過濾流程plc畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計 論 文 論文題目： 基于PLC的過濾流程控制系統(tǒng) </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　班級學號： 43 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣自動化技術

2、 </p><p>　　院 （系）： 電氣工程學院 </p><p>　　指導教師：唐婷老師 職稱 副教授</p><p>　　二零 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，對

3、環(huán)境質(zhì)量提出更高更好的要求。因此，解決好水污染問題，有效地實現(xiàn)污水處理，是保護生態(tài)環(huán)境以及為人們營造舒適生活環(huán)境的重要條件。</p><p>　　本文在參閱大量技術參考文獻的基礎上，對污水過濾流程的實際工藝進行了詳細的研究；根據(jù)污水過濾流程的工藝特點和要求，采用PLC實現(xiàn)其自動控制。其次，依照控制系統(tǒng)設計的原則和步驟，分別進行了系統(tǒng)硬件設計和軟件設計。在選擇歐姆龍系列的可編程控制器的基礎上，對沉降罐排污、過濾器過

4、濾和過濾器反沖洗三部分進行了控制系統(tǒng)設計。設計好的過濾流程PLC控制系統(tǒng)有望實現(xiàn)污水過濾流程系統(tǒng)的有效控制控制，節(jié)省人力物力。</p><p>　　論文主要由過濾流程工藝、硬件選型和軟件設計三大部分組成。過濾流程工藝部分主要介紹了過濾流程的工作原理、工藝特點和控制要求；硬件選型部分詳細說明了PLC功能模塊的選型、輸入輸出點數(shù)的確定和輸入輸出地址的分配；軟件設計部分主要論述了PLC內(nèi)部地址的分配、程序流程圖和梯形圖

5、等內(nèi)容。 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of our national economy and the people’s living standards improved, people need higher quality and better environmental

6、requirements. As a result, solving the problem of water pollution and completing the sewage treatment are the important condition that protects the ecological environment and creates the comfortable living environment. &

7、lt;/p><p>　　After reading a lot of technical reference, researches the actual sewage disposal process in the filtration process, and sewage filter achieves the automatic control by PLC according to the technolo

8、gical characteristics of the process and requirements. Second, completes the system hardware and software design in accordance with the principles and steps of control system design. The control system design can is divi

9、ded into the sewage settling tank, filters and filter backwash in the choice of th</p><p>　　This dissertation has three major components by the filtration process technology, selection of hardware and softwa

10、re design. Filtering process introduces some of the major filtering process flow works, process characteristics and control requirements. Hardware selection section details the selection of PLC modules, input and output

11、points to determine, the distribution of input and output address. Software design discusses some of the major PLC internal address allocation, program flowchart and</p><p>　　Key words: Filtration process;

12、Subside; Backwash; PLC; LD 目錄</p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義4</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1..1 國內(nèi)污水處理情況4</p&

13、gt;<p>　　1.2.2 國外污水處理情況5</p><p>　　第二章 過濾流程及PLC概述7</p><p>　　2.1 工藝流程及設備控制要求7</p><p>　　2.1.1 沉降、過濾過程的原理7</p><p>　　2.1.2 沉降、過濾過程的工藝流程7</p><p>　　2

14、.1.2.1 沉降罐排污流程8</p><p>　　2.1.2.2 過濾器過濾流程8</p><p>　　2.1.3 工藝設備的控制要求9</p><p>　　2.1.3.1 控制系統(tǒng)組成9</p><p>　　2.1.3.2 設備控制原理10</p><p>　　2.2 可編程控制器PLC概述11<

15、/p><p>　　2.2.1 PLC的基本概念11</p><p>　　2.2.2 PLC的基本結構11</p><p>　　2.2.3 PLC的工作原理13</p><p>　　2.2.4 PLC的主要特點14</p><p>　　2.3 本章小結15</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的

16、硬件設計方案16</p><p>　　3.1 PLC硬件選型16</p><p>　　3.2PLC的發(fā)展17</p><p>　　3.3 PLC的分類18</p><p>　　3.3.1 按I/O點數(shù)容量分類18</p><p>　　3.3.2 按結構形式分類19</p><p>　

17、　3.3.3按功能分類20</p><p>　　3.4 PLC的硬件基本組成20</p><p>　　3.5 PLC選型24</p><p>　　3.6 西門子S7-200 PLC 的特點24</p><p>　　3.7 西門子S7-200 PLC CPU選型25</p><p>　　3.8 PLC 控制輸入

