基于PLC的污水处理系统设计【图纸丢失，只有论文】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 基于 污水处理系统  摘要  随着城市的快速发展，环境治理问题显得日益重要。废水是破坏环境的一个主要的因素，目前国内污水处理自动控系统相对落后，污水处理成本比较高，污水厂排放的处理过的污水的水质不够稳定，所以如何建立有效的自动控制系统，优化运行效果，减少运行费用，稳定水处理质量具有十分重要意义。  本文介绍了城市污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于 制的污水处理系统。  文章首先介绍了污水处理的工艺，然后以 水处理工艺为例，来说明 污水处理过程中的应用。及 制系统的硬件结构 、工作原理以及设计 制系统的基本原则和步骤，  先根据污水处理要求设计了设备的电气控制原理图与自动控制线路，主要包括设备的启动、停止、状态信号、故障信号和信号采集等。最后按照污水处理工艺要求设计 中包括 选型、以及其扩展系统资源配置以及按照污水处理工艺编制 序等。  关键词： 污水处理， 力控组态软件， 自动化控制系统  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of is is of is is of of so to an to of is of LC of BR to LC in LC LC in of to LC to LC 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目  录  前言  . 1 第 1 章  城市污水处理系统发展状况  . 2 今国内污水处理发展状况 . 2 内城市污水处理发展状况  . 2 国污水处理发展方向  . 3 国中小城市污水处理关键适用技术  . 4 第 2 章  污水处理工艺流程  . 6 生产工艺简介  . 6 工艺控制要求  . 6 水处理工艺概述  . 7 工艺及监控图  . 9 工艺流程图  . 10 第 3 章  控制系统网络结构和系统控制方式  . 12 统网络结构  . 12 位机与现场设备的通讯结构设计  . 12 位机与上位机网络通讯设计  . 12 系统控制方式  . 16 选型 . 17 制系统设计的基本步骤  . 19 第 4 章  污水处理硬件设计  . 20 I/O 分配表  . 20 仪表介绍  . 21 超声波物位仪  . 21 先导式电磁阀  . 22   声  波  物  位  仪  . 24  测仪  . 25  I/O 接线图  . 26 电路图  . 26 控柜接线图  . 28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表清单  . 30 第 5 章   污水处理系统软件设计  . 32 水处理系统过程  . 32 水处理系统梯形图  . 34 结  论  . 39 谢  辞  . 40 参考文献  . 42 附  录  . 43 西门子 作原理及特点  . 43 外文资料翻译  . 47 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言  水是人类赖以生存和发展的基本条件，它对于人类文明和进步起至关重要的作用随着世界人口不断增长和工农业的迅速发展，人类对水资源的需求量日益增加。由于水资源利用与水量分布的不平衡，水资源的不合理开发及浪费，导致我国的水资源环境问题严重。  我国是一个水资源匾乏的国家，河川年径流总量为 27115 亿 立方米，占世界总径流量的 居世界第 3 位。人均径流量不到 3000 厅，人均径流量不到 3000 厅，仅为世界平均值的 1/4。我国的水资源地区分布极不平衡，导致许多地区出现水资源短缺现象。东部地区 (大兴安岭、阴山、贺兰山、乌鞘岭一线以东、以南，青藏高原以东地区 )水资源比较丰富，而西北地区水资源严重不足。水资源南北分布差异也较大，北方地区水资源贫乏，虽然土地面积占全国的 耕地面积为全国的 而水资源总量却只占全国的 水资源短缺已成为制约经济发展的重要因素。  环境污染也是造成我国水资源紧 张的另一个重要原因。目前，全国约有 1/3 的工业废水和大量的生活污水未经处理就直接排入江、河、湖、海，使水环境遭到严重的污染。