【正文】 絡(luò)非常重要的。（） 主要設(shè)備8風(fēng)機(jī)型號(hào)：CF11功率：250W流量：(9501300)m3/h壓力：(294410)Pa 續(xù)表9攪拌機(jī)功率：減速器型號(hào)：WPX70減速比：10轉(zhuǎn)速：(200300)r/min攪拌漿形式：框式10攪拌機(jī)功率：減速器型號(hào)：WPX70減速比：20轉(zhuǎn)速：(50100)r/min攪拌漿形式：框式11攪拌機(jī)功率：減速器型號(hào)：WPX70減速比：10轉(zhuǎn)速：(100150)r/min 12空壓機(jī)排氣量：303L/min壓力：7kg/cm313浮球液位計(jì)14電磁流量計(jì)設(shè)備分布污水處理的一次設(shè)備主要包括：進(jìn)水泵、排污泵、柵格機(jī)、配電設(shè)備、傳送機(jī)、各種傳感器和各種檢測(cè)儀器等。格機(jī):主要用于各個(gè)進(jìn)水泵的入口處，防止較大的污物進(jìn)入泵內(nèi)，進(jìn)而保護(hù)進(jìn)水泵，保證其能正常工作。它的穩(wěn)定性對(duì)于整個(gè)污水處理廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要。泥區(qū)分布的一次設(shè)備及其功能：排污泵:主要是將沉砂池中的污泥送入初沉池中，進(jìn)而對(duì)污泥進(jìn)行處理。傳送機(jī):用來將處理好的泥餅從脫水泵房運(yùn)送出去。以上所說各種設(shè)備均為系統(tǒng)中PLC的監(jiān)控對(duì)象，系統(tǒng)一次設(shè)備與PLC的連接: 其中配電設(shè)備通過傳感器與PLC進(jìn)行通訊，使PLC能監(jiān)測(cè)到配電設(shè)備的各種開關(guān)量和模擬量，進(jìn)而達(dá)到監(jiān)控配電區(qū)的作用。根據(jù)水區(qū)和泥區(qū)的監(jiān)控對(duì)象的點(diǎn)數(shù)的多少，對(duì)PLC分別配置如下: 水區(qū)PLC配置 水區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7400系列。數(shù)字量輸入模塊(DI):選用SM421，共14塊(32點(diǎn)/塊)，處理448點(diǎn)輸入信號(hào)。 模擬量輸入模塊(AI):選用SM431。根據(jù)泥區(qū)的具體要求，中央處理模塊(CPU):選用CPU4122數(shù)字量輸入模塊(DI):選用SM421，共15塊(32點(diǎn)/塊)。處理128點(diǎn)輸出信號(hào)模擬量輸入模塊(AI):選用SM431，共2塊(16點(diǎn)/塊)。具體控制分為:現(xiàn)地控制，設(shè)現(xiàn)場(chǎng)箱或按鈕站，由“現(xiàn)場(chǎng)/遙控”轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“現(xiàn)場(chǎng)”設(shè)點(diǎn)動(dòng)按鈕，用于調(diào)整和檢修。分站控制，用可編程控制器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等自控設(shè)備，自動(dòng)監(jiān)控所屬范圍運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)由操作員工作站、服務(wù)器工作站、投影儀、打印機(jī)、2個(gè)PLC工作站和現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備。SINEC L2又分為如下子協(xié)議:L2TF、L2FMS、L2DP及L2AP。所以本系統(tǒng)可以快速的采集和處理由PLC所采集的數(shù)據(jù)，符合控制系統(tǒng)要求的快速性。SIMATIC S7400是應(yīng)用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。用戶還可以根據(jù)需要不斷的進(jìn)行升級(jí)可編程序控制器。它所具有的模板的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個(gè)不同的需求靈活組合。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量?！?模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。第4章 PLC設(shè)計(jì) PLC簡(jiǎn)介利用可編程序控制器（PLC）組成遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，首先遇到的是PLC的選型問題。關(guān)于可編程控制器選型的一般原則可從以下幾方面考慮：1. 明確控制對(duì)象要求。PLC響應(yīng)時(shí)間的影響因素有：輸入信息時(shí)，CPU讀解用戶邏輯網(wǎng)絡(luò)時(shí)間和輸出時(shí)間。2. 功能選擇要根據(jù)不同的控制對(duì)象確定。3. 輸入輸出模塊選擇。4. 存儲(chǔ)器類型及其容量選擇。對(duì)于中、大規(guī)模的PLC，往往用于工藝比較復(fù)雜，且多變的場(chǎng)合，程序改變較多，因此一般都使用CMOSRAM存儲(chǔ)器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時(shí)保存存儲(chǔ)信息。