引言：隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活的提高，同時(shí)也產(chǎn)生了對我們的生活環(huán)境的污染。環(huán)境是人類(lèi)賴(lài)以生存的空間，是人類(lèi)索取基本生活物質(zhì)的寶庫。一旦被破壞，被污染則直接影響人類(lèi)的生活和發(fā)展。因此，對環(huán)境污染的治理將是不可或缺的一項重要工作。為此我提出如下的設計。
2．系統介紹：
2.1系統構成：
為了保證系統的穩定性和可靠性，設計中采用了兩級控制方案對整套污水處理系統進(jìn)行監控，上位機選用兩臺工業(yè)控制計算機，下位機可選用Omron公司PLC，系統構成擬如下圖：
上位機的作用是提供一個(gè)人機交互界面，使操作人員可以通過(guò)CRT和模擬屏直觀(guān)的了解現場(chǎng)各工藝參數及故障報警，根據生產(chǎn)需要發(fā)出相應的控制指令。另外可以使用大容量存儲器記錄歷史數據，為提高生產(chǎn)效率制定新的生產(chǎn)方案提供可靠的依據?？刂坪诵牟捎肞LC，其特點(diǎn)是體積小、功能多、可靠性高。編程后的PLC能夠按照內部程序對系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，程序啟?，F場(chǎng)設備。
由于現場(chǎng)監控點(diǎn)多、布局分散，且各工序工藝獨立，為簡(jiǎn)化電纜鋪設、降低系統成本、提高系統穩定性，采用兩臺PLC對生產(chǎn)工藝進(jìn)行監控。其中主PLC控制提升泵站、沉砂池、氧化溝、二沉池、回流污泥泵站的所有設備及傳感器。從PLC控制剩余污泥泵站、儲泥池、加藥間、脫水間的所有設備及傳感器。主、從PLC數據通過(guò)Control-Link總線(xiàn)進(jìn)行數據交換，實(shí)現數據共享。
操作人員通過(guò)上位機向PLC發(fā)出相應的控制指令后，由PLC對現場(chǎng)進(jìn)行直接控制。此時(shí)即便上位機出現故障（如死機、掉電等），也不會(huì )影響系統的正常工作，這樣做大大提高了系統的安全穩定性。PLC與上位機的通訊采用RS485方式，這種方式傳輸距離遠，技術(shù)可靠。
2.2測控方式：
整套污水處理流程可有多個(gè)監控點(diǎn)，包括液位、PH值、溶氧、濁度、頻率、泵運行狀態(tài)等。
各模擬量參數通過(guò)相應的變送器輸出4~20mA的標準信號，通過(guò)屏蔽電纜接至PLC的AI模塊。各模擬量輸出控制信號是以4~20mA的標準信號，從PLC的AO模塊通過(guò)屏蔽電纜接至相應設備。這些設備包括變頻器、啟閉閥門(mén)。數字輸入信號為24V直流電信號，通過(guò)電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控制信號為24V直流電信號，從PLC的DO模塊通過(guò)電纜接至現場(chǎng)設備。每臺現場(chǎng)設備原則在其相應現地箱上輸出有三個(gè)狀態(tài)信號：故障、運行/停止、手動(dòng)/自動(dòng)；和一個(gè)啟動(dòng)信號。為了使現場(chǎng)與PLC完全隔離，PLC所有數字量模塊與現地箱中間必須加輔助繼電器。所有輸出信號（包括模擬量和數字量）由PLC內部程序或上位機指令控制
2.3軟件設計：
2.3.1上位機軟件：
上位機軟件可采用的是“三維力控”的組態(tài)軟件組為開(kāi)發(fā)平臺，它集控制技術(shù)、數據庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、人機界面技術(shù)、圖形技術(shù)于一身，包含動(dòng)態(tài)顯示、報警、控件、趨勢、網(wǎng)絡(luò )通訊等組件，用戶(hù)只需編寫(xiě)少量的代碼即可生成高質(zhì)量的控制系統。整套系統建設有多幅實(shí)時(shí)監控畫(huà)面，包括系統總貌、提升泵站與除砂池、1#氧化溝、2#氧化溝、二沉池、泥路、加藥脫水間。其通過(guò)指示燈表明設備運行狀態(tài)。在電機運行方式為手動(dòng)時(shí)，用鼠標點(diǎn)擊畫(huà)面下排電機啟動(dòng)按鈕可遠程啟動(dòng)現場(chǎng)設備。傳感器的瞬時(shí)值依據實(shí)際安裝位置被分別標注到不同的分布工藝流程圖中，其實(shí)時(shí)數據和歷史數據被做成相應分布圖的子畫(huà)面，可在分布工藝流程圖中直接點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入。整個(gè)軟件界面呈樹(shù)狀排列，查閱、操作簡(jiǎn)便。數據庫是上位機監控軟件的核心所在，因此必須依據實(shí)際需要首先將其建設好，然后將各功能模塊進(jìn)行恰當的組合。實(shí)際編程過(guò)程中在定義變量時(shí)，記錄可設定為不計錄、數據變化時(shí)記錄和定時(shí)記錄，要根據實(shí)際情況選擇相應的設置，從而節省存儲空間。報表分為實(shí)時(shí)報表和歷史報表2種。
2.3.2 PLC軟件和觸摸屏軟件
使用歐姆龍的CX-PROGRAM 3.1對主、從PLC分別進(jìn)行編程。必須注意：由于兩臺PLC是通過(guò)Control-Link總線(xiàn)連接，為了使所有數據共享，必須為兩臺PLC開(kāi)辟地址連續的數據共享區，所有變化的數據在這一區內實(shí)時(shí)刷新。觸摸屏軟件界面同樣采用樹(shù)形結構設計，依據不同的生產(chǎn)工藝區，將所有控制設備分成：提升泵站、沉沙除沙池、1＃氧化溝、2＃氧化溝、二沉池、回流污泥泵站、剩余污泥泵站、儲泥池、加藥間、脫泥間設備。所有傳感器量均歸屬于各自的子界面。觸摸屏的另一個(gè)特點(diǎn)是主、從PLC各自?huà)旖拥挠|摸屏可以完全互換，它們公用一套軟件，這主要得益于Control-Link的數據共享機制。
3結束語(yǔ)：
該系統實(shí)現了實(shí)時(shí)監控、故障報警、歷史數據的存儲和查詢(xún)、報表的顯示和打印等多項功能，且用戶(hù)界面操作良好，易于學(xué)習。系統具有良好的通用性、可擴展性和可維護性。通過(guò)以上設計可使，大大降低了工人的勞動(dòng)強度，提高了管理水平。該項設計為城市污水處理全自動(dòng)化設計提供了極好的物質(zhì)參考。
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