许多河流已成了排污沟，许多湖泊富营养化严重，近 50%重点城镇水质不符合饮用水标准，形成了污染性缺水问题。由此可见，如何使水资源得到保护，污水得到及时有效的处理并作为一种资源得到再一次的有效利用，已经成为我国面临的重要课题之一。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 1 章  城市污水处理系统发展状况  今国内污水处理发展状况   内 城市 污水处理发展状况  我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开 放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。 1990 年以来，全球污水处理表观消费量以年均 6%的速度增长，而九十年代的十年间，我国污水处理表观消费量年均增长率达到 是世界年均增长率的 。进入二十一世纪，我国污水处理产业高速增长。   事实上，当我国的污水处理业还处于设施建设的初期时，国外的污水处理水平已经非常发达，大型城市污水处理厂十分普及，新技术的开发研究也正是在这种基础上进行的。现阶段，我国污水 处理厂的建设重心逐渐     由大城市向中小城市转移，呈现单体小型化、区域分散化的发展趋势。从总体上看，我国 污水处理 正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。   前一阶段，国内的污水处理行业一味追求国外的新技术、新工艺，在引进国外技术的时候，并没有认真研究考察国 外技术是否真正适合国内污水处理厂的具体情况，存在很大的片面性和盲目性。污水处理设备在技术的选择上不一定是越新越好，而应根据具体情况采用最适合的技术工艺。从未来趋势来看，一些小型化、操作简易的污水处理技术反而更具适应性，继而带动与之相关的设备制造需求。   虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套 设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。   因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。  国污水处理发展方向  根据中国水网初步统计，近年来我国污水处理厂呈小型化发展趋势，2009 年污水处理厂平均设计规模比 2005 年下降了 24%。与此同时，污水处理厂分布区域快速扩大， 2008 年建有污水处理厂的城市 比 2005 年增加了近一倍（更多详情参见中国水网 中国污水处理设计与工程市场分析报告 ）。  在这种单体小型化、区域分散化的趋势下，我国污水处理技术在路线选择上会朝何种方向发展？未来随着污水厂建设的逐渐趋于饱和以及污水排放标准的提高，污水处理厂升级改造是否会成为市场发展的主流？带着这些疑问，我们中国水网记者采访了上海市政工程设计研究总院总工程师、教授级高工张辰。  关于污水处理技 术的发展方向问题，张辰认为，前一阶段，国内的污水处理行业一味追求国外的新技术、新工艺，在引进国外技术的时候，并没有认真研究考察国外技术是否真正适合国内污水处理厂的具体情况，存在很大的片面性和盲目性。  事实上，当我国的污水处理业还处于设施建设的初期时，国外的污水处理水平已经非常发达，大型城市污水处理厂十分普及，新技术的开发研究也正是在这种基础上进行的。污水处理业发展水平的不同，使得从国外直接引进的技术并不能与国内污水处理厂很好地契合。比如 是国外为了提高污水处理效率，专门针对收集率较高城市的高浓度污水 处理而开发的工艺。国内南方地区的一些污水处理厂，在污水浓度很低的情况下，也选择使用 ，使得处理工艺与现实情况难以有效地匹配，造成了污水处理厂运转的低效率。  现阶段，我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市转移，呈现单体小型化、区域分散化的发展趋势。在这种情况下，先前的一些处理技术反而找到了得以充分发挥作用的空间。比如氧化沟技术，就是在国外大规模的污水处理厂建成以后，逐渐开发的适合于中小型污水处理厂的处理技术。对于大型的污水处理厂，由于设备台套数不可能无限制地增加，氧化沟处理法存在一定的局限性。 