18、/輸出端子接線圖25</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的軟件設計方案27</p><p>　　4.1 PLC內(nèi)部地址分配27</p><p>　　4.2 STEP 7-Micro/WIN 32軟件介紹28</p><p>　　4.2.1 STEP 7-Micro/WIN 32的主要功能29</p><p>　

19、　4.2.2 STEP 7-Micro/WIN 32的基本指令29</p><p>　　4.3系統(tǒng)戶設計的原則31</p><p>　　4.4 系統(tǒng)的控制要求31</p><p>　　4.5I/O地址分配31</p><p>　　4.5.1 分配原則32</p><p>　　4.5.2 I/O地址常見分配方法

20、32</p><p>　　4.5.3 沉降、過濾工藝流程圖32</p><p>　　4.5.4軟件程序梯形圖 見附錄34</p><p>　　4.5.5 程序的調(diào)試34</p><p><b>　　結論35</b></p><p>　　第五章 論文總結37</p>&l

21、t;p><b>　　參考文獻38</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p><b>　　第一章 緒論 </b></p><p>　　1.1 課題研究的背景及意義 </p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，必然

22、對環(huán)境質(zhì)量提出更高更好的要求。但是伴隨著城市規(guī)模的不斷擴大，被污染的淡水資源也在逐年增加。水，作為一種必不可少的資源，長期以來一直被認為是取之不盡，用之不竭的。在這種觀念的驅(qū)使下，水環(huán)境的質(zhì)量越來越惡劣，水資源短缺也越來越嚴重，由此造成的水危機將成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。解決好水污染問題，對污水處理后再排放，是保護生態(tài)環(huán)境以及為人們營造良好舒適生活環(huán)境的重要條件。</p><p>　　我國“十一五”規(guī)劃綱要

23、提出了“節(jié)能減排”的明確目標；2009年7月19日，國務院辦公廳印發(fā)了《2009年節(jié)能減排工作安排的通知》；2009年12月18日，國務院總理溫家寶出席了哥本哈根氣候變化會議領導人會議，并發(fā)表了題為《凝聚共識 加強合作 推進應對氣候變化歷史進程》的重要講話，全面闡述了我國政府應對氣候變化問題的立場、主張和舉措?？梢姽?jié)能減排已是我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇；是維護中華民族長遠利益的必然要求。</p>&l

24、t;p>　　過濾流程PLC控制系統(tǒng)是利用可編程控制器（PLC）將多套沉降裝置和過濾裝置聯(lián)接起來對污水實現(xiàn)全自動控制的系統(tǒng)；是一套污水處理系統(tǒng)的重要組成部分；是降低水污染、改善水環(huán)境質(zhì)量的重要技術手段。它把回收的污水（又稱原水）進行加藥沉降，上層清液過濾后可以重新利用。這樣就能夠避免直接把廢水排放到自然環(huán)境所造成的環(huán)境污染問題，節(jié)能減排，既能緩解水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化的趨勢，又能改善水資源短缺的態(tài)勢，促進經(jīng)濟社會快速穩(wěn)定向前發(fā)展。<

25、;/p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1..1 國內(nèi)污水處理情況 </p><p>　　目前我國的水污染較為嚴重，并且污水的排放量在逐年增加。我國每年排放的污水量已超過400億立方米且處理率低，大量的污水直接排入天然的水體中，造成了嚴重的水體污染。據(jù)統(tǒng)計已超過80%的河流受到不同程度的污染，因此加快污水處理務。</p><

26、;p>　　我國污水處理水平低，不論是設備還是技術，或者是處理的深度和廣度，都遠遠落后于歐美等發(fā)達國家。我國平均每200多萬人擁有一座污水處理廠，而且在污水處理的深度上也存在著很大的欠缺。到2004年底，我國已建設的城市污水處理廠668座，其中二級處理廠282座。這些污水處理廠的建設，極大地提高了污水處理水平，但是處理量的增加仍遠遠滯后于污水排放量的增加，兩者之間的差距還在進一步拉大。根據(jù)按98年的資料，我國城市污水的處理率僅為15

27、.8%，而歐美等發(fā)達國家如美國早在1980年就已達到70%了。我國現(xiàn)存的污水處理設備運行狀況是1/3運行正常、1/3不正常、1/3處于停止狀態(tài)，前景堪憂。 </p><p>　　我國污水處理的普遍情況是污水處理能力增長緩慢、污水處理率低和自動化程度不高，且主要表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　⑴ 污水處理技術落后</p><p>　　長期以來，我國污水處理技

