【正文】 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體概述根據(jù)上文中所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制要求，整個(gè)系統(tǒng)的控制方式主要可以分為兩種控制模式：手動(dòng)控制方式下的控制模式、自動(dòng)控制方式下的控制模式。如圖41所示。開始手動(dòng)？手動(dòng)控制自動(dòng)控制是否圖41 控制模式選擇圖，系統(tǒng)有手動(dòng)切換到自動(dòng)，（~）均復(fù)位，即系統(tǒng)中的電機(jī)都恢復(fù)到程序的默認(rèn)操作設(shè)置狀態(tài)。在此手動(dòng)控制的模式下，操作人員可以通過每個(gè)電機(jī)對(duì)應(yīng)的操作按鈕來對(duì)格柵機(jī)、曝氣風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、各類泵的啟停進(jìn)行控制。（1）當(dāng)系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)控制模式啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)和攪拌機(jī)。（3）啟動(dòng)粗格柵系統(tǒng)。（5）啟動(dòng)污泥回流泵。啟動(dòng)進(jìn)水泵啟動(dòng)污泥回流泵自動(dòng)控制啟動(dòng)粗格柵機(jī)啟動(dòng)細(xì)格柵機(jī)啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)啟動(dòng)攪拌機(jī)圖44 自動(dòng)控制模式流程圖 污水處理各個(gè)部分軟件的設(shè)計(jì)在以上繪制的自動(dòng)控制模式流程圖中，主要調(diào)用了長(zhǎng)個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)被控制部分系統(tǒng)的程序，其中包含五個(gè)部分的系統(tǒng)程序：粗格柵系統(tǒng)程序、進(jìn)水泵程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣氧化系統(tǒng)程序、污泥回流泵程序。 粗細(xì)格柵系統(tǒng)程序本設(shè)計(jì)中粗細(xì)格柵系統(tǒng)的工作過程一樣，因此下面只介紹粗格柵系統(tǒng)工作過程。(2)停止的定時(shí)時(shí)間4min結(jié)束后，粗格柵機(jī)開始運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)定時(shí)間為1min。粗格柵機(jī)系統(tǒng)工作流程圖如圖45所示。否開始是粗格柵控制手動(dòng)控制粗格柵機(jī)不運(yùn)行自動(dòng)控制開啟？粗格柵機(jī)運(yùn)行運(yùn)行時(shí)間到？停止時(shí)間到？是是否否圖45 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖T37為粗格柵機(jī)停止4min的定時(shí)器，C0為粗格柵機(jī)停止時(shí)間的計(jì)數(shù)器，T38為粗格柵機(jī)運(yùn)行1min的定時(shí)器，C1為粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間的計(jì)數(shù)器。(2)若實(shí)際液面低于最低要求液面，進(jìn)水泵持續(xù)運(yùn)行。進(jìn)水泵工作流程圖如圖47所示。開始進(jìn)水泵控制高于最高要求液面？低于最低要求液面？停止進(jìn)水泵手動(dòng)控制是否否是是否啟動(dòng)進(jìn)水泵自動(dòng)控制開啟？圖47 進(jìn)水泵工作流程圖進(jìn)水泵在自動(dòng)控制狀態(tài)下，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到進(jìn)水池中的實(shí)際水位VD208高于系統(tǒng)最高要求的水位VD212時(shí)，；進(jìn)水池中的水位VD208低于最低要求的水位VD216時(shí)，持續(xù)進(jìn)水。其工作過程包括以下幾個(gè)方面：（1）自動(dòng)控制開啟后，污泥回流泵泵開始運(yùn)行，并檢測(cè)液面的高低。（3）若實(shí)際液面低于最低要求液面，污泥回流泵停止運(yùn)行，否則啟動(dòng)污泥回流泵，如此循環(huán)運(yùn)行。對(duì)應(yīng)梯形圖如圖410所示。圖410 污泥回流泵工作梯形圖 模擬/數(shù)字量間的轉(zhuǎn)換在本設(shè)計(jì)中，進(jìn)水泵和污泥回流泵的在自動(dòng)控制下的啟停由進(jìn)水池和沉淀池中的液位檢測(cè)器反饋的實(shí)際液位值來確定。模擬量的輸入和輸出通用的換算方法主要是A/D的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算[12]。