（电路与系统专业论文）基于mbr的医院污水处理模糊控制系统.pdf

西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 基于m b r 的医院污水处理模糊控制系统，将模糊控制技术与m b r 膜生 物反应器技术相结合，很好地解决了在常规污水处理技术中，鼓风机向氧化 池持续曝气过程中存在的时滞性、非线性和难以建立精确数学模型等难题。 综合分析了模糊控制理论技术、自动控制理论技术和膜生物反应器技术 的国内外现状和发展趋势，阐述了本课题的研究意义，确定了本课题的主要 研究内容。 首先，通过对医院污水处理系统的总体方案设计研究分析，确定了医院 污水处理的工艺流程和系统结构，以及设备的选型。 其次，模糊控制器的设计，以双输入、单输出型的二维模糊控制器为核 心，将受控变量和输入给定偏差e 和偏差变化率e c 作为输入，严格地反映 了受控过程中输出变量的动态特性。模糊控制器的实现是以西门子s 7 3 0 0 为核心控制器，完成了模糊控制器设计中模糊控制策略的实现方法。通过对 污水处理中采用的常规p i d 控制方法进行系统设计与仿真，并将其与模糊控 制系统仿真结果进行对比，模糊控制系统解决了常规p i d 控制中存在的输出 不稳定、超调量大、稳态误差大等问题。 最后，医院污水处理系统的监控系统是从硬件结构以及软件设计两方面 进行设计，采取m p i 通信的方式，实现上位机于下位机之间的数据传输、故 障报警、整个医院污水处理流程画面监控等功能。对医院污水处理系统进行 调试、结果分析和改进。 关键词：p l c ( 可编程逻辑控制器) 模糊控制器 m b r ( 膜生物反应器) 模糊量化查询表 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t 一一- 一- - - _ 。 一。- 一- _ - 一- - t h eh o s p i t a ls e w a g ed i s p o s a lb a s e do nm b r - f u z z yc o n t r o ls y s t e mc o m b i n e s t h ef u z z yc o n t r o lt e c h n o l o g ya n dm b r ( m e m b r a n eb i o r e a c t o r ) t e c h n o l o g y ， s o l v i n gt h ep r o b l e mo ft i m el a g ，n o n l i n e a ra n dh a r dt ob u i l da na c c u r a t e m a t h e m a t i c a lm o d e l ，w h e nt h ea i rb l o w e rs e n ds u f f i c i e n to x y g e nt om e m b r a n e b i o r e a c t o ri nt h ep r o c e s so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n t i t g e n e r a la n a l y z e dt h es t a t u sa n dd e v e l o p m e n to ff u z z yc o n t r o lt h e o r y t e c h n o l o g y ，a u t o m a t i cc o n t r o lt h e o r yt e c h n o l o g ya n da u t o m a t i cc o n t r o lt h e o r y t e c h n o l o g yi nw o r l di nt h i sp a p e r ，a n ds t a t et h ev a l u eo ft hi st h e s i se n s u r et h e m a i nc o n t e n to fr e s e a r c h f i r s t ，t h i sp a p e rd e s i g na n da n a l y z et h eg e n e r a lp l a no ft h eh o s p i t a ls e w a g e d i s p o s a ls y s t e m ，e n s u r ei t sp r o c e s sf l o w ，t h es y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ee q ui p m e n t s e l e c t i o n s e c o n d l y ，t h ef u z z yc o n t r o l l e ri sd e s i g n e dt od o u b l ei n p u ta n ds i n g l eo u t p u t t y p eo ft w o d i m e n s i o n a lf u z z yc o n t r o l l e ra st h ec