基于PLC的污水處理系統(tǒng)

《基于PLC的污水處理系統(tǒng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于PLC的污水處理系統(tǒng)（43頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、常州工程學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書SJ006-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： 基于PLC的污水處理系統(tǒng) 二級(jí)學(xué)院： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)： 10自二 學(xué)生姓名： 孫凱 學(xué)號(hào)： 10020624 指導(dǎo)教師： 高敏 職稱： 講師 評(píng)閱教師： 職稱： 2014年 5 月3摘 要 本論文研究的主要是用PLC控制污水的處理。環(huán)境問題隨著城市的快速發(fā)展也顯得越發(fā)的嚴(yán)重。其中一個(gè)重要因素是污水的破壞，污水處理自控系統(tǒng)在國內(nèi)相對(duì)落后，經(jīng)污水站排放的污水水質(zhì)并不好，而且污水處理的成本很高，所以具有重要的

2、意義是建立有效的自控系統(tǒng)以及優(yōu)化其運(yùn)行效果。文章介紹了PLC控制系統(tǒng)的工作原理，硬件結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)控制的步驟和基本原理。然后為了說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用，以SBR污水處理工藝做為例子。先根據(jù)污水處理要求，設(shè)計(jì)了主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào)等設(shè)備的電氣控制與自動(dòng)控制線路。最后按照工藝要求設(shè)計(jì)包括PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處工藝編制PLC程序等的PLC控制系統(tǒng)，。 為了可以加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性，節(jié)約能源和降低處理成本，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，可以建立高度自動(dòng)化污水處理站。污水處理站的自控處理系統(tǒng)的建設(shè)具有了如上的優(yōu)點(diǎn)后將會(huì)很大力度的使國內(nèi)的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)改觀。關(guān)鍵詞：污水

3、處理；硬件配置；PLC；軟件設(shè)計(jì)AbstractThis thesis is mainly controlled by PLC sewage treatment. With the rapid development of urban environmental problems also becomes more serious . One important factor is the destruction of sewage , sewage treatment automatic control system in China is relatively backward , sew

4、age station after discharge effluent quality is not good , but the high cost of wastewater treatment , so has important significance is to establish an effective and optimized automation system its operating results.This paper introduces the working principle of the steps and the basic principles of

5、 PLC control system hardware architecture and Design PLC system control . To illustrate the application of PLC and the sewage treatment process to SBR wastewater treatment process as an example. According to the first sewage treatment requirements, the design of the equipment including start and sto

6、p , status signals and other electrical control equipment and automatic control circuits. Finally, in accordance with the requirements of the design process , including the selection of PLC, configure system resources and process wastewater prepared in accordance with procedures of PLC PLC control s

7、ystem .To be able to strengthen the overall system reliability , accuracy, save energy and reduce processing costs, reduce labor intensity , you can create highly automated wastewater treatment plant . Building automation processing system having a sewage treatment plant after the above advantages w

8、ill be a great effort to make the country s environmental and economic change.Key words : sewage treatment ; hardware configuration ; PLC; software design目錄摘要Abstract第1章 緒論11.1課題背景11.2 課題研究目的和意義11.3本文研究的主要內(nèi)容2第2章 污水處理的工藝流程32.1 常用的污水處理工藝32.2 SBR的結(jié)構(gòu)及工作原理32.3 污水處理工藝過程闡述42.4 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)5 2.4.1 SBR

9、污水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求5 2.4.2 設(shè)計(jì)過程5 2.4.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)6 2.4.4 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)71. 主電路設(shè)計(jì)72. 攪拌機(jī)電路的設(shè)計(jì)7第3章 電氣控制系統(tǒng)方案的選擇及硬件設(shè)計(jì)93.1 PLC的簡單介紹9 3.1.1 PLC的工作原理9 3.1.2 循環(huán)掃描技術(shù)93.2 PLC的總體設(shè)計(jì)9 3.2.1 PLC的選型9 3.2.2 Fx2n的簡介10 3.2.3 PLC的I/O分配11 3.2.4 I/O設(shè)備確定133.3 交流控制電路設(shè)計(jì)133.4 主要參數(shù)計(jì)算153.5 PLC控制電路設(shè)計(jì)153.6 電控箱布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖的

10、設(shè)計(jì)16第4章MCGS組態(tài)軟件在本系統(tǒng)中的應(yīng)用184.1對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的要求184.2上位機(jī)設(shè)計(jì)18 4.2.1定義數(shù)據(jù)對(duì)象19 4.2.2主畫面的設(shè)計(jì)204.2.3 實(shí)時(shí)報(bào)警234.2.4 設(shè)備與變量連接234.2.5 程序調(diào)試運(yùn)行及安全機(jī)制244.4 本章小結(jié)25第5章總結(jié)26參考文獻(xiàn)27附錄28I緒論第1章 緒論1.1課題背景地球上雖然有70.8的面積被水所覆蓋，但淡水資源極其有限，人類真正能夠利用的只有江河湖泊和地下水中的一部分，這僅占地球總水量的0.26，且分布不均。全世界每天約有200噸垃圾倒進(jìn)河流、湖泊和小溪，每升廢水會(huì)污染8升淡水。世界上許多國家正面臨水資源危機(jī)： 12億人用

11、水短缺，30億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施1。我國污水處理行業(yè)概況:(1) 我國水資源的人均占有量較少，空間的分布不平均。隨著我國城市化以及工業(yè)化的不斷加速，水資源需求缺口也在日益增大。在這樣背景下面，污水處理業(yè)成為了新興產(chǎn)業(yè)，與自來水的生產(chǎn)、供水、中水回用、排水行業(yè)處于同等重要的地位。(2) 雖然國家與各級(jí)政府對(duì)環(huán)境的保護(hù)重視的程度不斷提高，我國污水處理業(yè)正在迅速增長，污水處理的總量在逐年增加，城鎮(zhèn)污水的處理率不斷的提高。但目前我國污水處理業(yè)仍然處于發(fā)展初級(jí)階段。(3) 一方面，我國目前污水處理的能力跟不上用水的規(guī)模迅速擴(kuò)張，污泥處理、管網(wǎng)等配套設(shè)施建設(shè)的嚴(yán)重滯后。另外一方面，我國的污水處理率和發(fā)達(dá)國

