【正文】 圖37 曝氣系統(tǒng)流程圖 污泥回流系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運(yùn)行和停止，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。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。4）檢測(cè)液面處于中位和高位傳感器之間時(shí)，開(kāi)始定時(shí)防止誤判。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。圖 38 污泥回流系統(tǒng)流程圖 污泥脫水系統(tǒng)污泥脫水系統(tǒng)工作流程圖如圖39所示。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)。3）定時(shí)到，啟動(dòng)污泥機(jī)和切割機(jī)。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。其中，所用到的輸入輸出地址及中間寄存器地址如下表32所示。；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。USS協(xié)議是主從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS 總線上可以有一個(gè)主站和最多30 個(gè)從站；總線上的每個(gè)從站都有一個(gè)站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識(shí)別每個(gè)從站；每個(gè)從站也只對(duì)主站發(fā)來(lái)的報(bào)文做出響應(yīng)并回送報(bào)文，從站之間不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫(kù)。調(diào)用一條指令時(shí)，將會(huì)自動(dòng)地增加一個(gè)或幾個(gè)子程序。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。通過(guò)Mode輸入值可選擇不同的通訊協(xié)議：輸入值為1，指定Port 0為USS協(xié)議并使用該協(xié)議；輸入值為0，指定Port 0為PPI并且禁止USS協(xié)議。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。如下圖311所示。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。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。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組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。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)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。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。l 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。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)畫顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。包括編寫控制程序，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。從中可以插入各種所需元件，繪制出污水處理系統(tǒng)。選中工具箱內(nèi)的“流動(dòng)塊”動(dòng)畫構(gòu)件。再拖動(dòng)鼠標(biāo)（可沿原來(lái)方向，也可垂直原來(lái)方向），生成下一段流動(dòng)塊。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。圖41 污水處理系統(tǒng)組態(tài)運(yùn)行界面如上圖所示，污水由進(jìn)水系統(tǒng)中的進(jìn)水管道和潛水泵通過(guò)粗格柵和清污機(jī)進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體。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。同時(shí)在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測(cè)器，通過(guò)它對(duì)污水中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其反饋到PLC的值來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行，改變污水中溶解氧的含量。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。污水經(jīng)沉淀池處理最后到達(dá)脫水環(huán)節(jié)，離心式脫水機(jī)作用下進(jìn)行脫水處理后排出清水。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。在MCGS組態(tài)軟件中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)曲線的具體操作如下：?jiǎn)螕簟坝脩舸翱凇睒?biāo)簽，在“用戶窗口”中雙擊“數(shù)據(jù)顯示”進(jìn)入，在“工具箱”中單擊“實(shí)時(shí)曲線”圖標(biāo)，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。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。圖42 溶解氧濃度數(shù)據(jù)顯示界面 MCGS與PLC設(shè)備的連接控制1）MCGS與PLC設(shè)備的連接在MCGS系統(tǒng)中，由設(shè)備窗口負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得MCGS能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 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。圖44 設(shè)備管理對(duì)話框2）對(duì)PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫 前面我們已經(jīng)建立了與PLC系統(tǒng)的的連接，因此要對(duì)PLC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作，只需要在PLC設(shè)備的設(shè)備屬性設(shè)置對(duì)話框中對(duì)其通道屬性進(jìn)行設(shè)置，并建立起通道與MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的連接就可以了，具體操作如下： 雙擊設(shè)備組態(tài)窗口中父設(shè)備下的PLC子設(shè)備，彈出設(shè)備屬性設(shè)置對(duì)話框，再單擊“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”右邊的 ，則會(huì)出現(xiàn)“西門子S7200PLC通道屬性設(shè)置”對(duì)話框。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。 選中通道1，雙擊“對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象”欄，在其中輸入在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)名，單擊“確認(rèn)”按鈕就完成了MCGS中的數(shù)據(jù)對(duì)象與PLC內(nèi)部寄存器間的連接，具體的數(shù)據(jù)讀寫將由主控窗口根據(jù)具體的操作情況自動(dòng)完成。 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。 通過(guò)四個(gè)月的課題設(shè)計(jì)和調(diào)試，基本上完成了對(duì)PLC污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。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。由于污水處理系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)種類較多，而且不同類型的污水處理方法，其控制方法也有很大差異，因此需要首先確定采用什么形式的污水處理法，然后決定控制方式。（1）硬件方面。在PLC的外圍硬件連線方面，主要是增加一些保護(hù)設(shè)備。（2）軟件方面。然后通過(guò)模擬硬件的方式檢查程序，主要檢查程序是否存在邏輯上的錯(cuò)誤。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。論文得以順利完成，要感謝的人實(shí)在太多了。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。在不斷完善和修改的過(guò)程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理?！　∪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)。雖然學(xué)生沒(méi)有能力和膽量去實(shí)踐自己心中的夢(mèng)想，但是你們對(duì)我的寄語(yǔ)會(huì)一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實(shí)現(xiàn)的那一天?！　∽詈笠兄x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)。無(wú)論我成功與否，你們總以鼓勵(lì)的言語(yǔ)告訴我很棒，謝謝你們，我會(huì)繼續(xù)努力。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