o r e i tw i l lb ec o n t r o l l e d v a r i a b l e sa n di n p u tg i v e nd e v i a t i o nea n dd e v i a t i o nr a t ee ca s i n p u t ，s t r i c t l y r e f l e c t st h eo u t p u tv a r i a b l e sc o n t r o l l e dp r o c e s so fd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s t h e r e a l i z a t i o no ft h ef u z z yc o n t r o l l e rw i t hs i e m e n ss 7 3 0 0f o rc o r e c o n t r o l l e r , c o m p l e t e dt h ed e s i g no ff u z z yc o n t r o l l e ra n dt h er e a l i z a t i o nm e t h o do ff u z z y c o n t r o l s t r a t e g y t h i sp a p e ra l s od e s i g na n ds i m u l a t et h ec o n v e n t i o n a lp i d c o n t r o ls y s t e mi nt h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t ，a n dc o m b i n i n gi tw i t ht h ef u z z y c o n t r o ls y s t e ms i m u l a t i o nr e s u l t sa r ec o m p a r e d t h ef u z z yc o n t r o ls y s t e mc a n s o l v et h eu n s t a b l eo u t p u t ，l a r g eo v e r s h o o t sa n ds t e a d y - s t a t ee r r o ri np i dc o n t r 0 1 a tl a s t ，t h ed e s i g no fh o s p i t a ls e w a g ed i s p o s a ls y s t e mm o n i t o r i n gs y s t e m h a v et w oa s p e c t ：h a r d w a r es t r u c t u r ea n ds o f t w a r e d e s i g n i tt a k et h em p i c o m m u n i c a t i o nt or e a l i z et h ef u n o t i o no fd a t at r a n s f o r ，m a l f u n c t i o na l a r m ，t h e p r o c e s s f l o ws c r e e n m o n i t o r i n g o nh o s p i t a ls e w a g ed i s p o s a ls y s t e m c o m m i s s i o n i n g ，r e s u l ta n a l y s i sa n di m p r o v e m e n t k e yw o r d s ：p l c ( p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ) ； f u z z yl o g i cc o n t r o l l e r m e m b r a n eb i o r e a c t o r ： f u z z yq u a n t i z a t i o nl o o k u pt a b l e 西南科技大学硕士研究生学位论文第l 页 1 绪论 1 1 课题背景与意义 医院污水是指医院( 综合医院、专业病院以及其他医院) 向自然环境或 城市管道排放的污水。其水质随医院的性质、规模和地区的不同而异。医院 污水中所含有的主要污染物质有：病原体( 寄生虫、病原菌、病毒等) 、有机 物、漂浮物以及悬浮物和放射性物质。医院污水中含有大量的有毒、有害的 化学物质，对人民的生活会产生巨大的影响，甚至会带来生命威胁，因此， 针对医院污水的处理必须保证稳定的出水水质、高效的自动化控制和管理。 医院污水处理系统要求污水经过处理后符合国家规定的排放标准，同时 最大限度地减少污水处理的运行成本。但是由于医院污水水质成分复杂以及 浓度的波动性大，处理过程处于非稳定状态，新增的医院数量越来越多，污 水处理的难度也越来越大。 而本课题采用膜生物反应器( m e m b r a n eb i o r e a c t o r ，简称m b r ) ，它是 一种膜分离装置和生物反应器相结合而成的一种新型的水处理系统，它是近 年来开发的污水处理回用新技术。