12、家相比較，還是存在著明顯差距，而且處理設(shè)施負(fù)荷率比較低。(4) 因此我國應(yīng)不斷完善污水處理政策法規(guī)，創(chuàng)建比較合理的污水處理的收費(fèi)體系，建立監(jiān)管體制，扶植國內(nèi)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展從而推進(jìn)污水處理業(yè)的市場化和產(chǎn)業(yè)化。污水處理業(yè)是一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。我國污水處理業(yè)因此迎來了高速發(fā)展期。1.2 課題研究目的和意義 我國污水處理的電耗為0.365kWh/m3、日本為0.304 kWh/m3、美國為0.243kWh/m3，因此建設(shè)符合我國具體情況的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。隨著社會(huì)

13、的發(fā)展，水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對(duì)水質(zhì)要求越來越高。眾多跡象表面，水資源的短缺無疑將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的瓶頸，因此世界各國越來越重視水的再利用和水處理，通過各類技術(shù)進(jìn)一步的提高供水的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)的效益。而且工業(yè)污水處理的過程中，通過厭氧及好氧的處理，污水中沼氣、熱量等再生能源便可以為工業(yè)的生產(chǎn)提供二次的能源，從而真正的實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、變廢為寶目的。伴隨著環(huán)境保護(hù)這些呼聲愈來愈高，工業(yè)污水的處理已然體現(xiàn)出它的緊迫性與必要性，對(duì)于各類污水進(jìn)行處置之后排放成為了各企業(yè)的基本要求。在工廠工業(yè)廢水處理的過程中，廢水來源不穩(wěn)定及工廠中的各種污水成分的復(fù)雜性，對(duì)于

14、工業(yè)廢水處理工藝及控制方式等提出了較高的要求。PLC作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用,在自來水處理中也得到一定程度的推廣，而且在其穩(wěn)定性、高自動(dòng)化程度的不斷加強(qiáng)，使得其成為城市自來水處理自動(dòng)化方面的首選。1.3本文研究的主要內(nèi)容本文論述了污水處理工藝及污水處理系統(tǒng)的組成和PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 主要由以下內(nèi)容組成：(1) 介紹了污水處理的基本內(nèi)容，包括污水處理的發(fā)展及污水處理的工藝流程。(2) 介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)污水處理控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。(3) 具體設(shè)計(jì)污水處理的硬件系統(tǒng)及軟

15、件系統(tǒng)。37污水處理的工藝流程第2章 污水處理的工藝流程2.1 常用的污水處理工藝常見的污水處理方法物理法：機(jī)械或物理的分離進(jìn)程。積淀,過濾, 上浮,離心分離等化學(xué)法：參加化學(xué)物質(zhì)與污水中有害物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反映轉(zhuǎn)化過程。氧化, 中和,還原,混凝, 分解,化學(xué)沉淀等物理化學(xué)法：有物理化學(xué)分離過程。吹脫,氣提, 萃取,吸附,離子交換, 反滲入滲出,電解電滲析等生物法：有微生物在廢水中對(duì)于有機(jī)物進(jìn)行了氧化,分解新陳代謝的過程。生物濾池,活性污泥, 氧化塘,生物轉(zhuǎn)盤,厭氣消化等污染物的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技巧：1、活性污泥法：SBR、AO、AAO、氧化溝等2、生物膜法：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池等3、

16、厭氧生物處理法：厭氧消化、水解酸化池、UASB等4、天然前提下的生物處理法：穩(wěn)定塘、生態(tài)體系塘、土地處理法污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)：1、中和法：酸堿中和2、化學(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀、鐵氧體沉淀、其他化學(xué)沉淀3、氧化還原法：藥劑氧化法、藥劑還原法、電化學(xué)法4、化學(xué)物理消毒法：臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉溶解態(tài)污染物的物理化學(xué)分離技術(shù)：1、吸附法2、離子交換法3、膜分離法：擴(kuò)散滲析、電滲析、反浸透、超濾、納濾、微濾4、其余分離方法：吹脫和藹提、萃取、蒸發(fā)、結(jié)晶、冷凍2.2 SBR的結(jié)構(gòu)及工作原理本文中的污水處理采用SBR污水處理工藝，即序批式間歇活性污泥法。SBR采用時(shí)間分割的操作方式替代傳

17、統(tǒng)的空間分割方式，可以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)產(chǎn)生大量污水的特點(diǎn)。SBR廢水處理系統(tǒng)分別由粗細(xì)格柵除污池、集水池、SBR反應(yīng)池、儲(chǔ)泥池、水泵、鼓風(fēng)機(jī)和電動(dòng)閥門等部分組成，在粗細(xì)格柵除污池、集水池、SBR反應(yīng)池、儲(chǔ)泥池中分別設(shè)置液位開關(guān)，用以檢測水池與水箱中的液位。本文采用4個(gè)SBR池循環(huán)處理的工藝，并結(jié)合PLC技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)廢水處理的過程實(shí)時(shí)檢測及控制，從而保障生產(chǎn)的過程的連續(xù)性，從而降低勞動(dòng)的強(qiáng)度。這種工藝是由四個(gè)池組成的，每一個(gè)SBR的處理周期都包括進(jìn)水、沉淀、生化反應(yīng)（曝氣）、排放等等工序，按照該序列中的SBR廢水間歇地進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)步驟。曝氣使有氧，缺氧和厭氧狀態(tài)交替，最終達(dá)到脫碳，氨和氮的去除的

