程和裝備的復(fù)雜化，對用于污水處理過程監(jiān)視與控制的傳感器的性能也提出了更高的要求， 促進了污水處理領(lǐng)域傳感器技術(shù)的發(fā)展，一些適用于污水處理過程的新型傳感器相繼問世。 污水處理過程的監(jiān)視與控制系統(tǒng)由模型、傳感器、局部調(diào)節(jié)器和上位監(jiān)控策略等 4 個部分組成。遠程手動方式即操作員在 中控室或現(xiàn)場 PLC 監(jiān)控工作站對設(shè)備進行控制，如果現(xiàn)場不具備設(shè)備運行條件，系統(tǒng)將不操 作并報告操作員，此時遠程自動方式不起作用。對于各 PLC 監(jiān)控站，有現(xiàn)場和遠程兩種控制方式；對于設(shè)備，有現(xiàn)場手動、遠程手動和遠程自動三種分級控制方式。 中心控制系統(tǒng)在中心控制室對全廠各個 PLC 監(jiān)控工作站實施控制，每個監(jiān)控站又相互獨 立，由各自專門的 PLC 實施監(jiān)控。 污水處理自動控制過程 計量加藥 Ca(OH)2 調(diào)節(jié)池 中和反應(yīng)池調(diào)節(jié) PH=6 隔油池 酸洗冷卻廢水 超濾 一級反滲透 陰離子交換器 純化水池 壓濾 傳統(tǒng)的污水處理主要采用繼電器觸點控制方式，但是由于控制現(xiàn)場條件比較惡劣，尤其空氣中帶有具腐蝕性的分子，對繼電器觸點有較大的腐蝕性，使觸點間導(dǎo)電性能降低，影響自動控制的效果 。 工藝流程簡單說明：一般有色金屬工業(yè)污水中含有重金屬離子而使其成酸性， PH 值在 ，在反應(yīng)池中加入石灰乳使之與污水中的重金屬離子反應(yīng)。 （ 3） 一級反滲透計劃采用 ROC8221，還有更合適的請推薦。 沉渣 濃水回收 濾液回收 濾泥打包 中和池沉清液 圖 工藝流程圖 控制過程描述： （ 1） 兩個中和反應(yīng)調(diào)節(jié)池相當(dāng)于原水池，一用一備交替加藥運行，需測量PH，控制加藥；測量液位、控制進、出水。因活性機團的交換性能不同，可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。碳質(zhì)離子交換體如磺化煤為煤粉經(jīng)硫酸處理而得到的產(chǎn)物，是一種陽離子交換劑。離子交換體分為有機和無機兩類。因此，反滲透過程必須具備兩個條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性（一般指透水性）的選擇性半透膜，二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（ 水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，此時就稱為反滲透。 滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。現(xiàn)詳細(xì)介紹下主要工藝過程的特點。故采用物理化學(xué)法。生物法主要是利用生物的作用來處理廢水，通過建立和保持微生物生長的適宜條件，利用該微生物體來消化分解污水中的有機物，生成對環(huán)境無害的無機物一氧化碳和水，以此凈化污水。化學(xué)法主要利用化學(xué)反應(yīng)來處理或回收廢水中的溶解物或膠體物，如酸堿綜合等。 第 3 章 系統(tǒng)總體設(shè)計及難點 污水處理工藝控制過程 污 水處理的主要方法有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。同時接通輸出的累計電流值必 須小于公共端所允許通過的電流值。用戶應(yīng)根據(jù)實際負(fù)載電流的大小選擇模塊的輸出電流。 ②輸出接線方式的選擇 按 PLC 的輸出接線方式的不同，一般有分組式輸出和分隔式輸出兩種。選擇時主要應(yīng)考慮負(fù)載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負(fù)載狀態(tài)變化是否頻繁等。 ③同時接通的輸入點數(shù)量 對于選用高密度的輸入模塊，應(yīng)考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的 60%。選擇時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來決定。選擇時一般根據(jù)現(xiàn)場輸入信號及周圍環(huán)境來決定。 （ 1）開關(guān)量輸入模塊的選擇 PLC 的輸入模塊是用來檢測接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的信號，并將輸入的信號轉(zhuǎn)換為 PLC 內(nèi)部接受的低電壓信號。不同的 I/O 模塊，其電路及功能也不同，直接影響 PLC 的應(yīng)用范圍和價格。應(yīng)當(dāng)注意的是：當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理量較大時，可能會出現(xiàn)存儲容量不夠的問題，這時應(yīng)特殊對待。 一般可只按下式估算，再按實際需要留適當(dāng)?shù)挠嗔浚?20%— 30%）來選擇。 （ 2）用戶存儲容量 用戶存儲容量是指 PLC 用于存儲用戶程序的存儲器容量。 PLC 的容量選擇 PLC 的容量包括 I/O 點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。 PLC 的機型選擇 機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。因此，合理的選擇 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有著重要意義。近年來，從德國 、日本、美國等引進的 PLC 產(chǎn)品和國內(nèi)廠家組裝自行開發(fā)的產(chǎn)品，已有幾十個、上百種型號。 （ 3）輸出處理 程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時， PLC 從輸入映象寄 存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，存入有關(guān)器件寄存器中。 （ 2）程序執(zhí)行 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。接著進入程序執(zhí)行階段。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象寄存器。在 PLC 處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。 PLC 的工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序存放， CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。 ③ EPROM 寫入器：用以將程序?qū)懭氲接脩?EPROM 中。 ①盒式磁帶機：用以記錄程序或信息。利用微機作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖 。利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。 PLC 內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對 PLC 的 CPU 單 元和 I/O 單元供電。 PLC 的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。 I/O 單元有良好的電隔離和濾波作用。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。掉電時，可有效地保持存儲的信息。RAM 是一種可進行讀寫操 作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在 RAM 中的用戶程序可方便地修改。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。 存儲器（ RAM、 ROM） 存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。 CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。 CPU 一般由控制電路、運算器和寄存器組成。通常由中央處理單元（ CPU）、存儲器（ RAM、 ROM）、輸入輸出單元（ I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，僅相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的 1/2～ 1/10。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖 的時間要少得多。 （ 4） 系統(tǒng)設(shè)計周期短，維護方便，容易改造 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。 （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機 ，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。 PLC 有較強的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 （ 2） 硬件配套齊全，功能完善，適用性強 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置 ，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。從 PLC 的機外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模 的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達 30 萬小時。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 已躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主導(dǎo)地位可編程控制 器 所具