28、術都是沿襲歐美國家的處理技術，在吸收、消化的同時形成自己的技術，但是我國現(xiàn)階段采用的大部分技術都是上個世紀歐美國家的處理技術。這些技術存在效率低、能耗高、維修率高、自動化水平低等缺點，并且嚴重制約了我國污水處理能力的提升，使得我們與同時期的歐美國家的污水處理技術存在很大的差距。</p><p>　?、?污水處理能力不足</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水的排放量日益增加。單獨

29、依靠以前中下型的污水處理系統(tǒng)很難滿足污水處理的需要，研究和開發(fā)高效的、大型的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫了。</p><p><b>　?、?管理水平低</b></p><p>　　我國各種類型及層次的控制系統(tǒng)并存，良莠不齊。這使得污水處理技術復雜，操作人員的技術素質(zhì)和管理水平不能很好適應，這就制約了污水處理系統(tǒng)的正常運行。</p><p>　　1

30、.2.2 國外污水處理情況</p><p>　　在國際上，大規(guī)模的水污染治理最早是在二戰(zhàn)后，由于上世紀50年代經(jīng)濟蓬勃發(fā)展帶來的，60年代日益嚴重的環(huán)境污染而展開的，如英國的泰晤士河和歐洲的萊茵河等水系的污染和治理就是典型的例子。至70年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了18000余所污水處理廠，英國、法國、德國、瑞士等各耗費巨資興建了7000至8000座污水處理廠，這些污水處理廠的投入運行對這些國家的水體污染改觀

31、起到了關鍵的作用，也為人們治理水污染積累了豐富的經(jīng)驗。經(jīng)濟發(fā)達的歐美國家除了非常重視污水處理的新理念和新技術之外，更重視污水處理的自動控制問題，先后研究開發(fā)了各種高效率，智能型和集約型的污水處理系統(tǒng)，并采用了計算機自動控制處理工藝，取得了非常理想的效果。許多先進的污水處理廠基本實現(xiàn)用計算機進行數(shù)據(jù)記錄和運行過程控制，實現(xiàn)了全自動無人值守控制模式。如美國的愛阿華污水處理廠采用數(shù)字式計算機控制自動加釩，運轉(zhuǎn)一年就降低釩消耗20%，并且提高了

32、管理水平和穩(wěn)定了水質(zhì)。此外，德國慕尼黑城市污水處理廠、日本東京朝霞污水處理廠等也先后采用計算機自動控制污水處理工藝，并取得很理想的效果?，F(xiàn)在美國大中型污水處理廠均采用一套集散型的自動控制系統(tǒng)進</p><p>　　多樣化的污水處理工藝和先進的自動控制系統(tǒng)使得歐美國家的污水處理產(chǎn)業(yè)在整個國民經(jīng)濟中占有較為重要的地位，并使得他們的污水處理規(guī)模、工藝、自動化程度都處在世界領先的地位。</p><p&

33、gt;　　目前歐美國家的污水處理自動控制系統(tǒng)一般具有以下的特點：</p><p>　　（1） 采用分布式計算機控制；</p><p>　?。?） 工藝的自動調(diào)整；</p><p>　?。?） 工藝過程趨于復雜；</p><p>　?。?） 冗余化設計；</p><p>　?。?） 大量采用智能儀表；</p>

34、<p>　?。?） 無線通信技術。</p><p>　　第二章 過濾流程及PLC概述</p><p>　　2.1 工藝流程及設備控制要求</p><p>　　2.1.1 沉降、過濾過程的原理</p><p>　　圖2.1是一個污水處理的流程原理圖。</p><p>　　圖2.1 完整的污水處理流程圖&l

35、t;/p><p>　　它是將原水（污水，廢水）經(jīng)過加藥、消毒，然后在沉降罐中沉降，最后通過過濾器過濾成可以正常利用的水。原水過濾包括污水處理和污泥處理兩個子系統(tǒng)，他們之間相輔相成，共同構成一個完整的污水處理系統(tǒng)。今天我的論文不是來討論這整個系統(tǒng)，而是探討其中的一小部分——沉降和過濾。</p><p>　　眾所周知，過濾流程是將原水經(jīng)過加藥處理過后，在水中產(chǎn)生化學反應形成許多的絮凝物，再經(jīng)過一段