18、目的。也有保證由風(fēng)SBR的量。 SBR布局如圖2-1所示。圖2-1 SBR池布置圖在去除有機(jī)物池與傳統(tǒng)的活性污泥相同的氧合階段SBR反應(yīng)機(jī)理。所不同的是操作，水，反應(yīng)，沉淀，排水和污泥負(fù)荷步驟5運(yùn)行在相同的反應(yīng)容器中周期性地SBR。當(dāng)污水進(jìn)入反應(yīng)罐，攪拌罐和廢水的有機(jī)物吸附膠團(tuán)的污泥負(fù)荷，并開始可生物降解的。后上部的水沉淀后的反應(yīng)逐漸變得清晰，使用水從潷析器將最終排出的污泥。2.3 污水處理工藝過程闡述(1) 進(jìn)水進(jìn)水閥門打開，污水通過粗格柵，經(jīng)過水泵，然后再經(jīng)過細(xì)格柵過濾，污水到達(dá)集水池，再根據(jù)控制要求，將集水池中的污水分步驟逐次地注入各個(gè)SBR反應(yīng)池。(2) 反應(yīng)反應(yīng)工序是SBR工藝最重要

19、的一道工序。當(dāng)污水注入達(dá)到預(yù)定容積后，停止進(jìn)水，空氣閥門打開，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，開始曝氣，同時(shí)潛水?dāng)嚢铏C(jī)和回流污泥泵運(yùn)行，可開始反應(yīng)操作，如驅(qū)除BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等7。根據(jù)反應(yīng)需要達(dá)到的程度，進(jìn)行曝氣和攪拌，并決定反應(yīng)時(shí)間的長短。潛水?dāng)嚢铏C(jī)與曝氣系統(tǒng)混合使用，使能耗大幅度降低，充氧量明顯提高，創(chuàng)建水流，加強(qiáng)攪拌功能，防止污泥沉淀，有效防止沉淀。(3) 沉淀當(dāng)SBR池停止曝氣以后，空氣閥門關(guān)閉，同時(shí)潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵也停止運(yùn)行。開始重力沉淀和泥水分離。(4) 排水SBR池達(dá)到高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清液由潷水器緩慢排除池外。當(dāng)池水位達(dá)到設(shè)定的最低水位時(shí)，潷水器停止運(yùn)行。同時(shí)，剩

20、余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行，排泥至儲(chǔ)泥池。系統(tǒng)有4臺(tái)潷水器，分別位于4個(gè)SBR反應(yīng)池內(nèi)。潷水器通過PLC可編程控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。當(dāng)SBR反應(yīng)池的靜置時(shí)間結(jié)束，且液位滿足要求時(shí)，潷水器開始運(yùn)行。2.4 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 2.4.1 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求(1) 系統(tǒng)的控制核心選用PLC，根據(jù)工藝的要求合理選配PLC機(jī)型和I/O接口。(2) 執(zhí)行自動(dòng)工作方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實(shí)時(shí)整定參數(shù)。(3) 驅(qū)動(dòng)攪拌機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。(4) PLC的接地應(yīng)按手冊(cè)中的要求設(shè)計(jì)，并在圖中表示或說明。(5) 為了設(shè)備安全運(yùn)行

21、，考慮必要的保護(hù)措施，如電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等。(6) 繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路。(7) 選擇電器元件、編制元器件目錄表。(8) 繪制接線圖、電控箱布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。(9) 采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。2.4.2 設(shè)計(jì)過程(1) 系統(tǒng)由一臺(tái)粗格柵除污機(jī)，由時(shí)間間隔控制其開或者停。為了調(diào)試方便，設(shè)置開5S，關(guān)5S。粗格柵池有兩個(gè)浮球開關(guān)，分別標(biāo)示著池中污水的液位上限值和下限值。如果液位達(dá)到上限值，前面的水泵1關(guān)閉，如果液位達(dá)到下限值，后面的水泵2關(guān)閉。(2) 兩臺(tái)水泵，水泵2和水泵3，由時(shí)間和浮球開關(guān)同時(shí)控制，當(dāng)粗細(xì)格柵除

22、污機(jī)工作時(shí)，水泵不工作，當(dāng)粗格柵除污機(jī)不工作時(shí)兩臺(tái)水泵工作。細(xì)格柵池水位高時(shí)，關(guān)閉水泵3。(3) 細(xì)格柵除污機(jī)，由時(shí)間控制其開或者停。為方便調(diào)試，設(shè)置開5S，關(guān)5S。細(xì)格柵池有兩個(gè)浮球開關(guān)，分別標(biāo)示著池中污水的液位上限值和下限值。如果液位達(dá)到上限值，前面的水泵3關(guān)閉，如果液位達(dá)到下限值，后面的調(diào)節(jié)閥2關(guān)閉，以維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(4) 皮帶運(yùn)輸機(jī)在粗格柵除污機(jī)工作一定時(shí)間后開始工作，設(shè)置粗格柵除污機(jī)工作2S后，皮帶運(yùn)輸機(jī)開始工作。粗細(xì)格柵除污機(jī)同用一臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)。(5) 污水經(jīng)過細(xì)格柵除污機(jī)后進(jìn)入集水池，當(dāng)集水池處于低水位時(shí)，關(guān)閉集水池后面與其相連的所有閥門。集水池中應(yīng)用4個(gè)浮球開關(guān)，實(shí)時(shí)監(jiān)測