反而很多小型污水处理厂，处理量不是买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 很大，设备台套数也不需要很多，通过变频调节，可以在一定范围内满足处理需求，其运营管理的难度也相对较低，因此采用这类处理方法就是合理的。此外，考虑到小型污水厂很难为污泥处理建设一套单独的设施，氧化沟还能与污泥处理结合起来，长泥龄的氧化沟可以使污泥基本稳定，为后续处理处置带来方便，节约建设和运营成本。  因此，在技术的选择上不一定是越新越好，而应根据具体情况采用最适合的技术工艺。从未来趋势来看，一些小型化、操作简易的污水处理技术反而更具适应性，继而带动与之相关的设备制造需求。  随着我国对环境保护重视程度的不断增加，对相应地，环保要求和标准也在提高，这是否意味着污水处理厂升级改造将成为今后污水处理行业建设的重心？  对于中国水网记者这个问题，张辰认为，一方面我们当然要朝着达到标准的方向去不断努力，但从更现实的意义而言，把 “全收集、全处理、全提标 ”作为努力的原则，才是更符合实际和更有效的。在过程上来讲，应当是先有全收集，再到全处理，进而是全提标。  比如现在的大型城市，很多已经达到了一级 B 标准的污水处理厂，我们再花费更多成本对污水处理厂进行升级改造，把  60 降到 50， 0 降到 10，所得到的减排贡献，远远不如在更多的地区实现污水有效收集，提高收集量和处理量，把 几百降到 60 以内更为高效。所以全收集，建设有效的收集系统是我们最首要、最基本的努力方向。尤其随着国家城市化率的不断提高，中小城市的污水收集系统建设一定要做到 “先地下、后地上 ”，而不是表面的污水处理设备建好了，配套管网却跟不上，后期不得不再返回来建设和完善收集系统，导致很大的浪费和运行效率的低下。  国中小城市污水处理关键适用技术  用于 二级处理的一级处理强化技术作为城市污水厂二级生物处理的前置处 理 一级处理，其功能为去除污水中的漂浮物和悬浮物。由于一级处理投资少，动力消耗低，不但可去除一部分有机物，而且对后续二级生物处理影响较大。采用强化一级处理技术，可以降低城市二级污水处理厂的投资。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 二级处理的一级处理强化技术分为两类：一类侧重于物化机理，一类侧重于微生物的絮凝吸附原理。  化学强化一级处理工艺对 重金属等的处理效果较好，耐冲击负荷的能力也较强。系统的基建投资、占地面积小于活性污泥法 (包括 A/O、  等工艺 )，而且运行管理灵活简便、处理过程稳定可靠、近期投资环境效益 好。同时采用高效絮凝剂技术，具有投资低廉 (为生化法的1/50)，运行费用低的优点。  微生物絮凝剂强化一级处理，由于微生物絮凝剂絮凝效果好、投加量小、适用面广、无二次污染、絮体易于分离等优点，因而在废水脱色、油水分离、污泥脱水、畜牧场废水处理、瓦厂废水处理等方面已有广泛应用，效果显著。生物絮凝吸附法强化一级处理工艺，是利用微生物的絮凝吸附作用强化一级处理，与二级生物处理的本质区别在于二级生物处理主要利用生物氧化作用，将有机物矿化；而生物法强化一级处理则主要利用微生物的絮凝吸附作用快速去除污染物质， 同时伴有少量的生物氧化。这就决定了它必然要比二级生物处理产生更多的污泥，但由于不投加任何药剂，其产泥量比物化处理产泥量少。  用于二级处理的一级处理强化技术的关键技术如下：   价絮凝剂的优选；       买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章  污水处理工艺流程  生产工艺简介  本设计采用自动化设计，基于 制的污水处理， 污水处理是一种连续的生化反应过程，有 节、曝气处理 池 、 污泥沉淀 池 等众多不同的处理工艺。  图 2易工艺流程图  工艺控制要求  1  在 集水池、 调节池、曝气池 和 沉淀池 单元  ,利用 声波物位仪 、 泥检测仪、刮泥机、鼓风机、 泵和  成了一个简单的控制回路。利用 声波物位仪 将液位变化 模拟信号 转化成 开关 信号传送给 据 模拟信号 做出相应的反馈给执行机构   污水 泵。通过控制污水 泵的启停来达到控制 集水池、调节池、曝气池和沉淀池 的水量。    2  曝气池 单元是整个处理工艺的重要部分  ,因此控制 污水 中的 曝气买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 质量 是该污水处理过程控制中关键的任务之一。 