36、時間的靜置，最終將原水中的大分子物質(zhì)沉降到罐的底部，上層的清液由沉降罐的頂部流出。經(jīng)過加壓泵直接進入過濾器中，液體通過過濾器過濾就可以達到所要求的技術指標。沉降罐底部的淤泥需要定時排出。</p><p>　　沉降和過濾過程是通過沉降罐和過濾器實現(xiàn)的。沉降罐是用來沉降液體中的絮凝物，一般采用3～5個沉降罐并聯(lián)工作。該過濾流程工藝采用了4個沉降罐，并且每個沉降罐底部周圍都有4個排污閥，在設定的循環(huán)周期中，4個排污閥依

37、次打開（4個排污閥中只有1個打開），將罐底的淤泥排出。過濾器是內(nèi)部填充有多層濾料的承壓罐，一般采用6～10個過濾器并聯(lián)工作，該過濾流程工藝使用了8個過濾器。每個過濾器過濾一段時間之后要進行反沖洗操作，這樣可以清除濾料上的污漬，以保證整個流程連續(xù)不斷的運行。過濾器從開始進水過濾到反沖洗完畢算作一個周期。</p><p>　　2.1.2 沉降、過濾過程的工藝流程</p><p>　　污水處理

38、系統(tǒng)的過濾流程的工藝流程圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 帶設備的過濾工藝流程圖</p><p>　　2.1.2.1 沉降罐排污流程</p><p><b>　?、?沉降</b></p><p>　　原水在經(jīng)過加藥混合后，沿著管道分別送入M1、M2、M3、M4等四個沉降罐中。靜置一段時間，等到將大部分雜

39、質(zhì)沉淀在沉降罐底部時，再將上層清液由頂部的出水口流出，最后通過加壓泵加壓進入過濾器中。</p><p><b>　　② 排污</b></p><p>　　沉降一段時間后，每個沉降罐底部都會產(chǎn)生大量的淤泥，這時就需要依次將沉降罐底部的4個排污閥門打開，并且每次只能有一個閥門打開，最終將底部的淤泥全部排出。</p><p>　　2.1.2.2 過濾

40、器過濾流程</p><p><b>　?、?過濾</b></p><p>　　把經(jīng)過沉降的上層清液分別送入N1～N8等8個過濾器中。將每個過濾器的進水閥和出水閥都打開，上層清液由進水閥流入，經(jīng)過過濾器的多層過濾后，由出水閥流出，最后送入清水池存儲起來。</p><p><b>　　② 反沖洗</b></p>

41、<p>　　每個過濾器過濾一段時間后都要進行反沖洗。首先將過濾器的進水閥和出水閥關閉，再打開排水閥和排氣閥，將過濾器中的水和氣體排出。待水和氣體排出后，再將排水閥和排氣閥關閉。最后啟動反沖洗泵，打開反沖洗進水閥和出水閥，開始反沖洗操作。</p><p>　　2.1.3 工藝設備的控制要求</p><p>　　該過濾工藝采用的設備都具有手動/自動功能。當設備處于自動工作狀態(tài)時，所有

42、的設備將按PLC程序中設定的時間間隔工作。當設備處于手動工作狀態(tài)時，操作工可以使用控制盤上面的按鈕來控制設備的運行22(。</p><p>　　2.1.3.1 控制系統(tǒng)組成 </p><p>　　在控制室有一面控制盤?？刂票P上有用于控制操作的開關、按鈕和定時器，以及用于顯示工作狀態(tài)的指示燈等控制設備?？刂票P內(nèi)安裝有一臺OMRON的CQM1系列的PLC。PLC輸出節(jié)點通過電纜線和現(xiàn)場的設備相

43、連。控制閥均采用氣動蝶閥，控制電磁閥采用兩位五通單電控電磁閥。</p><p>　　控制系統(tǒng)組成如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 控制系統(tǒng)組成圖</p><p>　　2.1.3.2 設備控制原理</p><p><b>　?、?沉降罐的控制</b></p><p>　　沉降罐的控制

44、分為手動和自動兩種控制方式。這兩種控制方式都是由PLC按程序設定好的操作順序依次控制沉降罐閥門的開啟和關閉，不需要操作工到現(xiàn)場手動啟閉控制閥門。</p><p><b>　?、? 手動狀態(tài)</b></p><p>　　當沉降罐選擇手動方式開啟時，該沉降罐不會按照沉降罐定時器所設定好的時間間隔定時自動操作，而是通過操作工啟動儀表盤上的按鈕來啟動該沉降罐，使其完成排污過程