它将膜分离工程和生物工程结合起来，利 用高效膜分离技术替代传统生物处理中的二沉池，利用膜的组件进行固液分 离，使污泥截留在生物反应器中，收集滤液并回用。由于膜生物反应器具有 高分离特性，它与传统的污水处理相比，具有节能高效，稳定的出水水质、 占地小、剩余污泥产量少等优点。 本课题针对医院污水处理中的鼓风机曝气环节存在的非线性、大时滞和 难以建立精确地数学模型等特点，而采用模糊控制来解决，一般的控制方法 均采用常规的p i d ( p 比例、i 积分、d 微分) 控制，运行效果不稳定、出水 水质不佳。本课题通过对曝气量大小的模糊控制器进行设计，并采用p l c 来 实现模糊控制策略，完成鼓风机曝气量大小的实时控制。 本文研究的是基于m b r 模糊控制系统，它改变了传统的控制系统中持 续曝气的局面。采用p l c 为核心模糊控制器的污水曝气控制系统，其技术性 能稳定。它既符合现代化污水处理的实际生产要求，又具有环保的思想理念， 是一种可靠的污水处理方案，为医院污水处理实现全自动化提供了基本保证， 具有很广阔的发展前景。本课题的研究意义如下： ( 1 ) 由于医院污水中的成分复杂，并含有大量的传染病菌，必须进行彻 底的处理，因此采用膜生物反应器能够有效地进行固液分离，使微生物完全 西南科技大学硕士研究生学位论文第2 页 截留在膜生物反应器内，提高出水水质、稳定性和生产效率。 ( 2 ) 整个控制系统通过p l c 自动控制! 减少人工操作i 防止医院废水 对人体的传染，使处理过程准确、高效、稳定的运行。 ( 3 ) 针对曝气环节，增加曝气量大小控制的可靠性，减少故障率。 ( 4 ) 减少能源浪费，降低生产成本，增加企业经济效益和环保效益。 1 2 国内外发展现状 膜生物反应器的发展现状：膜生物反应器的发展历史从1 9 世纪6 0 年代 开始，首先是s m i t h 等人他1 采用一个外部循环的板框膜组件来实现膜过滤， 试验中获得了极佳的处理效果：b o d 1 1 0 ，则量化为6 ，加上偏移量6 ，以1 2 存储到位存 储字m w 2 2 中，之后m w 2 2 中的量化e 的数值赋值到d b 6 d b w l 0 中存储， 并转入下续程序执行。 误差变化率e c 的模糊量化输入与误差e 的模糊量化输入相似，故其梯形 图简略。 西南科技大学硕士研究生学位论文第4 6 页 r 零百r 1 咒。o 【1 胃口碘o = r i 玎1 卫一 = r 长 t 圈 = 汀马l 广1 兰i 5 | i 誓0 2 2 r 1 ：a ：r 1 盯- 卜_ i ，一1 0 - 1 u m r n弓2 0 j i i 7 屯兰! 竺卜_ ” n l t 图4 - 1 0 输入量模糊化程序 f i g 4 1 0i n p u t sf u z z i f i c a t i o np r o g r a m 西南科技大学硕士研究生学位论文第4 7 页 表4 1 输入量模糊化对应元素表 f i g i4 - 1 i n p u t s f u z z i f i c a t i o ne l e m e n t sc o r r e s p o n d i n gt a b l e - 65- 4- 3- 2lol234 56 ( 0 )( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 )( 8 )( 9 )( 1 0 )( 11 )( 1 2 ) 4 3 3 模糊控制查询表程序设计 模糊控制查询表程序的设计是整个程序设计的的核心，p l c 根据此段程 序算法，对表3 3 进行查询，实现模糊决策幢2 m 羽h 们”，具体的程序如下4 1 1 ： 通过图4 1 0 中的输入量模糊量化程序所得的偏差e i 和偏差变化率e c i 的数值， 在表3 - 3 中得到对应的输出控制量u i i ，表3 3 模糊控制查询表是一个1 3 1 3 的矩阵，其中输出控制量u 的离散论域区间为 - 6 ，6 ，为了可以采用无符号 数处理，对表3 3 中的输出控制量加上偏移量6 ，并转化到 0 ，1 2 的离散区 问处理，依次按照先行后列的顺序存储在d b 5 0 的数据块中，再按照先i 后j 的顺序进行定位u i i o 在模糊控制查询表查询程序中，主程序o b l 采用从左到右，从上到下， 周而复始的循环扫描方式进行，在o b l 中，模糊查询表查询程序使用功能块 嵌套的程序设计方法。首先需要定义一个能够实现模糊查询功能的功能块 f b 5 0 ，在主程序o b l 中只需调用即可，本文只给出了功能块f b 5 0 的部分程 序。由输入量模糊化程序可知，偏差e 的量化值存储在m w 2 2 中，偏差变化 率e c 的量化值存储在m w 3 2 中，首先在m w 2 2 中确定偏差e 的量化值，对 应输出量u i i 在模糊控制查询表中的所在行，然后在m w 3 2 中确定偏差变化 率e c 的量化值，对应输出量u i j 在模糊控制查询表中所在的列，以此确定u i i 在模糊控制查询表中的确切位置，并将其存储在到位存储字m w l 0 中。