曝气池为推流式厌氧、缺氧、好氧活性污泥系统 ()，可实现生物脱氮除磷。厌氧段不充氧，池内溶解氧控制在  以内；缺氧段也不充氧，但好氧段混合液带入硝酸态氧，池内溶解氧控制在  以内；好氧段为鼓风机曝气，曝气装置采用微孔曝气器 。  曝气区是工艺的主要反应区，是最终去除有机底物的主要场所，有机物的进一步降解稳定、硝化和除磷均在此进行，最终的泥水分离和出水也在此完成。运行过程中，通常将主反 应区的曝气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，以使反应区内主体溶液中处于好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化；活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度（梯度）则能较好地渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。在反应状态下， 般能达到 3000 5000 ，丰富的微生物量是实现良好生物处理作用的基础 。 要曝气处理到一定时间才可以。以确保污水处理的质量，符合国家要求。  水处理工艺概述  1. 序批式活性污泥法，简称 早在 1914 年，这种处理系统就被采用，但由于当时的自动化水平较低，操作困难且工作量大，特别是后来随着城市和工业废水处理规模的日趋扩大，这个缺点更加突出，间歇式活性污泥法逐渐被连续式活性污泥法取代。近年来，随着计算机和自动控制技术的飞速发展，这一弊端得到很好的解决。同连续式活性污泥法相比，有许多独特的优点，使得间歇式活性污泥法日益受到国内外的重视。  应池去除有机物的机理在充氧时与普通活性污泥法相同，不同之处是运行按流入、反 应、沉淀、排放、待机五个工序，依次在同一 废水流入开始到待机时间结束为一个周期，一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的 应池内进行，不必另设沉淀池和污泥回流泵等装置。间歇式活性污泥曝气法在流态上虽然属完全混合式，但在有机物降解方而，则是时间上的推流。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2 水处理工艺的技术要求  水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水进行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节约水资源的目的。  水处理系统方案要 充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到设备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。废水处理过程中环境温度对菌群代谢产生的作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的影响。同时， 水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复杂，采用先进的 水处理的效率，方便操作和使用。  水处理系统分别由 集水池、调节池、曝气池 、 沉淀池、电控箱以及污水泵、刮泥机、抽水泵、罗茨风机、电磁 阀 、手动阀门 等部分组成，在 集水池、调节池、曝气池 、 沉 淀池 中分别 放入超声波物位检测仪 ，用以检测水池与水箱中的水位 ，在集水池放入 测仪，用于调节污水的 沉淀池放入污泥检测仪，用于检测沉淀池中是否有污泥，以此来控制刮泥机的启动与停止。  污水处理的第一阶段：当 集水池 中的 超声波物位仪检测到集水池中的水位处于低水位或无水状态时， 超声波物位仪会发出信号开启电磁阀 1 集水池开始纳入污水。当集水池纳入的污水至设定高水位时，超声波物位检测仪会给电磁阀 1 关闭信号，集水池停止纳入污水，此时 测仪开始检测污水的 ，若不是 6 8 之间的值，要打开电磁阀 2，向集水池投入调 节 的药物，直至集水池中污水的 达到要求，此时打开 1#污水泵向调节池纳入污水，集水池中 污水呈微氧和厌氧状态。  污水处理的第二阶段： 在曝气池中 采用能降解大分子污染物的曝气法，可使污水脱色、除臭、平衡菌群的 并对污染物进行高效除污，即好氧处理过程。整个好氧（曝气）时间一般需要 6 8h。 