45、。</p><p><b>　　ⅱ. 自動狀態(tài)</b></p><p>　　當沉降罐選擇自動方式開啟時，該沉降罐將按照沉降罐定時器所設定好的時間間隔定時自動操作，不需要操作工的干預。</p><p>　　在任何時候，均可以中斷沉降罐的排污過程。</p><p><b>　?、?過濾器的控制</b>&

46、lt;/p><p>　　過濾器的控制分為手動、自動和差壓三種控制方式。這三種控制方式都是PLC按程序設定好的操作順序依次控制過濾器閥門的開啟和關閉，不需要操作工到現(xiàn)場手動啟閉閥門。</p><p><b>　?、? 手動狀態(tài)</b></p><p>　　當過濾器選擇手動方式開啟時，該過濾器不會按照過濾器定時器所設定好的時間間隔定時自動操作，而是通過

47、操作人員來啟動儀表盤上的按鈕來啟動該過濾器，使其完成反沖洗過程。</p><p><b>　?、? 自動狀態(tài)</b></p><p>　　當過濾器選擇自動方式開啟時，該過濾器將按照過濾器定時器所設定好的時間間隔定時自動操作，不需要操作工的干預。</p><p><b>　?、? 差壓控制狀態(tài)</b></p>

48、<p>　　無論過濾器選擇何種方式工作時，只要該過濾器的差壓開關動作后，儀表盤上的差壓報警指示燈點亮，都將自動開始過濾器的反沖洗過程。</p><p>　　當過濾器正在反沖洗時，以上的控制都不起作用，只有等到反沖洗操作停止之后才能起作用。在任何時候，均可中斷過濾器的反沖洗過程。</p><p>　　2.2 可編程控制器PLC概述</p><p>　　2.2

49、.1 PLC的基本概念 </p><p>　　PLC（Programmable Logic Controller）可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或者生產(chǎn)過程，是工業(yè)控制的核心部分。早期的可編程控制器稱作可編程邏

50、輯控制器，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種采用微型計算機技術的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過出邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置被稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱相混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC。</p><p>　　2.2.2 PLC的基本結構</p><p>　　PLC雖然是一種專用于工業(yè)控制的

51、計算機，但是其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本結構如圖2.4所示： </p><p>　　圖2.4 PLC的基本結構</p><p><b>　?、?電源 </b></p><p>　　PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電

52、壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p>　?、?中央處理單元(CPU) </p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)

53、場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映像區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后執(zhí)行邏輯或算術運算的結果，并送入I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器中。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，將I/O映像區(qū)內(nèi)的輸出狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置上，如此循環(huán)運行，直到停止工作。 </p><p>　　為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系

54、統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 </p><p><b>　　⑶ 存儲器 </b></p><p>　　存儲器（Memory）是計算機系統(tǒng)中的記憶設備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計算機中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證

55、正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內(nèi)部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時存放程序和數(shù)據(jù)，關閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會丟失。</p><p>　?、?輸入輸出接口電路 </p><p>　　1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是

56、PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 </p><p>　　2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用是PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。 </p><p><b>　　⑸ 功能模塊 </b></p><p>　　隨著PLC應用范圍的擴大，各PLC制造廠家在提高PLC主機性能的同時，還開

57、發(fā)了專門用途的功能模塊，以滿足各種工業(yè)控制的特定需要。這些模塊包括：高速計數(shù)器模塊、定位控制模塊、A/D和D/A模塊、PID模塊、PLC模塊、PLC網(wǎng)絡模塊、PLC與計算機通信模塊、中斷控制模塊、溫度傳感器輸入模塊、BASIC模塊、語音輸出模塊等。 </p><p><b>　　⑹ 通信模塊 </b></p><p>　　備或主計算機之間的通信，如以太網(wǎng)、RS485、

58、Profibus-DP通訊模塊等。遠程I/O系統(tǒng)也必須配備相應的通信接口模塊。</p><p>　　2.2.3 PLC的工作原理</p><p>　　當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 </p><p>&l

59、t;b>　?、?輸入采樣階段 </b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映像區(qū)中相應的單元內(nèi)。輸入采樣結束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映像區(qū)中相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能