每一 行查询程序执行结束后，进行一次跳转动作，例如，若中间存储位m 5 0 0 的 值为l ，则程序跳转到c a s l ，c a s l 为输出量控制程序，此跳转动作大大减 少了p l c 的查询工作时问，具体c a s l 的程序描述在输出量控制程序部分介 绍。 西南科技大学硕士研究生学位论文 第4 8 页 i 卜一 图4 - 1 1模糊控制查询表程序 程o 4 3 4 控制量输出程序设计 在4 3 3 节中得出查询结果时，需要将位存储字m w l 0 中的数据经过运 算转化为直接作用在执行机构的输出变量，并经数模转换，然后通过 s 7 3 1 4 c 一2 d p ，c p u 所带的a 1 5 a 0 2 x 1 2 b i t 模块的模拟量输出点输出到执行 机构电机上口舶c a “。 在控制量输出程序中，a 1 5 a 0 2 x 1 2 b i t 的数模转换与s m 3 3 1a 1 8 x 1 2 b i t 模数转换相类似，a 1 5 a 0 2 x 1 2 b i t 输出4 - - 一2 0 m a 电流值对应p l c 系统的十 进制数为0 - - - 2 7 6 4 8 。因此，需要将m w l 0 中存放的范围为【0 ，1 2 】的输出量 西南科技大学硕士研究生学位论文第4 9 页 数据转换到0 - - 2 7 6 4 8 ，即乘以一个量化系数2 3 0 4 ，结果赋值到m w l 6 中， 并存储到数据块d b 6 中的d b 6 d b w 1 6 ，最后将共赋值给毒接外设输出 p q w 7 5 4 位置的交流继电器控制量u k l ，实现对电机的控制。 f 矛 【= = 到 图4 1 2控制量输出程序 f i g 4 1 2o u t p u tc o n t r o lp r o g r a m 此程序设计实现了模糊控制离线计算与在线，在查询表不大的情况下， 大大提高了p l c 程序执行效率，有利于增强控制的实时性，。 4 4 ：常规p i d 控制系统仿真 在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是p i d 控制。常规p 1 d 控 制系统原理框图如4 - 1 3 所示。系统由模拟p i d 控制器和被控对象组成。 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 0 页 图4 - 1 3常规p i d 控制系统原理框图 f i g 4 1 3 t h ec o n v e n t i o n a lp i dc o n t r o ls y s t e mp r i n c i p l ed i a g r a m p i d 控制器是一种线性的控制器。如图4 1 3 所示，其中偏差 p ( ，) = ，( f ) - c ( t ) ，将偏差的比例( p ) 、积分( 1 ) 和微分( d ) 通过线性组合构 成控制量对被控对象进行控制，控制规律的数学表达式为： 甜= k p e + 岛p 挑崇= 啪+ 吉p 拼，争 ( 4 1 ) 将其变换为传递函数形式为： g = 器= 聊+ 去+ 辆 ( 4 - 2 ) 其中k p 称为比例系数，正称为积分时间常数，死称为微分时间常数。 将上式离散化处理为： 鲈( 阼) = 吒 t ( n - 1 ) 一t ( n ) + k ze r 一丁( 刀) 】+ 2 t ( n 1 ) - t ( n ) 一t ( n - 2 ) ( 4 - 3 ) 其中k p 为比例系数，k ，为积分系数，尺n 为微分系数。 p i d 控制包括三个环节分别为比例环节、积分环节和微分环节。 比例环节：及时成比例的反应控制系统的偏差信号e ( t ) ，偏差一旦产生， 控制器立即产生控制作用，以减少偏差。 积分环节：用于消除静差、提高系统的误差度，积分作用的强弱由积分 时间常数乃控制，乃越大，积分作用越弱，反之则强。 微分环节：反映偏差信号的变化趋势( 变化速率) ，并能在偏差信号变得 太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速 度，减少调节时间。 p i d 控制的仿真系统如下图4 - 1 4 所示： 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 l 页 图4 1 4p i d 控制仿真系统 f i g 4 1 4 p i dc o n t r o ls i m u l a t i o ns y s t e m 通过对比例、积分和微分三个参数进行调节，得到如下的仿真效果图4 1 5 ： 园s c o p e 够豳万必面蕊酾瞄韵 。0 【蒯琵渤 图4 - 1 5 p i d 控制系统仿真效果图 4 5 模糊控制系统仿真 为了进行污水中c o d 含量大小的控制系统的仿真，必须进行被控对象 的数学模型，通常采用测量c o d 值的变化曲线来获得对象的特性。通过对 c o d 值的变化曲线特性的实际测量，经综合整理所测得的数据，得到一个纯 滞后的二阶对象，其c o d 值控制传递函数：w ( s ) = 3 e 。0 3 ( s 2 + 2 s + 1 ) 。 