当曝气池中污水纳入到设定高水位时，关闭 2#污水泵，停止向曝气池纳水，此时 罗茨风机延时空载起动， 曝气池 开始曝气。当曝气处理结束后，罗茨风机空载停机，。 曝气风机在无负荷条件下起动和停止，能起到保护电动机和风机的作用。此时 3#污水泵开始向沉淀池纳水，到指定水位时关闭 3#污水泵， 经过 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 的水质沉淀， 达起动清水泵指令，将沉淀后的水 输送出沉淀池经过管道送入到需要的地方用于灌溉浇花或清洁用水 。当 沉淀池 中的 污泥检测仪检测到沉淀池底部有污泥时，就启动刮泥泵刮去沉淀池底部的污泥，当污泥检测仪检测到沉淀池底部没有污泥时，关闭刮泥泵，此时便 完成 整个处理过程 。  3. 艺特点  艺是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺。它主要有以下几个方而的特点：  价低；   方式灵活，可脱氮除磷；   易产生污泥膨胀现象。  工艺及监控图  图 2水处理监控画面  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 如图 2示，污水处理装置 包括有集水池 、调节池、 曝气池、沉淀池、鼓 风机、 污水泵 、刮泥机和电磁阀 控制系统组成。工艺过程当 开始时打开 1#电磁阀，向集水池纳入污水， 集水池 液 面达到一 定 的高度时 符合要求时 ， 1#污水泵将向集水池纳水 达到指定液位时 ， 2#污水泵向曝气池纳入污水 达到指定液位时 。曝气池开始曝气处理。处理结束后， 3#污水泵向沉 淀池纳入污水 达到指定液位时开始沉淀 ，经过沉淀后， 合格的放出清水， 然后用刮泥机刮去沉淀池底部的污泥。 接着开始下一轮的循环。 所有的控制阀门 、鼓 风机、水泵 及刮泥机 均 可手动控制。  工艺流程 图  图 2水处理工艺流程图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 本次设计针对其水质的特点，设计采用了 序批式活性污泥法，简称工艺结合 制，有效降低能耗，减少运行费用，使得具有出水质良好、管理简便、运行简便等特点  本设计介绍的污水处理工艺是按“进水、 调节 反应、 曝气 反应 、 沉淀处理， 排 出清 水 ，刮除污泥 ”步骤周期性进行生化反应。从无水流入 到排水结束算做一个周期。工艺流程图如上图所示。  本操作运行程序如下：  进水：当上电信号运行时，进水门打开，污水通过粗格栅过滤，然后又细格栅过滤，通过电磁阀 进入 到集水池。  调节 反应： 当集水池纳入的污水至设定高水位时，超声波物位检测仪会给电磁阀 1 关闭信号，集水池停止纳入污水，此时 测仪开始检测污水的 ，若不是 6 8 之间的值，要打开电磁阀 2，向集水池投入调节的药物，直至集水池中污水的 达到要求，此时打开 1#污水泵向调节池纳入污水，  曝气 反应 ：当调节池液位声波物位仪到达高水位时启动 2#污水泵，使污 水 纳 入曝气池，同时鼓风机备妥信号接收到信号启动鼓风机，开始曝气 ，  沉淀处理 ： 经过曝气处理 小时后启动 3#污水泵向沉淀池纳入污水。 在沉淀池沉淀 小时后 ， 污泥会慢慢沉入污水池底部。  排出清水：沉淀后的污水， 上面的清水有抽水泵缓慢排出池外。当水位达到处理周期开始时的最低水位时，停止排水。  刮出污泥： 剩余污泥在抽水泵停止后开始运行，利用刮泥机排泥。 此时整个污水处理过程结束。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 第 3 章  控制系统网络结构和系统控制方式  统网络结构  位机与现场设备的通讯结构设 计  可以有 两 种方式连接 接 ：通过 站 电 缆直 接连接，或者通过 带 有  的通 讯处 理 器 （ 卡 连接。 要 将 计算机 连接至 用 站 编程电 缆 是 最 常用和 最经 济 的方式。它将  与 计算机 的 。 站 编程电 缆也 能用 来 将其它通 讯设备连接 至  位机与上位机网络通讯设计  下位机 上位 相连接，通过 络实现。这时上位 槽上安装通讯卡，这里选用 讯卡。 带有线接口的通信处理器，适用于台式机，内部集成处理器。在“ 络建立与 接时，选择  址和在机架上的插槽号即可建立通信。  1 手动操作。   