23、集水池中水位的變化，當(dāng)水位非常高時(shí)，發(fā)報(bào)警信號(hào)。(6) 4個(gè)SBR池，每個(gè)池中都有2個(gè)浮球開關(guān)監(jiān)測池水的水位。SBR池內(nèi)進(jìn)水閥門依次開啟，當(dāng)1#SBR池水位升到一定液位后關(guān)閥門，然后開2#SBR池進(jìn)水閥門，2#SBR池水位升到一定液位后關(guān)閥門，然后開3#進(jìn)水閥門，依次類推。(7) 進(jìn)水閥門關(guān)閉后，空氣閥門開啟，潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾猛瑫r(shí)開啟。S B R池的水位有限制，水位太高會(huì)溢出池外，水位太低則不能滿足曝氣的要求， 因此設(shè)置水位保護(hù)。在進(jìn)水階段，如達(dá)到高水位則停止進(jìn)水，如水位太低則不曝氣重新進(jìn)水。一定時(shí)間后關(guān)閉空氣閥門，潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾靡搽S之關(guān)閉。(8) 空氣閥門關(guān)閉5S后，潷水器開始

24、運(yùn)行，將池內(nèi)的上清液排出，當(dāng)SBR池液位下降到一定高度后停止運(yùn)行。(9) 剩余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行，排泥至儲(chǔ)泥池。儲(chǔ)泥池液位達(dá)到高液位后停止運(yùn)行。(10) 當(dāng)開啟一個(gè)空氣閥門時(shí)開啟一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，開啟兩個(gè)或三個(gè)空氣閥門時(shí)開啟兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)。(11) 脫水機(jī)按水處理工藝要求工作，單體為自動(dòng)化組。2.4.3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)(1) SBR廢水處理系統(tǒng)控制對(duì)象電動(dòng)機(jī)均由交流接觸器完成起、?？刂?，攪拌機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。(2) 粗細(xì)格柵除污池、集水池、SBR反應(yīng)池、儲(chǔ)泥池等的液位檢測開關(guān)，在選型時(shí)考慮抗干擾性能，選用電極考慮耐腐蝕性。(3) 粗細(xì)格柵除污機(jī)、各個(gè)水泵、鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、攪拌機(jī)分別采用

25、熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，其熱繼電器的常開觸點(diǎn)通過中間繼電器轉(zhuǎn)換后，作為PLC的輸入信號(hào)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過載保護(hù)。(4) 鼓風(fēng)機(jī)的控制要求在無負(fù)載條件下起動(dòng)或停機(jī)，需要在曝氣管路上設(shè)置空氣閥。(5) 主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。(6) 電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)?？刂泼姘迮c電控箱內(nèi)的電器板用BVR型銅導(dǎo)線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。(7) PLC選用繼電器輸出型。(8) PLC自身配有24V直流電源，外接負(fù)載時(shí)考慮其供電容量。PLC接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。2.4.4 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)1.

26、主電路設(shè)計(jì) SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)主電路如圖3-1所示。圖3-1 SBR污水處理電氣控制系統(tǒng)主電路主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別控制格柵除污機(jī)M1、潷水器M2、鼓風(fēng)機(jī)M3、剩余污泥泵M4、回流污泥泵M5；交流接觸器KM6、KM7控制潛水?dāng)嚢铏C(jī)M6，KM8、KM9控制集水池?cái)嚢铏C(jī)，兩個(gè)攪拌機(jī)通過正、反轉(zhuǎn)完成對(duì)污水的攪拌功能。電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6、FR7實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 QF為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，使用和維修方便。熔斷器Fu1、Fu2、Fu

27、3、Fu4、Fu5、Fu6、Fu7分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。2. 攪拌機(jī)電路的設(shè)計(jì)在集水池中要用到攪拌機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)的功能是使集水池的污水中所含物質(zhì)分布均勻，以便PH檢測傳感器能夠正確的檢測到水池中污水的PH值。攪拌機(jī)電路如圖3-3所示。圖3-3 攪拌機(jī)電路電氣控制系統(tǒng)方案的選擇及硬件設(shè)計(jì)第3章 電氣控制系統(tǒng)方案的選擇及硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC的簡單介紹3.1.1 PLC的工作原理PLC與繼電器構(gòu)成控制的裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式的不同，并行運(yùn)行是繼電器的控制方式，即輸出線圈如果斷電或通電，該線圈觸點(diǎn)立即動(dòng)作，有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作時(shí)就表示形成電流通路，但是PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)則不同，它只有

28、線圈斷電或通電，并且只有當(dāng)程序掃描到線圈時(shí)，該線圈的觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作，而且每次只能執(zhí)行一條指令，這也就是說明PLC是以“串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的控制的觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配等問題。也可以說，繼電器控制裝置根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出3個(gè)階段才能完成控制過程。3.1.2 循環(huán)掃描技術(shù)PLC循環(huán)掃描可分為3個(gè)階段：輸入階段（將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號(hào)傳送到外部設(shè)備）。(1) 輸入階段在這個(gè)階段中，PLC先進(jìn)行自我診斷，然后與編程器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，同時(shí)中央處理器掃描各個(gè)輸入端并

29、讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們放到合適的輸入存儲(chǔ)單元。(2) 執(zhí)行程序的階段在此階段，PLC按照從頂部逐步執(zhí)行程序指令的底部的順序。從相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元讀出輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后基于該狀態(tài)程序內(nèi)部繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，數(shù)據(jù)寄存器和所得的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算，并存儲(chǔ)相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)器單元的結(jié)果。實(shí)施這一階段進(jìn)入輸出級(jí)后。在此程序的執(zhí)行，對(duì)輸入信號(hào)和該數(shù)據(jù)的狀態(tài)保持不變。(3) 輸出階段在這個(gè)階段，PLC輸出對(duì)應(yīng)于輸出模塊發(fā)送和發(fā)送的輸出信號(hào)到外部設(shè)備的操作結(jié)果存儲(chǔ)單元中，通過輸出外部設(shè)備啟動(dòng)控制模塊。3.2 PLC的總體設(shè)計(jì)3.2.1 PLC的選型本系統(tǒng)一共需要24個(gè)輸入/出點(diǎn)，設(shè)計(jì)中