在第三章中我们已经对于模糊控制器的理论设计进行了详细的介绍，以 及第四章前面对于用模糊逻辑工具箱设计模糊控制器也详细的介绍，下面我 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 2 页 们就在m a t l a b 系统的s i m u l i n k 环境下，建立如图4 1 6 所示的模糊控制 器与被控对象鼓风机传递函数组成的模糊控制仿真系统m 川删，。 经过对k e 、k e c 、k u 三个比例因子进行反复调节，得到图4 1 7 所示的系 统阶跃输入下的输出曲线。由图可以看出：模糊控制系统的输出响应快速、 稳定，其超调量小、稳态误差小等优点。 将p i d 控制系统与模糊控制系统两者的仿真效果进行对比，可以得出： p i d 控制系统的仿真效果比模糊控制系统的仿真效果差，主要表现在：p i d 控制系统的超调量大，稳态误差大，到达稳态的时间较长。而模糊控制系统 的输出稳定、超调量小、稳态误差小。 图4 - 1 6模糊控制仿真系统 f i g 4 16f u z z ye o n t t r o ls i m u l a t i o ns y s t e m 娶鼍鲢照二? ? 二三i z 二：翟誊。二三二 毋鼢ppp 圆国留缀铆 渊幽 图4 - 1 7 模糊控制仿真效果 f i g 4 - 17f u z z yc o n t r o ls y s t e ms i m u l a t i o nr e n d e r i n g 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 3 页 4 6 本章小结 一一+ 。一+ 。+ 一。t f-1。- 本章主要是采用西门子p l c 对第三章中所设计的模糊控制器的实现。通 过第三章中理论计算所得到的模糊控制量表，以及第四章采用m a t l a b 离 线编程得到模糊控制量表和采用模糊控制工具箱得到模糊控制量表，对曝气 量模糊控制器进行程序设计，包括输入量模糊化程序、模糊控制查询表程序 设计、控制量输出程序设计来完成p l c 对模糊控制器的实现。最后通过采用 模糊控制与常规的p i d 控制系统进行仿真比较，得出结论。 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 4 页 5 医院污水处理的监控系统与运行 5 1医院污水处理模糊控制系统的监控系统 通过p l c 实现全自动医院污水处理，由于p l c 处于现场控制，管理人 员不能及时了解现场情况，而且人机交互性差，为了弥补这一点，开发出一 套远程监控系统，通过上位机远程监控医院污水处理的运行状况，必要时可 以通过手动来控制水泵和鼓风机，这样就可以提高故障应急能力，提升管理 水平。本课题采用m p i ( m u l t i p o i n ti n t e r f a c e ) 通信实现上位机与下位机之间 的数据传输以及上位机对p l c 的控制。 5 1 1m p i 介绍 m p i ( m u l t ip o i n ti n t e r f a c e ) 是指多点接口协议，通过它可以组成一个小 型p l c 通信网络，实现p l c 之问的少量数据交换，它不需要额外的硬件和 软件就可以网络化。每个s 7 3 0 0c p u 都集成了m p i 通信协议。m p i 的物理 层是r s 4 8 5 。通过m p i ，p l c 可以同时与多个设备之间建立通信连接，这些 设备包括编程器p g 或运行s t p 7 的p c 、人机界面( h m i ) 及其他s i m a t i c s 7 、m 7 和c 7 。同时连接通信对象的个数与c p u 的型号有关。 通过m p i 组建的网络，其站点连接数量最多3 2 个，每段最长5 0 m ，增 加r s 4 8 5 中继器后可以扩大传输距离：两个中继器之间若没有其他节点，则 最大可达1 k m 。m p i 属于西门子保密协议，支持的厂家少。这里所说的支持， 主要指各厂家的产品能通过m p i 无缝连接到网络中。m p i 的组网成本较低且 使用方便。对于连接站点少，通信速率要求不高的场合，m p i 无疑是个很好 的选择。 m p i 使用的物理接口是r s 4 8 5 ，属于串行、异步、半双工通信。传输速 率一般为1 9 2 k b i t s 、1 8 7 5 k b i t s 、1 5 m b i t s 等。 每个s 7 3 0 0 c p u 都支持m p i 通信协议，并集成了r s 4 8 5 接口，可以很 方便的组建m p i 网络。网络上的每个节点部分配了一个唯一的m p i 地址， 用于站点的身份识别。编程设备( 如p c ) 、人机接口( 如触摸屏) 和c p u 的 默认地址分别为0 、1 、2 。一般在组建m p i 网络的过程中，不要轻易改动这 些默认值。 西门子公司提供了大量的m p i 通信方式，有需要组态连接的和无需要组 念连接的通信方式，还有全局数据包通信方式。在m p i 通信方式选择上，应 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 5 页 根据系统需求进行选择。本课题属于中等数据量的传输，所以选择无须组态 连接的通信方式。 一 。 + 。