對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖41圖41圖41圖41圖41圖41圖417所示。圖411 數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換程序功能為將整數(shù)LW16轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)LD46,再將LD46轉(zhuǎn)換為32位的整數(shù)LD42。圖413 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之二LD26是換算對(duì)象LD42與換算對(duì)象低限LD12相減的結(jié)果，即為式（）中IvIsl的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖415 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之四LD34是LD22和LD26相乘的結(jié)果，即為式()中(OshOsl)*(IvIsl)的運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。圖417 實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的程序之六LD18是LD38和LD4相加的結(jié)果即為換算結(jié)果，即為式（）Ov=[(OshOsl)*(IvIsl)/(IshIsl)]+Osl運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)。5 組態(tài)軟件在本系統(tǒng)中的應(yīng)用 對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的要求組態(tài)軟件在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中根據(jù)系統(tǒng)的控制要求的條件主要應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能如下：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控工作，采集和處理模擬系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)等；完成整個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)電機(jī)在手動(dòng)和自動(dòng)控制下完成運(yùn)作要求；實(shí)現(xiàn)粗細(xì)格柵機(jī)間歇性的工作監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)進(jìn)水泵和污泥回流泵根據(jù)接受的液位高低來動(dòng)作的監(jiān)控[13]。 上位機(jī)的設(shè)計(jì)上位機(jī)設(shè)計(jì)包括：污水處理的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它主要采用的是MCGS組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和管理，能夠通過多種直觀的方式向用戶提供生產(chǎn)中實(shí)際的的運(yùn)行狀態(tài)；整個(gè)設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)組成及工藝流程，主要的一些監(jiān)控和技術(shù)的要求等；設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體方案，其中包括系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能，控制環(huán)節(jié)需要使用的方式，用戶的操作界面的設(shè)計(jì)等。操作人員可以根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)流程中的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)每個(gè)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)和停止的實(shí)時(shí)控制[14]。需要定義的數(shù)據(jù)對(duì)象的主要有：系統(tǒng)中有明確被指定出的相關(guān)數(shù)據(jù)變量的名稱和類型；明確被指出需要系統(tǒng)進(jìn)行存盤的數(shù)據(jù)變量相關(guān)的參數(shù)。圖51 數(shù)據(jù)對(duì)象的定義 主畫面的設(shè)計(jì)監(jiān)控的主畫面顯示的是系統(tǒng)流程中各個(gè)需要被控制或需明確顯示的部分。編輯畫面首先進(jìn)入畫面編輯環(huán)境，利用“插入元件”工具從元件庫中選擇所需要的設(shè)備和不同功能的框圖，調(diào)整大小及位置，然后保存。