我們還可在編完程序以后精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量。用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)有集中控制、遠(yuǎn)程I/O控制和分布式控制等三種方式。在選用PLC時(shí)，有無支持技術(shù)條件也是重要的選擇依據(jù)。通訊軟件包往往是和通訊硬件一起使用的，如調(diào)制解調(diào)器等。該系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)對(duì)象（儀器）所處的地理位置比較接近，且相互之間有一定聯(lián)系的場(chǎng)合（）。I/O點(diǎn)數(shù)是指要求PLC能夠輸入輸出開關(guān)量、模擬量總的個(gè)數(shù)，它與繼電器觸點(diǎn)適當(dāng)留有余量?！　∮肞LC構(gòu)成的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)三種運(yùn)行方式。PLC在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中要完成信號(hào)實(shí)時(shí)采樣、脈沖量累計(jì)、預(yù)警報(bào)信號(hào)監(jiān)測(cè)與報(bào)警輸出等，并通過各種傳感變送器與傳感器連接。這些不足，我們選用上位微機(jī)來彌補(bǔ)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（）：安裝和配線 選擇基準(zhǔn) 程序存儲(chǔ)器容量 功能存儲(chǔ)器容量 通訊功能的必要性 特殊功能 調(diào)試功能的必要性NCPU模塊的選擇I/O模塊的選擇編程器的選擇模塊排列決定電源框架的選擇系統(tǒng)構(gòu)成消耗電流的計(jì)算選擇基準(zhǔn) 程式編制方法 圖面化的必要性 保存方法選擇基準(zhǔn) 輸入/輸出規(guī)格 I/O點(diǎn)數(shù) 減額圖 接線 特殊模塊選擇基準(zhǔn) I/O槽數(shù) +5V電源容量 +24V傳感器用電源容量選擇基準(zhǔn) AC/DC線路 輸入/輸出線路 耐噪聲 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟圖 軟件部分 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng)軟件 Windows 2000 Professional 中文版操作系統(tǒng)提供了一個(gè)快速、高效的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境，是目前使用廣泛的工控操作系統(tǒng)。各工作站均采用Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。對(duì)一些污水處理廠重要的物理量,如各個(gè)進(jìn)水泵的電流、頻率、出口壓力等都實(shí)時(shí)顯示在主工作站的主界面上，便于調(diào)度員及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以避免因?yàn)橄到y(tǒng)局部故障導(dǎo)致歷史數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。本系統(tǒng)利用STEP7對(duì)西門子可編程序控制器進(jìn)行配置、編程。 軟件配置PLC梯形圖所用邏輯符號(hào)與繼電器、接觸器系統(tǒng)原理圖的相應(yīng)符號(hào)極其相似，人們能迅速熟悉該種編程語言。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，在梯形圖設(shè)計(jì)中采用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，由于需要考慮的問題較多，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些該考慮的問題，且修改和閱讀也很困難?！　∥覀?cè)谡n題研究中下位機(jī)PLC采用梯形圖來編制程序?！　?shù)據(jù)通訊與分離模塊完成PLC與微機(jī)間數(shù)據(jù)和命令的雙向傳送，并將得到的數(shù)據(jù)按系統(tǒng)要求的格式分離成系統(tǒng)變量。在手動(dòng)方式下可固定監(jiān)視畫面并可顯示歷史趨勢(shì)圖等。系統(tǒng)維護(hù)模塊可用來修改定值參數(shù)、口令及限值等?！　樘岣逷LC及系統(tǒng)的抗干擾能力，在硬件配置與安裝上，交流電源使用雙層隔離，輸入信號(hào)光電隔離，遠(yuǎn)離強(qiáng)電布線，模擬量信號(hào)和脈沖信號(hào)采用屏蔽線傳遞，采用放射性一點(diǎn)接地等措施，消除或減弱共模和瞬變干擾。系統(tǒng)從開始到運(yùn)行的流程如下：首先把CPU的動(dòng)作方式設(shè)定為STOP方式。 在在線方式下，CPU處于STOP或TEST—STOP方式時(shí)可進(jìn)行編程。 在顯示程序時(shí)可進(jìn)行編程。 平時(shí)，顯示命令語不顯示程序地址，必要時(shí)，用該鍵顯示程序地址 。在S20P上編程時(shí)，通常是要連在CPU模塊上進(jìn)行（在線編程）。（見附錄） 邏輯運(yùn)算及報(bào)警處理等放在主程序。利用定時(shí)器中斷功能實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出控制。