+ - - 5 1 2 监控系统的硬件构成 系统构成方案：本监控系统采用上位机与下位机的方式，为了获取现场 的加药泵、变频器、鼓风机等的运行状况，完成实时显示，并对故障及时报 警，上位机采用计算机；而下位机则采用西门子3 0 0 p l c 。主要器件如下： ( 1 ) s 7 3 0 0 系统一套，包括如下器件。 s 73 14 c 2 d pc p u 一个 s 73 0 7 一个 u r 2 背板一个 f l a s hc a r d 一个 ( 2 ) 上位机系统一套，包括如下器件。 c p 5 5 6 1 接口模块一个 s i m a t i cn e t 软件一套 w i n c c 6 0 软件一套 p r o f i b u s 电缆若干，自带p g 头。 ( 3 ) c p 5 5 1 2 及编程电缆一个 上位机w i n c c 软件与s 7p l c 通过m p i 协议通信，只需在w i n c c 软 件上对s 7 c p u 的站地址和槽号及网卡进行设置。具体设置步骤如下： l 、p c 上m p i 通信卡的安装和设置 首先，将c p 5 6 1 l 插入p c ，启动计算机，在p c 的控制面板中双击“s e t p g p ci n t e r f a o e ”图标。 2 、在w i n c c 上添加s i m a t i cs 7 通信协议 打开w i n c c ，选择“t a gm a n a g e m e n t ，点击右键选择“a d dn e wd r i v e ”， 在弹出窗口中选择“s i m a t i cs 7p r o t o c o ls u i t e ”，连接驱动，将其添加 到“t a gm a n a g e m e n t ”下。 3 、选择w i n c c 通信卡 选择m p i 通信协议并按右键选择“s y s t e mp a r a m e t e r ”，进入系统参数设 置界面。 4 、w i n c c 通信连接的建立 选择m p i 通信驱动并按右键选择“n e wd r i v ec o n n e c t i o n ”建立一个连 接，如果连接多个c p u ，每连接一个c p u 就需要建立一个连接，所能连接 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 6 页 的c p u 数量与上位机所用网卡有关，c p 5 6 1l 所能连接c p u 的个数是8 个， 连接s 7 3 0 0c p u 时槽号是2 。 5 、通信诊断 如果连接通信有问题，应首先检查网卡是否安装正确，通信电缆和接头 是否接触良好，然后确认组态参数是否设置正确。 5 1 3 监控系统的软件设计 程序流程在h wc o n f i g 组态编辑硬件 ( 1 )编译成功后，在10 0 和1 0 1 中设置需要提前使用的点，在o b 8 0 ， 8 l ，8 2 ，8 3 ，8 4 ，8 5 ，8 7 ，1 2 l ，1 2 2 ，设置提示点。 ( 2 ) 然后在o b l 中编写需要的程序。 程序结构流程如图5 1 所示： 图5 1软件流程结构图 f i g 5 1t h es o f t w a r e f l o wc h a r t 程序说明： 下面给出程序主要部分代码： f u n c t i o n “通讯网诊断数据块”：v o i d t i t l e = 该数据块主要用于网络之间的诊断 用于检测来自w i n c c 的信号为ls 时钟信号 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 7 页 v e r s i o n ：0 1 v a rt e m p f a u i ja l w ：a y sr1 ：b o o l ： f a u i ja l i a y sr o ：b o o l ： e n dv a r b e g l n n e t w o k t i t l e = w i n c c 发来的信号，常一检测 脉冲信号常l 时，也表示错误 ad b 6 0 d b x3 0 2 o ： ls 5 t 撑5 s ： s d“a l w a y slw l n c ct op l c ”： a nd b 6 0 d b x3 0 2 o ： r“a l ，f 气y slw i n c ct op l c ”： l“a l w a y slw l n c ct op l c ”： t “e x c h a n g es i g n a ld b ”p l c t 0 一w i n c c a l ，a y s 一1 一r u n t i m e ； l c“a l w a y slw i n c ct op l c ”： t “e x c h a n g es i g n a l d b ” p l c t o l w i n c c a i w a y s1r u n t i m eb c d ： a“a l w a y slw i n c ct op l c ”： = 撑f a u l ta l i a y sr l ： n e t w o r k t i t l e = w i n c c 