PLC液位控制系统外文翻译.doc

本科生毕业设计（论文）外文翻译题 目： 基于S700-PLC连铸结晶器液位控制系统 学 院： 环化 系 过程装备与测控工程 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 测仪093班 学 号： 5801209094 姓 名： 邱发生 指导教师： 张宇 填表日期： 2013 年 3 月 28 日 基于S7300PLC污水处理自动控制 系统的设计与实现 白京京赵子贤鲍春红冯仕广 内蒙古大学电子工程学院呼和浩特中国 摘要 随着县级城市家庭污水处理的需求，市政污水处理自动化系统中的分散控制系统应运而生，通过WinCC组态软件和西门子S7-300PLC来监控每个子系统市政污水处理情况，这个系统主要特征如下：收集PLC数据、协议转换、光纤传输数据、组态软件的实现、实时数据在数据库中的存储以及显示各类报表、曲线及警报等。本报刊介绍这个系统设计思路以及详细的特征。关键字：污水处理；分散控制系统；西门子S7-300PLC ；WinCC组态软件1、引言 随着中国经济的快速发展，环境保护成为日益突出的话题，污水处理是环境保护中最重要的一部分。由于计算机技术和污水处理技术的快速发展，很有必要采用先进的控制技术和设备来监控污水处理过程。内蒙古呼和浩特土黑特左旗的污水处理工程就是呼和浩特市政级城市典型的一种，它通过使用循环活性污泥系统来处理污水。这个工程中，我实际用了一个基于西门子S7-300PLC和WinCC6.2的监控软件的DCS系统。2、 循环活性污泥系统工程循环活性污泥微生物处理系统是一种多参数（如液位、水质、流动速率、压力等）、多任务（进水、通风、沉淀、排水等)、多设备（沉降器、鼓风机、校准器等）的复杂系统，它是整个微生物处理系统的核心。循环活性污泥系统池主要反应区通过“通风静止沉淀排水”的循环过程。而在其中，循环活性污泥池的氧气溶解控制，厌氧段控制，好氧段控制是核心。 表格1.污水处理流程图3、 控制系统的结构污水处理自动控制系统的结构是集中式管理控制和分散式控制。此控制系统采用了结合远程控制自动控制、远程人工控制和字段自动控制方法。为了保证污水处理系统的有效运行，PLC的主控制器必须是独立的。如果其中任何一个子系统破坏，它不会影响其它正常运行的设备。即使整个系统出现了故障，它也能调整至字段人工控制模式来及时保证污水处理的正常运转，控制中的PC采用双冗余模式来实现实时控制。两个备用的服务器彼此共同完成监控任务。如果其中一个服务器失效，另外一个可以完成监控任务，自动的保证了系统可以在万一没有人工干预的前提下继续提供服务。 表格2.控制系统结构4、 数据通信 S7系列的PLC通信网络主要包括以下：数据通信多点接口协议、现场总线工业以太网、点点连接、通信传感器接口过程。本控制过程包含有现场总线、工业以太网的使用及点点连接。A. S7-300PLC 和WinCC之间的通信PLC和PC之间的通信通过工业以太网，实现PLC数据域PC组态软件实时数据库通信。通过光纤，PC可以监控远程现场设备。PLC选择了具有融合工业以太网接口的315-2的CPU。S7-300PLC 和WinCC之间的通信使用了网络协议，而网络协议是在IT设备通信协议的一种标准。虽然反应时间在100ms数量级，但对于工厂中的控制，此反应时间足够了。B. PLC主站和从站间的通信PLC主站使用西门子S7-300PLC，的PLC车间使用西门子S7-200PLC，PLC主站和从站的通信使用现场总线。现场总线是国际化的、开放的，但不依赖于现场总线设备制造水平。这是一个用于自动化车间层控制、数据通信和现场设备控制的现场总线。现场总线传输速率在9600波特至1.2波特，当主系统启动时，所有连接主线的设备应该置于相同速率。