60、被讀入。 </p><p>　　⑵ 用戶程序執(zhí)行階段 </p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映像區(qū)中對

61、應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 </p><p>　　在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點在I/O映像區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程

62、序起作用。 </p><p><b>　　⑶ 輸出刷新階段 </b></p><p>　　當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映像區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外部設備。</p><p>　　2.2.4 PLC的主要特點 </p><p>　　PL

63、C是傳統(tǒng)的繼電器技術和計算機技術相結合的產(chǎn)物，所以在工業(yè)控制方面，它具有繼電器控制或通用計算機所無法比擬的特點。</p><p>　?、?可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　PLC的平均故障間隔時間可達幾十萬小時。硬件方面抗干擾措施有隔離、綠寶，軟件方面設置故障檢測與診斷程序、狀態(tài)信息保護功能。</p><p>　?、?編程軟件簡單易學</p>

64、<p>　　PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。</p><p>　?、?適應性好，具有柔性</p><p>　　由于可編程控制器產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結構，組合和擴展方便。可單機控制，也可聯(lián)網(wǎng)操作。</p><p>　?、?功能完善，接口多樣</p>&l

65、t;p>　　具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制、A/D、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。</p><p>　?、?易于操作，維護方便</p><p>　　安裝方便，具有DIN標準導軌安裝卡扣，用螺絲刀可以完成與不同設備的連接，有完善的自診斷功能和運行故障指示裝置。</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于汽車裝配、數(shù)控機床、機械制造

66、、電力石化、冶金鋼鐵、交通運輸、輕工紡織、污水處理等各行業(yè)中。</p><p><b>　　2.3 本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了污水處理中沉降、過濾過程的工藝流程和工藝設備的控制要求，并簡單介紹了可編程控制器PLC的基本概念、基本結構、工作原理和主要特點。為下一章進行過濾流程的硬件設計奠定好基礎。</p><p>　　第

67、三章 系統(tǒng)的硬件設計方案</p><p>　　3.1 PLC硬件選型</p><p><b>　　( 接觸器）</b></p><p>　　在控制系統(tǒng)中，所有設備是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或者根據(jù)定時器的反饋值進行動作的，因此需要PLC根據(jù)當前的工作情況，以及按鈕的情況來控制所有設備的起停。在此會用到了接觸器、反沖洗泵接觸器，為此該系統(tǒng)選用施耐

68、德LCI-D0901M5C交流接觸器，其額定電壓220V，額定電流9A。其特點有：高標準：符合IEC60947-4-1和GB14048.4標準。長壽命：機械壽命高達2000萬次；電壽命高達200萬次.強適應性：“TH”防護處理，可以在濕熱的環(huán)境中使用。寬電壓：線圈控制電壓在70%-120%Uc之間波動，不影響產(chǎn)品正常工作，強通用性：具有50Hz-60Hz通用線圈，可以全世界通用。模塊化：產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭，通電/斷電延時觸頭，機

69、械閉鎖等模塊。也可以很方便的組合可逆接觸器、星-三角啟動器。</p><p><b>　　( 電磁閥）</b></p><p>　　電磁閥是通過線圈驅(qū)動來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動。工作原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉?？刂崎y門采用氣動蝶閥，控制電磁閥采用

70、兩位五通單控電磁閥。</p><p><b>　　( 加壓泵）</b></p><p>　　一般的泵產(chǎn)品，就驅(qū)動方式而言，可分為交流泵和直流泵。如果要改變管道流量的話，通過改變電磁閥開度或者改變蹦的轉(zhuǎn)速，都可以實現(xiàn)。蹦是輸送液體或者使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或者其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用來輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸濁液和液態(tài)

71、金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。在過濾過程中使用普通型的增壓泵即可滿足控制要求。根據(jù)上述分析，選擇18WG-18即可滿足要求。</p><p>　?、?I/O接口的統(tǒng)計</p><p>　　由于本檢測點的是數(shù)字量，所以只用到數(shù)字量輸入/輸出。輸入/輸出點統(tǒng)計見表3.1</p><p>　　表3.1系統(tǒng)I/O接口對應圖表</p>

72、<p><b>　　3.2PLC的發(fā)展</b></p><p>　　早期的的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的代替物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。它在硬件上以準計算機的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上做了改進以適應工業(yè)現(xiàn)場的要求。裝置中的期間主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，儲存器采用磁心儲存器。另外，還采取了一些措施