发来的信号，常零检测 脉冲信号常o 时，也表示错误 a nd b 6 0 d b x3 0 2 0 ： ls 5 t 撑5 s ： s d“a l 气y sow i n c ct op l c ”： ad b 6 0 d b x3 0 2 0 ： r“a l 硝j y s0w i n c ct op l c ”： l“a l 、7 l 州sow i n c ct op l c ： t “e x c h a n g es i g n a ld b ”p l c t o w i n c c a l w a y s 一0 一r u n t i m e ； l c“a l f a y sow l n c ct op l c ”： t “e x c h a n g es i g n a ld b ”p l c t o w i n c c 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 8 页 a l w a y s 一0 一r u n t l m e b c d ； a“a l y s0w i n c ct op l c ”： 。 -。- 一 = 捍f a u l r _ a l w a y s r 0 ； n e t w o r k t i t l e = 发给w i n c c 的信号， 发给w i n c c 一秒时钟脉冲， 1 秒时钟信号 让其在另一端也检测其连接良好性 a“lsc l o c ks l g n a l ”： = “e x c h a n g es i g n a ld b ”p l c t o w i n c c h e a r t b e a t ； n e t w o r k t i t l e = 错误信号 当该错误信号出现时，表示连接已经断开，后期来自w i n c c 的信号要执 行的多年工作全部停止 0群f a u i ja l w a y sr 1 ： 0撑f a u 【ja l w a y sr 0 ： = “f a u l ts i g n a ld b ”f a u l tl ： n e t w o r k t i t l e = 上位机复位错误信号 当出现错误信号时，上位机可复位，常1 常0 错误已经正常 a撑f a u l ra l w a y sr l ： a撑f a u 【ja l w r a y sr o ： ad b 6 0 d b x3 0 2 1 ： r“f a u l ts i g n a ld b ”f a u l tl ： e n df u n ct i o n 5 2 医院污水处理运行和调试 医院污水处理模糊控制系统的运行过程由p l c 自动控制和手动控制方 式，正常情况下受p l c 控制。其中，提升泵用于将化粪池污水提升，经预过 滤器后进入m b r 处理系统，当化粪池液位计处于低水位或高水位或提升泵 过电流保护报警时，提升泵处于中止运行状态；当提升泵处于运行状态时需 确保进水阀处于自动或手动运行。循环泵按照p l c 程序设计要求自动运行， 手动控制和自动控制可进行切换。氢氧化钠加药泵的运行也采用p l c 自动控 制，当氢氧化钠计量箱液位计低液位或好氧池p h 值高于8 5 时，氢氧化钠 西南科技大学硕士研究生学位论文第5 9 页 加药泵将自动停止运行。 医院污水处理的运行结果以及采样数据如下：其中监测采样每隔2 小时一 进行一次，连续两个生产周期，采样时间共计4 8 小时。 医院污水处理小试装置废水进口检测结果： 表5 - i废水进口检测数据 t a bl e 5 1 w a s t e w a t e ri m p o r tt e s td a t a 次数 项目 n h 3 一n ( m g 1 ) c o d c r ( m g 1 ) b o d ， ( m g 1 ) s s ( m g 1 ) 粪大肠杆菌 ( 1 0 6 个l ) 2 6 5 6 3 3 8 6 9 2 3 2 1 5 3 2 4 8 6 9 2 9 4 8 7 3 6 5 5 2 3 9 2 5 4 2 5 6 9 8 1 8 5 6 2 2 8 3 6 5 3 3 2 4 5 3 5 2 4 6 2 7 5 7 8 2 9 2 4 9 3 0 1 5 4 3 4 1 2 5 2 9 2 5 8 2 7 1 2 6 3 0 5 6 9 3 8 2 5 7 2 8 3 6 4 1 9 6 8 3 2 5 4 3 2 6 2 2 1 1 4 3 1 8 9 1 5 4 2 0 6 3 5 9 2 6 8 4 3 2 2 7 9 6 8 3 2 2 6 9 8 4 1 9 2 6 5 l 1 6 5 3 5 8 1 7 6 6 2 8 2 2 5 3 6 l 2 5 6 2 7 8 2 1 8 8 4 2 2 0 5 6 9 4 2 1 9 4 6 5 2 6 7 5 6 2 2 2 5 3 8 6 2 4 6 1 4 7 1 9 0 5 8 2 1 5 8 6 3 9 1 8 6 2 5 7 2 2 4 3 6 4 9 4 3 7 8 8 8 2 5 9 7 8 5 6 2 8 0 8 7 6 1 0 2 3 6 4 1 0 9 6 9 2 9 4 5 3 l 8 8 2 5 l 8 1 