这可以实现从现场设备到工作室的分散化的数字控制和现场网络沟通，以便能为工厂提供随时可变的方法来实现综合自动化及现场设备智能化。西门子S7-300的PLC的处理器模块是CPU 315-2 ，它有自己现场总线接口。S7-300PLC现场总线用来作为主站，S7-200PLC现场总线作为从站，而S7-200PLC没有自己的现场总线通信接口，所以它必须通过EM277与主站进行通信。C、PLC与电源设备间的通信基于设计的需求，需要建立起PLC与电源设备间的通信，到目前为止，它应该能够监控供电系统的电压和功率，西门子PLC与电源设备点与点间的通信连接是通过CP341通信模块。供电设备提供了RS485半双工异步串行通信接口，以及使用了MODBUS RTU通信协议。由不同制造商生产的控制设备可以通过MODBUS协议来连接。连接在不同网络的设备可进行数据通信。MODBUS在一条线上可以连接多个设备，而且每个设备可以设置它自己的通信地址，每个控制器通过此地址来区分这些设备。同样，由地址发出的信息决定设备做什么。如果响应为需要的，控制器将会创建反馈信息并通过MODBUS协议将其发出。在其它网络中，有许多通信协议信息转换的框架和包结构。此转换也拓展了解决其它地址以及在特定网络环境下的通信途径及错误识别问题的方法。5、 西门子S7-300硬件 S7-300是PLC模块化，它包括架层、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理模块、电源模块和程序模块。PLC系统包括三个架层，主架与扩展架通过IM通信。污水处理阶段的阶段I有23个模拟量输入点，3个模拟量输出点，222数字输入点和68个数字输出点。PLC硬件配置中留有15%的储备硬件配置，用来留给阶段II使用。S7-300PLC硬件图如表格三。 表格三.S7-300PLC硬件表6、 PC监控系统构成 此报刊将汉化版的WinCC 6.2作为系统配置软件来实现监控功能模块。它提供了各种各样PLC驱动器，这使得PLC与PC间的连接简易多了，且当PLC与WinCC连接时，在STEPT中变量列表可以直接使用。PC监控系统功能模块图如图表4.表四.PC监控系统功能模块表“PC监控系统的构成”1） 控制功能：为实现在主控制器中线上设备的实时控制，如设备开始/暂停、模块输出调节、PLC操作参数在线设置等。2） 显示功能：通过图形和动画显示被控设备的运行状态，显示现场设备实时运行参数。3） 档案管理：根据变化速率、运行参数的重要性、实时和历史的运行状态来设立一个产生数据库并且存储用于计算和分析的生产原始数据。4） 报警功能：当模拟值（如电流、压力、水位、浓度等）测量超出给定的范围，或者数字值（如电动机开始/暂停、阀门开/关）出现故障时，根据不同的要求实现不同的报警等级。5） 打印功能：实现记录、表格、各种事件和报警的实时打印，打印种类可以划分为定时打印、事件引发打印和用户自定义打印。6） 登陆管理：其目的记录用户登陆和退出的信息，搜寻不同用户的使用间距。7） 权限管理：给不同用户设置相同的访问保护功能，阻止未经授权的用户访问监控系统。7、 PLC控制程序 用户通过STEP7软件，使用模块化设备来实现PLC系统的编程。程序流程图如表格5。控制系统采用模块化程序，根据整个技术程序工作室将其分为10个子程序。在主程序中，它可以用正确的命令来调用子程序。首先，在组织块35中写了一个模拟采集子程序，而且模拟数据每100ms刷新一次。然后，控制程序分为远程人工控制和远程自动控制，它可以通过位标志来实现两种方式的切换。远程人工控制可以人工地控制设备启动/暂停，而远程自动控制可以通过现场参数的变化自动调节设备状态。因此，此程序可以自动和及时执行每个周期。当出现连续障碍时，所有设备会自动停止。网络通信协议采用轮流多站点方式与电表进行通信。表5.PLC程序控制流程图8、 结论 污水处理中的自动控制系统是值得普及的，