73、，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式— 梯形圖。因此，早期的PLC性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點是簡單易懂、便于安裝、體積小、體積小、能耗低、有故障顯示、能重復使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。</p><p>　　20世紀70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國、日本、德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理

74、單元(CPU),這樣使PLC的功能大大增強，在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以及，還增加了算數(shù)、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信，自診斷等功能。在硬件方面，除了保持原有的開關模擬以為，還增加模擬量模塊、遠程I/O模塊，各種特殊功能模塊并擴大了儲存器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加。除此以外，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)儲存器。</p><p>　　進入20世紀80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)

75、展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)出專用邏輯處理芯片，這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。</p><p>　　3.3 PLC的分類</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)有了多種形式，而且功能也不盡相同。分類時，一般按以下原則來考慮。</p><

76、p>　　3.3.1 按I/O點數(shù)容量分類 </p><p>　　一般而言，處理I/O點數(shù)越多，控制關系就越復雜，用戶要求的程序存儲器容量越大，要求PLC指令及其他功能比較多，指令執(zhí)行的過程也比較快。按PLC的輸入、輸出點數(shù)的多少可將PLC分為以下三類。</p><p><b>　　小型機 </b></p><p>　　小型機PLC的功

77、能一般以開關量控制為主，小型PLC輸入、輸出點數(shù)一般在256點以下，用戶程序存儲器容量在4K左右?，F(xiàn)在的高性能小型PLC還具有一定的通訊能力和少量的模擬量處理能力。這類的PLC的特點是價格低廉，體積小巧，適合于控制單臺設備和開發(fā)機電一體化產(chǎn)品。 </p><p>　　典型的小型機有SIEMENS公司的S7-200系列、OMRON公司的CPM2A系列、MITUBISH公司的FX系列和AB公司的SLC500系列等整

78、體式PLC產(chǎn)品。</p><p><b>　　中型機 </b></p><p>　　中型PLC的輸入、輸出總點數(shù)在256到2048點之間，用戶程序存儲器容量達到8K字左右。中型PLC不僅具有開關量和模擬量的控制功能，還具有更強的</p><p>　　數(shù)字計算能力，它的通信功能和模擬量處理功能更強大，中型機比小型機更豐富，中型機適用于更復雜的邏

79、輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制系統(tǒng)場合。</p><p>　　典型的中型機有SIEMENS公司的S7-300系列、OMRON公司的C200H系列、AB公司的SLC500系列等模塊式PLC產(chǎn)品。</p><p><b>　　大型機 </b></p><p>　　大型機總點數(shù)在2048點以上，用戶程序儲存器容量達到16K以上。大型PLC的性能

80、已經(jīng)與大型PLC的輸入、輸出工業(yè)控制計算機相當，它具有計算、控制和調(diào)節(jié)的能力，還具有強大的網(wǎng)絡結構和通信聯(lián)網(wǎng)能力，有些PLC還具有冗余能力。它的監(jiān)視系統(tǒng)采用CRT顯示，能夠表示過程的動態(tài)流程，記錄各種曲線，PID調(diào)節(jié)參數(shù)等；它配備多種智能板，構成一臺多功能系統(tǒng)。這種系統(tǒng)還可以和其他型號的控制器互聯(lián)，和上位機相聯(lián)，組成一個集中分散的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。大型機適用于設備自動化控制、過程自動化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。</p>

81、<p>　　典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400、OMRON公司的CVM1和CS1系列、AB公司的SLC5/05等系列。 </p><p>　　3.3.2 按結構形式分類 </p><p>　　根據(jù)PLC結構形式的不同，PLC主要可分為整體式和模塊式兩類。</p><p><b>　　整體式結構 </b></

82、p><p>　　整體式結構的特點是將PLC的基本部件，如CPU板、輸入板、輸出板、電源板等緊湊的安裝在一個標準的機殼內(nèi)，構成一個整體，組成PLC的一個基本單元（主機）或擴展單元?；締卧显O有擴展端口，通過擴展電纜與擴展單元相連，配有許多專用的特殊功能的模塊，如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，以構成PLC不同的配置。整體式結構的PLC體積小，成本底，安裝方便。 微型和小型PLC一般為整體式結構。