0 2 3 8 5 6 3 0 9 0 5 6 7 9 5 0 7 8 8 9 3 2 4 9 1 2 1 3 8 6 2 5 8 1 1 3 7 2 6 1 0 3 2 4 l 9 9 6 3 8 8 8 2 4 7 7 5 2 4 5 7 9 2 6 8 8 4 1 4 8 8 5 7 8 6 4 7 9 1 0 7 1 2 4 8 9 6 8 7 0 6 6 8 3 1 0 3 9 8 8 6 8 1 l1 2 l o l 9 4 6 9 6 2 7 0 8 0 1 0 5 1 6 5 1 3 6 1 6 9 1 5 8 1 7 4 1 8 1 2 3 6 2 8 l 1 2 4 1 3 4 1 5 2 1 9 4 2 0 l 1 8 7 1 9 7 1 8 2 1 7 6 1 5 8 1 4 7 1 6 9 2 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 n ! b m ：2 m 捕 捞 加 雒 挖 西南科技大学硕士研究生学位论文第6 0 页 2 32 1 4 6 l 2 4 8 4 2 19 3 6 8 39 61 8 4 2 4 2 9 3 6 7 2 1 7 7 6 4 9 1 3 6 4 9 2 1 6 5 一一 平均值 2 9 7 4 5 2 1 9 6 4 59 1 0 2 48 61 7 4 医院污水处理小试装置废水出口检测结果： 表5 - 2 废水出口检测数据 fig 5 - 2w a s t e w a t e re x p o r tt e s td a t a 次数 项目n h 3 - n ( m g 1 ) c o d c ， ( m g 1 ) b o d 5 ( m g i ) s s ( m g 1 ) 粪人肠杆菌 ( 个l ) o 8 5 9 0 6 5 3 0 9 8 7 0 8 4 6 o 7 5 4 0 6 5 8 0 7 8 2 o 9 5 l 0 5 6 3 0 7 8 6 0 8 9 4 o 8 6 l 0 9 3 2 0 7 5 2 0 6 3 7 0 7 5 4 0 4 6 9 0 8 8 6 0 7 7 8 0 8 4 5 1 8 5 2 6 1 6 9 5 4 1 5 8 3 9 1 6 2 5 2 1 9 3 5 3 1 9 8 7 8 1 8 4 7 3 1 5 2 5 6 1 3 4 6 4 1 5 0 2 5 1 7 9 8 3 1 8 6 3 2 1 7 6 0 l 1 6 8 3 5 1 7 6 5 4 1 9 0 5 6 1 7 9 5 3 1 9 0 8 9 1 5 9 2 6 1 3 5 3 4 o 3 2 6 o 3 1 3 0 2 9 8 o 3 3 7 0 3 6 9 0 2 8 5 0 2 2 4 0 2 5 6 0 3 1 0 0 3 0 2 0 2 8 7 0 3 3 9 o 3 4 8 0 3 2 5 0 2 5 8 o 1 9 7 0 2 0 6 0 2 6 7 0 2 9 5 0 2 7 3 o 8 5 o 6 5 o 5 6 o 7 8 0 8 6 0 5 l 0 4 5 o 5 7 0 3 9 0 8 4 0 7 9 0 6 8 0 7 3 0 8 5 0 9 2 o 8 6 o 9 l o 5 8 o 3 8 o 6 7 8 9 9 2 7 3 1 0 8 8 6 8 3 7 4 8 6 9 5 8 6 6 9 7 8 7 3 9 5 8 4 8 6 9 l l o l 8 5 9 4 2 3 4 5 6 7 8 9 m n 屹 ：2 怕 他 侈 抛 西南科技大学硕士研究生学位论文第6 1 页 氨氮( n h 3 - n ) 的去除率= 堕型型坚篙蜀罢基学警等产= 2 9 _ 7 甄4 5 矿- 0 2 4 9 = 的3 c。的去除率=堕型望坚蔷曷善嘉芋莩蓦产=百219645-17953=918 b 。的去除率= 堕型壁坠苇易薹蓦芋拿笔产= 百9 1 0 4 2 - 0 2 0 6 = 9 9 7 s s 的去除率= 丛鼍篆案掣= 半- 9 8 9 粪大肠杆菌的去除率= 丛鼍豢器笋= 百1 7 4 - 8 6 = 5 0 6 其中，对污水处理的效果影响主要是c o d 。，、氨氮和b o d 5 ，针对以上 话行结罩乃锌新瞑陴活7 k 肺硼馗煳坊制磊纬的；云行新罩绱杯 5 3本章小结 本章主要是介绍医院污水处理的监控系统。以采用m p i 通信实现上位机 p c 与下位机p l c 之间的数据传输和上位机对p l c 的控制，实现监控系统对 整个医院污水处理过程进行监控，主要从监控系统的硬件构成和软件设计两 方面来实现。最后通过对医院污水的进出口水质的检测数据验证模糊控制控 制系统的好坏。 6 4 6 9 6 7 8 9 7 8 5 2 3 6 1 8 9 7 7 7 o 0 o 0 0 l 2 9 5 1 5 6 8 l o 3 3 3 3 3 o o o o o 9 6 4 5 9 7 o 5 3 6 6 8 2 4 2 5 s 9 7 7 3 8 1 6 5 $ 的 o o o o o 值 n 砣 m 均 平 西南科技大学硕士研究生学位论文第6 2 页 结论：日j ，匕 本文介绍了膜生物反应器在污水处理中的作用以及国内外发展历史