30、用到的是三菱公司出產(chǎn)的FX2N系列中的FX2N-48MR型號(hào)。FX2N系列是三菱PLC是FX家族中比較先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的控制能力和靈活性，F(xiàn)X2N高速度，所有的性能和方便的超小型編程器FX系列，檔次最高的等價(jià)的。除了第16至第25個(gè)點(diǎn)分開的目的，但也可以應(yīng)用到該連接，模擬控制，定位控制，如一個(gè)數(shù)字特殊的目的，被設(shè)定為滿足不同的PLC的廣泛需要的基本部件之間的輸入。 3.2.2 Fx2n的簡介FX2N系列FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2N系列具有以下特點(diǎn)：最大范圍的包容性的標(biāo)準(zhǔn)功能，運(yùn)行速度更快，全面補(bǔ)充了

31、世界各地不同的國家，以滿足電力和很多特殊功能模塊的個(gè)性化需求，這對(duì)于通信功能的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。特殊功能為大量實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展制定了一系列特殊功能模塊，以滿足不同-模擬I / O ，高速計(jì)數(shù)器的各種需求。定位控制多達(dá)16個(gè)軸的脈沖串輸出或J和K型熱電偶或Pt開發(fā)的溫度傳感器模塊。對(duì)于每個(gè)FX2N主單元可配置總計(jì)8特殊功能模塊。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò)CC-Link的， PROFIBUS DP和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)或者使用傳感器的水平來解決您的通信需求。其他特點(diǎn)內(nèi)置的24V直流電源24V， 400毫安直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件?？焖贁嚅_

32、端子塊因?yàn)椴捎脙?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使這樣，電纜可更換單元。時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能在兩個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘所有的FX2NPLC標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)電度表功能提供了有價(jià)值的信息。連續(xù)掃描工作周期定義為應(yīng)用程序需要連續(xù)掃描的時(shí)間。輸入濾波器的功能，可用于調(diào)整輸入信號(hào)的輸入濾波器的電平（在基本單元X000到X017 ） 。注釋記錄元素注解可以記錄在程序寄存器中。在線程序不會(huì)損失工作時(shí)間來改變程序或停止生產(chǎn)運(yùn)行在線編輯。運(yùn)行/停止開關(guān)到RUN / STOP開關(guān)面板上操作方便。遠(yuǎn)程維護(hù)遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信，上載或卸載程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測密碼保護(hù)使用一個(gè)八位數(shù)字

33、密碼保護(hù)您的程序3.2.3 PLC的I/O分配表3-1 模擬量輸出地址分配表X0總開關(guān)開啟X1總開關(guān)停止X2SQ16X3SQ17X4集水池浮球LT10aX5集水池浮球LT10bX6集水池浮球LT10cX7集水池浮球LT10dX101#SBR池浮球LT20a高液位X112#SBR池浮球LT20b高液位X123#SBR池浮球LT20c高液位X134#SBR池浮球LT20d高液位X141#SBR池浮球LT20a低液位X152#SBR池浮球LT20b低液位X163#SBR池浮球LT20c低液位X174#SBR池浮球LT20d低液位X20儲(chǔ)泥池浮球LT30a高液位X24SQ12X25SQ13X26SQ1

34、4X27SQ15表3-2 數(shù)字量輸出地址分配表Y0粗柵格除污機(jī)Y1調(diào)節(jié)閥7Y2水泵2Y3水泵3Y4細(xì)柵格除污機(jī)Y5調(diào)節(jié)閥8Y6皮帶運(yùn)輸機(jī)Y7排泥閥1Y10集水池液位報(bào)警Y11調(diào)節(jié)閥3Y12調(diào)節(jié)閥4Y13調(diào)節(jié)閥5Y14調(diào)節(jié)閥6Y151#SBR池空氣閥門、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵Y162#SBR池空氣閥門、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵Y173#SBR池空氣閥門、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵Y204#SBR池空氣閥門、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵Y211#SBR池潷水器Y222#SBR池潷水器Y233#SBR池潷水器Y244#SBR池潷水器Y251#SBR池剩余污泥泵Y262#SBR池剩余污泥泵Y273#SBR池剩余污

35、泥泵Y304#SBR池剩余污泥泵Y311#鼓風(fēng)機(jī)Y322#鼓風(fēng)機(jī)Y33水泵1Y34調(diào)節(jié)閥2Y35酸液罐無藥液Y36堿液罐無藥液Y37排泥閥2Y40備用Y41PH值6.57.5Y42PH值34Y43PH值45Y44PH值56Y45PH值66.5Y46PH值7.58Y47PH值89Y50PH值910Y51PH值10113.2.4 I/O設(shè)備確定可編程控制器（PLC） 三菱 FX2N-48mr電機(jī)（水泵） 江林泵業(yè) WQ型 液位變送器 西安力敏 ND-21余氯儀 諾博科技 NSC100數(shù)字顯示儀表 力敏 LXMT600污泥泵 藍(lán)升 ZW排污泵3.3 交流控制電路設(shè)計(jì) SBR污水處理系統(tǒng)交流控制電路如

36、圖3-2所示。圖3-1 SBR污水處理系統(tǒng)交流控制電路控制電路有電源指示HL。PLC供電回路采用隔離變壓器TC，以防止電源干擾。隔離變壓器TC的選用根據(jù)PLC耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。粗細(xì)格柵除污機(jī)、潷水器1、潷水器2、潷水器3、潷水器4、鼓風(fēng)機(jī)1、鼓風(fēng)機(jī)2、剩余污泥泵1、剩余污泥泵2、剩余污泥泵3、剩余污泥泵4、回流污泥泵1、回流污泥泵2、回流污泥泵3、回流污泥泵4、潛水?dāng)嚢铏C(jī)1、潛水?dāng)嚢铏C(jī)2、潛水?dāng)嚢铏C(jī)3、潛水?dāng)嚢铏C(jī)4、集水池?cái)嚢铏C(jī)，都有運(yùn)行指示燈HL1HL21，由KM1KM9接觸器常開輔助觸點(diǎn)控制。幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7