2 程手动遥控操作。  3 全自动操作。  前两种方式一般只在设备调试或维修时使用 ， 系统主要以全自动操作方式为主。在这种方式下  ,各类泵、 鼓 风机等设备的开、停  ,各种工况的切换都由 照预先编制的程序自动生成  ,不需要操作人员干预。每种工况的运行时间及各种测量参数均可以在线或离线调整  ,每台设备和每种工况的运行情况也都可以由上位机进行监控。 现场的泵类、风机等信号通过  控制转化也在上位机上显示。这样既能对设备开关量  (如各类泵、风机、搅拌器等的开停  )进行控制 ,又能对现场的模拟量  (如 集水池中的  等  )进行调节  ,使全厂的工艺、设备运行得到全面的控制 ；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 3备状态监控图  基于 工业组态软件设计一个城市污水处理远程监测系统。系统采用分布式控制系统结构，由上位机和现场设备构成。系统上位机采用组态王 力控 组态软件开发上位监控界面，能够完成远程实时监测和管理任务。分布于生产现场的西门子 智能检测仪表，作为该污水处理远程监 控系统的下位机使用，完成实时数据采集和自动控制的功能。 线的应用提高了数据传输的稳定性和速率。   （ 1） 提供工艺过程参数检测流程图、模拟量显示图、模拟量棒图、趋势图等动态画面显示各主要设备运行时间参数和控制回路参数设置画面。据此操作人员或工艺员可对整个工艺和设备有一个详细 和形象了解 ；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3备运行参数系统显示  （ 2） 系统主要参数和报警信号登录。登录数据可供工艺人员和控制系统设计人员参考  ,以分析设备运行情况  ,进一步改进控制方案  ,提高系统的运行效率。并对故障设备及超越仪表设定值 闪烁报警  , 提醒操作人员采取相应措施  ,确保了生产安全同时  给出可能的故障原因和解决办法。  （ 3） 可通过键盘  (或鼠标  )直接控制现场设备  ,  如启动或停止各类泵、风机、阀等。   （ 4） 进入和退出系统的口令保护  ,以免非操作员进入系统或随意中断运行中的系统。   （ 5）  控制系统硬件组成 在设计中  ,根据设备的情况和厂方用户的控制要求  ,对系统的硬件配置如图 3 示 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3控制系统组成方 框图  通过  缆线 通讯 ,实现工控机与  间的数据通讯。  （ 6） 系统软件设计用户的软件设计质量的好坏直接关系到系统的控制质量和人员设备的安全 ,所以开发一套功能完 善， 可靠性高的软件尤显重要。根据系统的实际情况 ,用户的软件设计同样分为上位机软件设计和下位机软件设计。  用户程序是在 司的  5. 2 软件平台上完成硬件组态、地址和站址的分配以及用户程序的设计开发。 要有  3 种编程方法  :线性编程、分布式编程、模块化编程。 系统应用模块化编程方法  ,根据所控制设备的实际情况  ,可把整个污水处理流程分为若干个分流程  ,每个分流程对应一个功能  (功能块  (把程序分成若干程序块  ,各程序块分别含有一些设备和任务的程序指令  ,每个功能区被分成不同的块进行编程  ,整个程序通过组织块  制调用各功能。在主程序  (将各种控制功能和各站点间的通讯数据分别编写在不同的子程序  (功能块  。系统中另外还有一些中间转   控制模块  ,例如从 声波物位仪传感器 上通过  模拟量输入模块中得到的数据必须 通过量程转换才能变成实际的 水位值  ，通过编写单独的模块  成从 实数的转换。考虑到 声波物位仪 传感器测到的 水位 可能由于干扰信号在极短的时间内出现阶跃 ， 为避免买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 干扰  ,采用在  10 s 内采集  5 个 水位  ,去掉最大和最小值取平均  ,从而可有效避免干扰。  根据系统要求 ,设计了以下几个主要界面 :  1、 弹出式主菜单 包括各个反应池总貌，实时趋势， 历史趋势 ，报警设定，报警记录，参数表， 帮助等功能选项。用鼠标点击不同的选项按钮  ,就会弹出相应的画面。各个 画面之间可以自由切换  ,并都具有屏幕拷贝和打印输出功能。  2、 总貌画面 用以实时、动态地显示各个反应池的工艺流程、工艺参数和现场设备的运行状态生动、直观。   