在污水處理系統(tǒng)中，只是用比例(P)和積分(I)控制，其回路增益和時(shí)間常數(shù)可通過工程計(jì)算初步確定，但還需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)控制效果。積分時(shí)間Ti=30min。假設(shè)數(shù)據(jù)從處理器Ui經(jīng)過處理器Ui+1…,Uj1傳到處理器Uj,通信路徑N(N=ji)個(gè)處理器；Ui→Ui+1→…→Uj1→Uj假設(shè)數(shù)據(jù)從Uk1通過Uk傳一楨數(shù)據(jù)到Uk+1，傳輸?shù)难娱L(zhǎng)時(shí)間為Tk，由于從Uk1發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間與Uk接受數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)重疊，因此：Tk=Tkd+Tka這里Tkd是數(shù)據(jù)楨在處理器Uk1的發(fā)送時(shí)間或處理器Uk的接受時(shí)間，Tka表示處理器Uk接受到數(shù)據(jù)后，經(jīng)過路由算法向Uk+1發(fā)送之前的延遲時(shí)間。因此，傳送長(zhǎng)度為m的數(shù)據(jù)楨的總時(shí)間Tmtotal可以表示為： 假設(shè)將長(zhǎng)度為n和m的兩個(gè)不同楨的時(shí)間差TjnTjm為：如果所有的處理器的數(shù)據(jù)傳送速率相同，可以認(rèn)為Td={Tkd｜k=i,…,j},那么；TjnTjm=(ji)(nm)Td+(TjnTjm)假設(shè)n＞m，那么m的作用可以忽略不計(jì)。 PLC設(shè)計(jì)小結(jié)PLC控制系統(tǒng)具有以下幾方面特點(diǎn)：選用先進(jìn)的控制設(shè)備，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快；采用環(huán)網(wǎng)分布式控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的安全性。系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可隨時(shí)增加節(jié)點(diǎn)，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室修改程序。第5章 結(jié) 論本系統(tǒng)與傳統(tǒng)污水工藝PLC控制相比，具有功能齊全、高度智能化、運(yùn)行可靠、投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)對(duì)該城市的生態(tài)環(huán)境、水資源、城市環(huán)境及旅游業(yè)等，都起到極大的推動(dòng)作用。PLC是由Transputer并行處理系統(tǒng)構(gòu)成，每個(gè)處理機(jī)模塊都享有自己的存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)共享只是通過Link的互連實(shí)現(xiàn)，保證了各單元之間的獨(dú)立性，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)中的PLC的數(shù)量級(jí)之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可根據(jù)需要選擇和重構(gòu)，構(gòu)成實(shí)現(xiàn)不同功能的系統(tǒng)功能單元。Transputer提供了四路標(biāo)準(zhǔn)的INMOS全雙工高速串行通訊鏈路(Link)，所以，以利用INMOS Link互連成的Transputer并行處理機(jī)系統(tǒng)為核心的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的互連性，很容易實(shí)現(xiàn)與光互連網(wǎng)絡(luò)接口，構(gòu)成分布式并行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)污水處理廠各工藝單元之間的有機(jī)并行協(xié)調(diào)處理。參考文獻(xiàn)[1] 吳建強(qiáng)，：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000：2330[2] 吳中俊,：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：5358[3] 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Thematic Network in teacher education in Europe. XXXJ Journal of Education for teaching, , ,1997致 謝本設(shè)計(jì)從選題到最后完成，都得到了張麗平老師的悉心指導(dǎo)。感謝家人的關(guān)心與支持！感謝閱讀和評(píng)審本文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！附 錄圖1 工程流程樣圖圖2 污泥脫水系統(tǒng)流程控制圖PCPLC0PLC3PLC2PLC1PCPCPC圖3 PLC設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