37、的過載保護(hù)，分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6、FR7實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器KA1連接構(gòu)成過載保護(hù)信號(hào)，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過載保護(hù)控制功能。3.4 主要參數(shù)計(jì)算斷路器QF脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對(duì)象為電感性負(fù)載交流電動(dòng)機(jī)，斷路器過電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。SBR廢水處理系統(tǒng)有3kW負(fù)載電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，起動(dòng)電流較大，其余五臺(tái)為1.1kW以下，起動(dòng)電流較小，而且工藝要求7臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)起動(dòng)運(yùn)行，因此可根據(jù)3kW電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)開關(guān)QF脫扣電流IQF：IQF1.7IN

38、=1.76A10.2A10A，選用IQF10A的斷路器。熔斷器FU熔體額定電流IFU。以鼓風(fēng)機(jī)為例，IFU2IN22.5A5A，選用5A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配?？刂苹芈啡垠w額定電流選用2A。3.5 PLC控制電路設(shè)計(jì) 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及PLC控制原理電路設(shè)計(jì)。硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如：驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對(duì)象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對(duì)開關(guān)量的控制、用戶程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等；選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖

39、，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。圖3-4為SBR污水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖。 圖3-2 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖PLC輸入回路中，信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接入PLC電源DC24V的（）端。輸入口如果有有源信號(hào)裝置，需要考慮信號(hào)裝置的電源等級(jí)和容量，最好不要使用PLC自身的24V直流電源，以防止電源過載損壞或影響其他輸入口的信號(hào)質(zhì)量。PLC采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為AC250V，2A。表1和表2分別為SBR污水處理系統(tǒng)PLC輸入和輸出接口功能表。 3.6 電控箱布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖的設(shè)計(jì)電控箱

40、電器板原件布置圖如圖3-5所示，電控箱電器面板元件布置圖如圖3-6所示。 圖3-3電控箱電器板元件布置圖 圖3-4電控箱電器面板元件布置圖常州工程學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第4章MCGS組態(tài)軟件在本系統(tǒng)中的應(yīng)用4.1對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的要求組態(tài)軟件上主要實(shí)現(xiàn)以下功能：(1) 對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、以及實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等；(2) 完成SBR內(nèi)相關(guān)設(shè)備的程序啟動(dòng)、時(shí)間啟動(dòng)等；(3) 實(shí)現(xiàn)集水池中酸堿液的自動(dòng)添加；(4) 實(shí)現(xiàn)參數(shù)報(bào)警，使操作員在線了解各池中液位的變化情況。由于PH檢測傳感器、液位檢測傳感器等檢測到的模擬量不能傳入組態(tài)中，因此用數(shù)

41、字量分段顯示污水的PH值。用浮球開關(guān)檢測污水的上下限值15。對(duì)監(jiān)控軟件的要求主要為：(1) 組態(tài)現(xiàn)場工藝流程畫面，要求生動(dòng)、形象；(2) 在自動(dòng)方式下，在現(xiàn)場有關(guān)條件滿足的情況下，可以通過中控室遠(yuǎn)程控制各個(gè)開關(guān)；(3) 被控對(duì)象的參數(shù)要求加以范圍限制，超出范圍要求報(bào)警；(4) 要求顯示污水PH值的范圍。4.2上位機(jī)設(shè)計(jì)上位機(jī)設(shè)計(jì)包括：(1) 污水處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它采用MCGS組態(tài)軟件來控制和管理組態(tài)軟件是用于構(gòu)建計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，并生成，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和顯示，報(bào)警處理，多種直觀的方式，如過程控制和報(bào)表輸出到用戶提供解決方案，以解決實(shí)際問題。 (2) 整個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程監(jiān)控對(duì)象的特

42、點(diǎn)，主要監(jiān)測要求和技術(shù)要求。(3) 工程的總體規(guī)劃和設(shè)想的擬定組建，主要是包括系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)哪些功能?？刂屏鞒滩捎檬裁捶绞綄?shí)現(xiàn)，需要用的用戶的窗口界面，實(shí)現(xiàn)什么樣的動(dòng)畫效果以及如何定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)變量等環(huán)節(jié)。還需要分析工程設(shè)備輸出通道的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和定義的變量之間的關(guān)系，變量必須分清哪些是與設(shè)備，哪些變量是用來傳遞用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫顯示數(shù)據(jù)和內(nèi)部軟件和連接等。上位機(jī)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)：程序運(yùn)行時(shí)首先進(jìn)入主畫面，顯示污水處理的整個(gè)工藝流程，電機(jī)狀態(tài)畫面顯示各個(gè)開關(guān)量的狀態(tài)，液位報(bào)警窗口顯示各個(gè)污水池水位的高低，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，PH值顯示窗口顯示集水池中污水的PH值范圍，以便適時(shí)加入酸液或者堿液

43、。期間如果用戶想對(duì)畫面進(jìn)行操作，包括控制和更改參數(shù)，必須有操作員或者管理員的權(quán)限。在登入狀態(tài)下，不同的用戶有不同的權(quán)限，可以對(duì)給予授權(quán)的參數(shù)進(jìn)行修改。在中央控制室的操作人員都可以對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行啟、?？刂啤?.2.1定義數(shù)據(jù)對(duì)象需要系統(tǒng)之前定義的數(shù)據(jù)對(duì)象來進(jìn)行分析，以確定所需要的變量。數(shù)據(jù)對(duì)象是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立一個(gè)定義過程數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：(1) 指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型等；(2) 確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。本系統(tǒng)需要的變量如圖5-1所示。（續(xù)圖）圖4-1 數(shù)據(jù)對(duì)象的定義4.2.2主畫面的設(shè)計(jì)主畫面顯示