圖52 污水處理工藝監(jiān)控畫面監(jiān)控畫面中左邊的六個(gè)電動(dòng)機(jī)圖標(biāo)代表流程中所用到的電機(jī)，旁邊的啟動(dòng)和停止按鈕則是在手動(dòng)控制下對(duì)電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)的控制按鈕；右邊的滑動(dòng)條則是對(duì)進(jìn)水池和沉淀池中的實(shí)際液位模擬的輸入，滑動(dòng)條上方的橢圓框顯示模擬的實(shí)際液位；中間的框顯示的為電機(jī)運(yùn)行和停止的時(shí)間，水池中上下限制的液位。圖53 將進(jìn)水泵進(jìn)行動(dòng)畫連接②選中折線，即動(dòng)畫連接操作界面上“連接表達(dá)式”下顯示的。對(duì)填充顏色、“按鈕動(dòng)作”進(jìn)行如圖5圖55的屬性設(shè)置。⑤用同樣的方法建立“粗格柵機(jī)”“細(xì)格柵機(jī)”“曝氣風(fēng)機(jī)”“攪拌機(jī)”“污泥回流泵”的狀態(tài)顯示設(shè)置。圖56 停止按鈕屬性設(shè)置②雙擊“啟動(dòng)”按鈕，彈出屬性設(shè)置窗口，對(duì)“操作屬性”如圖57的“數(shù)據(jù)對(duì)象值操作”屬性設(shè)置，單擊“確認(rèn)”按鈕，完成設(shè)置。（3）輸入框動(dòng)畫效果的制作：①雙擊“輸入框”的方形圖標(biāo)，隨即彈出“輸入框構(gòu)件屬性設(shè)置”的操作窗口，電機(jī)“操作屬性”如圖58對(duì)“對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱”和“數(shù)值輸入的取值范圍”進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的屬性設(shè)置，單擊“確認(rèn)”按鈕，完成對(duì)界面上輸入框的動(dòng)畫連接操作的設(shè)置。（4）模擬液位顯示動(dòng)畫效果的制作：①雙擊根據(jù)滑動(dòng)條位置顯示模擬液位的顯示框，立即彈出“單元屬性設(shè)置”的操作界面窗口，進(jìn)入“動(dòng)畫連接”頁，如圖59所示。圖510 模擬量顯示框輸出顯示設(shè)置③用同樣的方法對(duì)“沉淀池液位”顯示框與FL2進(jìn)行動(dòng)畫連接屬性設(shè)置。圖511 滑動(dòng)條刻度與標(biāo)注屬性設(shè)置②對(duì)滑動(dòng)條進(jìn)行如圖512所示的“操作屬性”的屬性設(shè)置。 聯(lián)機(jī)調(diào)試在組態(tài)軟件的開發(fā)平臺(tái)上，單擊其中的一個(gè)選項(xiàng)即為“設(shè)備窗口”選項(xiàng)，再單擊其中的一個(gè)選項(xiàng)即為“設(shè)備組態(tài)”選項(xiàng)按鈕后，隨即進(jìn)入到了此時(shí)操作的設(shè)備組態(tài)的設(shè)置操作中。圖513 通用串口父設(shè)備屬性編輯圖514 通道連接編輯窗口圖515 設(shè)備調(diào)試編輯窗口本設(shè)計(jì)中使用的是PLC的西門子S7200系列CPU為226型號(hào)的機(jī)子來完成控制的技術(shù)這幾，其串口端口號(hào)為2,因此在組態(tài)動(dòng)畫連接的基本設(shè)置中的串口端口號(hào)應(yīng)對(duì)應(yīng)地選擇12,通訊波特率應(yīng)對(duì)應(yīng)地選擇819200。圖516 自動(dòng)控制下組態(tài)的顯示界面圖中顯示的為自動(dòng)控制下的操作狀態(tài)，進(jìn)水泵運(yùn)行；，污泥回流泵運(yùn)行；粗細(xì)格柵機(jī)均在運(yùn)行間隔即停止時(shí)間4min內(nèi)，粗細(xì)格柵機(jī)不運(yùn)行。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為課題，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，繪制了系統(tǒng)硬件主電路圖、電源控制主電路圖和PLC控制電路原理圖，并利用PLC技術(shù)完成了系統(tǒng)手動(dòng)與自動(dòng)模式間轉(zhuǎn)換的軟件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)各部分在自動(dòng)模式下啟?？刂频能浖O(shè)計(jì)，同時(shí)運(yùn)用組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)流程的模擬監(jiān)控和操作。由于本人知識(shí)和能力上的限制，本系統(tǒng)不能確定處理后的水質(zhì)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中還存在其他不完善的地方，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)