3、 趋势画面实时趋势画面可动态显示参数的变化曲线  ,历史趋势画面可保留 30 天的参数变化曲线  ,均可打印输出。  4、 报警画面   在语音报警同时  ,弹出报警框  ,提示故障位置  ,并做历史记录。  5、 参数表画面   用以总览所有参数实测值及   流量等的累计值。  6、 帮助画面   以图文并茂的形式为用户提供 。  系统控制方式  我们力求以集散式的系统结构去设 计该系统，做到系统的扩展性好，抗风险性高。整个系统可以归结为典型的三级控制：第一级为在控制室用上位机对整个系统进行监控，并具有数据管理和信息管理功能；第二级为在现场用现场监控机对整个系统进行监控，现场监控机可以是 块、板卡配人机界面组成，主要执行现场监控功能；第三级是现场设备的手动控制，特殊情况下，操作人员通过现场手动启动、调节设备达到应急控制的目的。    该系统 中主要工艺设备采用三种控制方式，即就地设备控制箱手动控制、自动控制和远程 制。现场的泵类、供氧机和设备开关关闭信号、暴氧池的溶解氧和 模拟信号，全部经过上位机显示。先采集监控点的物理参数，均通过 线采样各个模拟量、数字量信号；控制信号同样有 出，以 线送到各控制站，控制从站通过各种模块来控制执行机构的动作。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17  选型  任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此在设计 制系统时，应遵循以下基本原则：  (1)最大限度地满足被控对象和用户的控制要求。设计前应该深入现场进行调查研究，收集资料，并与相关部分的设计人员和实际操 作人员密切配合，共同拟订控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。  (2)在满足控制要求的前提下，力求使控制简单、经济，使用及维修方便。  (3)保证控制系统的安全、可靠。  (4)考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择 量时，应适当的留有余量。其中 选择包括机型的选择、 选择、 I/O 模块的选择、电源模块选择等。下面具体介绍本课题的 择：  机型选择：本课题主要选用西门子 7列。主要根据如下：  (1)选用该机型可以满足 处理工艺控制要求。  (2)西门子 前应用比较 成熟，技术上有保证，且有丰富的成功经验可以鉴戒，缩短系统开发的周期，降低成本。  (3)为了达到 型统一，原来 一些 污水处理厂 大多 西门子的 用西门子 以达到模块互换的目的，可以减少成本。除此之外由于功能和使用方法比较类似，便于技术力量的培训和技术水平提高；同时外部设备通用，资源可以共享，易于联网通信，配上位计算机后容易形成一个多级的分布式控制系统，扩展比较容易。  门子 7中 准型，革新型、户外型和故障 安全型。其中紧凑型的 外型和故障安全型的主要用于特殊场合。革新型是标准型的改进产品价格比标准型高。因此选用标准型 中标准型 于本控制系统要与上位进行通讯，同时与现场设备进行通讯因此必须选用带现场总线扩展功能的。综合性价比与控制要求选用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 型 24C/C， 14个 输 入 /10个输出 。 新型  块 ：新型 数字 扩展 模 块 ： 23 24 32个 输 入 /32个 输出和 23 24  32个 输 入 /32个 继 电 器 输出新型 高 密 度扩展 模 块 ： 32模 拟量 输出、 4个 输出，以及 31模 拟量 输入 、 8个 输 入 _ 本 于  件包新的和 改 进的工具包括：操作系统： 现已 支持   的 改 进：自动完成 符 号 名 、 拖放 符 号 名 和 符 号名 的新 快捷键 通 讯 设置：如果在  启 动 时 检 测到 ， 则现 在将 会 自动选 择  。  库 ：通过 您可使用 端口 0或 端口 1创建   主站 或 从 站 。 现 在 端口 0或 端口 1（ 224）的  已 可用。这使您能在 端口 1上 使用  ，并将 端口 0保 留给  或自 由 端口 通 讯 使用。  通讯方式选择  您可以有 两 种方式连接 过 站 电 缆直接连接，或者通过 带 有  的