44、整個(gè)污水處理廠的工藝流程。顯示畫面顯示各個(gè)開關(guān)量的狀態(tài)。如果想知道的層面，電機(jī)狀態(tài)污水池的情況下，你可以切換到分屏。點(diǎn)擊“系統(tǒng)管理”下拉菜單中會(huì)出現(xiàn)“用戶窗口管理”，“退出系統(tǒng)”，點(diǎn)擊你想要實(shí)現(xiàn)的功能。在主屏幕上會(huì)出現(xiàn)“顯示窗口的PH值”，“水平顯示”，“電機(jī)狀態(tài)窗口”，“報(bào)警數(shù)據(jù)”，“數(shù)據(jù)”，“歷史數(shù)據(jù)”等菜單，點(diǎn)擊屏幕進(jìn)入相應(yīng)的操作。1. 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閥門、泵、電機(jī)等設(shè)備，調(diào)整大小及位置，然后保存。畫完后如圖5-2所示。圖4-2 工藝流程主畫面2. 動(dòng)畫連接(1)液位實(shí)時(shí)顯示動(dòng)畫效果的制作插入滑動(dòng)輸入器，雙擊設(shè)置，在操作屬性中設(shè)置

45、“對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱”為液位1，滑塊在最左面時(shí)對(duì)應(yīng)的值為0，在右面時(shí)對(duì)應(yīng)的值為10?？潭扰c標(biāo)注屬性設(shè)置如圖5-3所示。運(yùn)行時(shí)，將光標(biāo)移至液位1滑動(dòng)輸入的指針處，光標(biāo)變成手形，按住鼠標(biāo)想右拖動(dòng)指針，液位顯示隨之發(fā)生變化。用這種方法可以人為模擬液位變化。圖4-3 刻度與標(biāo)注屬性設(shè)置(2)液位升降動(dòng)畫效果制作1) 在水位監(jiān)控畫面中雙擊粗格柵除污池，彈出屬性設(shè)置窗口，進(jìn)入“動(dòng)畫連接”頁如圖5-4所示。圖4-4 將水罐進(jìn)行動(dòng)畫連接2) 選中“折線”，右端出現(xiàn)的。3)單擊進(jìn)入屬性設(shè)置窗口。在“大小變化”頁按圖5-5進(jìn)行屬性設(shè)置。圖4-5 縮放連接4)單擊“確認(rèn)”按鈕，完成粗格柵除污池的設(shè)置。5)用同樣的方

46、法建立細(xì)格柵池與液位2之間的動(dòng)畫連接。注意設(shè)置參數(shù)，表達(dá)式：液位2；最大變化百分比對(duì)應(yīng)表達(dá)式的值：6。6)單擊“保存”按鈕。7)進(jìn)入允許環(huán)境，拖動(dòng)液位滑動(dòng)器指針，可觀察到水罐水位的升降變化的動(dòng)畫效果。同理。可設(shè)置其他幾個(gè)水池的升降動(dòng)畫效果。4.2.3 實(shí)時(shí)報(bào)警實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)發(fā)生參數(shù)越極情況。報(bào)警顯示是最基本的安全手段。實(shí)時(shí)報(bào)警可提示操作人員進(jìn)行及時(shí)處理，避免事故發(fā)生。歷史報(bào)警能對(duì)指定時(shí)間內(nèi)的所有參數(shù)越限情況進(jìn)行記錄、顯示和打印，以便對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析。特別是在事故發(fā)生后，這種分析對(duì)于調(diào)查事故發(fā)生的原因很重要，本系統(tǒng)需設(shè)置報(bào)警的數(shù)據(jù)對(duì)象是液位組（包括液位1-9）。首先對(duì)組對(duì)象進(jìn)行定義，然

47、后雙擊“用戶窗口”中的“水位監(jiān)控”窗口，進(jìn)入該畫面。選取“工具箱”中的“報(bào)警顯示”構(gòu)件。如圖5-6所示。圖4-6 報(bào)警窗口雙擊報(bào)警窗口，彈出屬性設(shè)置窗口，如圖5-7所示。圖4-7 報(bào)警窗口屬性設(shè)置4.2.4 設(shè)備與變量連接在工作臺(tái)“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”進(jìn)入，點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，點(diǎn)擊“設(shè)備管理”按鈕。在通用設(shè)備中選擇“通用串口父設(shè)備”和“三菱_FX系列編程口”，點(diǎn)擊確認(rèn)。在設(shè)備管理中先雙擊“通用串口父設(shè)備”再雙擊“三菱_FX系列編程口”。使“三菱_FX系列編程口”成為“通用串口父設(shè)備”的子目錄。雙擊“通用串口父設(shè)備”設(shè)置如圖5-8所示。圖4-8 通用串口父設(shè)備屬性編輯4.2.5

48、 程序調(diào)試運(yùn)行及安全機(jī)制將PLC和組態(tài)環(huán)境進(jìn)行連接，模擬調(diào)試是否滿足控制要求。工業(yè)過程控制中，應(yīng)該盡量避免現(xiàn)場人為誤操作所引去的故障或事故，因?yàn)槟承┱`操作所帶來的后果可能是致命性的。安全機(jī)制是為防止人為誤操作建立的。避免操作的方法是對(duì)不同的操作、不同的人員規(guī)定不同的操作權(quán)限，使不具備操作權(quán)限的人員無法進(jìn)行操作，從而使操作人員各司其職，減少誤操作的發(fā)生，提高系統(tǒng)安全性。 在MCGS中：(1) 可以定義無限多個(gè)用戶組；(2) 每個(gè)用戶中可以包含無限多個(gè)用戶；(3) 同一個(gè)用戶可以隸屬于多個(gè)用戶組。下面介紹安全機(jī)制的建立步驟：選擇工具菜單中的“用戶權(quán)限管理”，打開用戶管理器。默認(rèn)定義的用戶：負(fù)責(zé)人；

49、默認(rèn)定義的用戶組：管理員組，如圖5-9所示。圖4-9 用戶權(quán)限設(shè)置 (1) 雙擊負(fù)責(zé)人，彈出“用戶屬性設(shè)置”窗口。設(shè)置用戶密碼和確認(rèn)密碼；隸屬用戶組為：管理員組。單擊“確定”按鈕，回到“用戶管理器”窗口。(2) 單擊用戶組名列表域內(nèi)任意一個(gè)位置，進(jìn)入用戶組編輯狀態(tài)，在窗口左下放出現(xiàn)“新增用戶組”按鈕。(3) 單擊“新增用戶組”按鈕，彈出“用戶屬性設(shè)置”對(duì)話框。進(jìn)行如下設(shè)置，用戶組名稱：操作員組；用戶組描述：成員僅能進(jìn)行一般操作；在用戶組成員組成員列表域的“負(fù)責(zé)人”前不打鉤，即負(fù)責(zé)人。(4) 單擊“確認(rèn)”按鈕，回到“用戶管理器”窗口。此時(shí)用戶組列表多了一個(gè)操作員組。下面要為操作員組增加一個(gè)成員。

50、(5) 單擊用戶名列表域任意位置，“新增用戶組”按鈕變成“新增用戶”按鈕，單擊，彈出“用戶屬性設(shè)置”對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)。4.4 本章小結(jié)本章主要是按照上位機(jī)的設(shè)計(jì)要求，要考慮到保密及安全機(jī)制，對(duì)組態(tài)軟件進(jìn)行編輯，對(duì)模擬環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后與PLC相連，實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)試?？偨Y(jié)第5章總結(jié)我之前在學(xué)校的圖書館里上網(wǎng)查找了有關(guān)方面的一些資料，搜集了很多關(guān)于污水處理方面的資料，包括污水處理的發(fā)展、現(xiàn)狀、工藝以及很多污水處理廠的信息。同時(shí)，我也借閱了一些PLC相關(guān)的書籍，進(jìn)行了較為細(xì)致的分析，詳細(xì)了解被控制對(duì)象和控制要求，這樣才能真正明白自己所要完成的任務(wù)是什么。所以我首先對(duì)污水處理的工藝進(jìn)行了細(xì)致的分析。

51、通過學(xué)習(xí)得知污水處理有很多工藝，我選擇了一種自動(dòng)化程度較高，工藝比較簡單的SBR法來進(jìn)行我的設(shè)計(jì)。PLC集順序控制和過程控制于一體，具有可靠性高，使用方便、靈活，組網(wǎng)簡單的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)中小規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化的有力工具。在污水處理中，基于PLC的控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面滿足了設(shè)計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)利用了PLC的特點(diǎn)，對(duì)粗細(xì)格柵除污機(jī)、水泵、各種閥門等進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了污水處理的自動(dòng)化，保證了污水處理的順利進(jìn)行。由于本設(shè)計(jì)基于理論來完成，再加上本人知識(shí)有限，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還有很多缺陷。由于污水處理為滯后系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行和控制效果可能不會(huì)像理論這樣完善，還需要進(jìn)一步對(duì)污水處理原理部分進(jìn)行研究。致

52、 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師高敏的悉心指導(dǎo)和監(jiān)督下完成的，導(dǎo)師以其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度以及淵博的知識(shí)為我指明了前進(jìn)的道路，同時(shí)開拓了我的思路，豐富了所用的專業(yè)知識(shí)。在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，高老師對(duì)我們的關(guān)心無微不至，從前期的選課題，撰寫開題報(bào)告，查找外文文獻(xiàn)以及后來的在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試等等，高老師都給予了我極大的幫助。在我遇到瓶頸的時(shí)候，高老師還給予了我極大的鼓舞。高老師的敬業(yè)精神與做人的原則是有目共睹的。所以，在這里我要由衷的感謝高老師，是她的諄諄教導(dǎo)讓我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，再次感謝高老師。這里還要感謝母校，母校的圖書館以及網(wǎng)上圖書館對(duì)我們的開放給予了我們極大的幫助，如果沒有圖書館理面豐富的資料，我想我的畢業(yè)

53、設(shè)計(jì)不會(huì)這么順利的。感謝本文參考的論文文獻(xiàn)作者，有了你們提供文獻(xiàn)，就大大開拓了我的研究思想，這里對(duì)你們表示由衷的感謝。在完成論文的過程中，我還要感謝著整個(gè)電氣學(xué)院自動(dòng)化的所有老師，感謝你們對(duì)我的培養(yǎng)。在大學(xué)的四年里，你們讓我受益匪淺。感謝同學(xué)們的幫助，有你們的陪伴讓我在遇到困難的時(shí)候可以毫不畏懼。感謝閱讀和評(píng)閱本文的老師們。最后，由衷的感謝參加答辯的老師，教授們！在這里祝福各位工作順利，生體健康。常州工程學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書參考文獻(xiàn)1夏宇聞.Verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003.2王冠,黃熙,王鷹.VerilogHDL與數(shù)字電路設(shè)計(jì)M.北

54、京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.3MichaelJohnSebastianSmith.Application-SpecificIntegratedCircuitsM.電子工業(yè)出版社,2004.4謝永瑞.VLSI概論M.北京:清華大學(xué)出版社,2002.5閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2002.6褚振勇,翁木云.FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.7徐欣.基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2004.8徐新陽,等.污水處理工程設(shè)計(jì)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.9廖常初.57-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.10丁桓如.工業(yè)用水處理工程M.北京：清華大學(xué)出版社，2005：188-24511錢達(dá)中.發(fā)電廠水處理工程M.北京：中國電力出版社，1998：151-19912胡雪林.可編程控制教程（提高篇）.M.北京：電子工業(yè)出版社，2005：5-3013高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京：人民郵電出版社，2004：251-25814龔立新，方立友.工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)用技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社，2005：20-45附錄主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）主程序梯形圖（續(xù)）