83、如西門子的S7-200 </p><p><b>　　模塊式結構 </b></p><p>　　模塊式結構的PLC是由一些模塊單元構成，這些標準模塊如CPU模塊、輸入</p><p>　　模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等，將這些模塊插在框架上和基板上即可。各個模塊功能是獨立的，外型尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。目前大、中型PLC都

84、采用這種方式。如西門子的S7-300和S7-400系列。 </p><p>　　整體式PLC每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結構。但是模塊式PLC的硬件組態(tài)方便靈活，I/O點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式PLC大的多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式PLC。</p>

85、<p>　　3.3.3按功能分類 </p><p>　　根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。 低檔PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。 </p><p>　　中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具

86、有較強的模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設中斷控制、PID控制等功能，適用于復雜控制系統(tǒng)。 </p><p>　　高檔PLC除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。

87、</p><p>　　3.4 PLC的硬件基本組成</p><p>　　可編程控制器的構成框圖和計算機是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構成。因此，從硬件結構來說，可編程控制器實際上就是計算機，圖4-2是其硬件系統(tǒng)的簡化框圖。從圖中可以看出PLC內(nèi)部主要部件</p><p><b>　　有: </b></p>

88、;<p>　?。?）CPU（Central Process Unit） </p><p>　　CPU是PLC的核心組成部分，與通用微機的CPU一樣，它在PLC系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，故稱為“電腦”。其功能是：</p><p>　　按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，?接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。</p><p>　　b、用掃描方式接

89、收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)式數(shù)據(jù)，并存入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。</p><p>　　c、診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。 </p><p>　　d、在PLC進入運行狀態(tài)后，從存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務，產(chǎn)生相應的信號，去啟閉有關控制門電路。分時分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等操作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯式算術運算等任

90、務。根據(jù)運算結果，更新有關標志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸出映象寄存器的位狀態(tài)式數(shù)據(jù)寄存器的有關內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表、打印式數(shù)據(jù)通訊等。 </p><p>　　PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機或雙極型位片式微處理器。通用的微處理器常用的是8位機和16位機，如Z80A、8085、8086、6502、M6800、M6809、M68000等。單片機常用的有8039、8049、8031、805

91、1等。雙極型位片式微處理器常用的有AMD2900、AMD2903等。</p><p>　?、儆猛ㄓ梦⑻幚砥髯鰿PU</p><p>　　在低檔PLC中，用Z80A做CPU較為普遍，Z80A用于PLC有如下長處： Z80（或Z80A）CPU及其配套的芯片廉價、普及、通用，用這套芯片制成的PC，給維修及推廣普及帶來方便。Z80有獨立的輸入/輸出指令,而且指令格式較短，?執(zhí)行時間也較短，這樣有利

92、于掃描周期的縮短。Z80輸入/輸出指令格式較短，相應的輸入/輸出設備編碼也較短，所以相應的譯碼硬件器較簡單。由于Z80的信息是采用輸入/輸出映射方式，因而設計流程序時，對輸入/輸出與存儲器尋址容易區(qū)別。</p><p>　　②用單片機作CPU </p><p>　　自從1974年出現(xiàn)單片機以來，?已有不少產(chǎn)品采用單片機做可編程序控制器。日本三菱F系列PLC就采用美國INTEL公司MES－

93、48系列的單片機8049和8039做處理器，8039單片機在一塊片子上集成了8位的CPU，?128×8的數(shù)據(jù)存儲器。27條輸入/輸出線，T0、T1、INT測試線及8位定時器/計數(shù)器，時鐘振蕩電路等。</p><p>　　自80年代以來，出現(xiàn)了集成度更高。功能更強，并帶有“布爾機”而又便于作數(shù)據(jù)通信的MCS-51系列單片機以及功能更高的16位單片機，大有取代MCS－48系列之勢。日本三菱的F2系列PLC即

94、采用CPU8031。MCS－51系列單片機是美國INTEL公司在MCS－48單片機基礎上，于80年代初推出的產(chǎn)品，具有高集成度、高可靠性、高功能、高速度、低價格等特點。它有三個代表產(chǎn)品：8051、8751和8031，它們分別有不同的應用特性。8051是以4K字節(jié)EPR0M代替4K字節(jié)的R0M的8051； 8031是內(nèi)部無R0M8051。必須外接EPR0M；INTEL公司的96系列的單片機，字長為16，運算速度比51系列更高，這必將為高檔

95、次的PLC開發(fā)和應用帶來美好的遠景。用單片機制成的PLC有以下顯著特點：為機電設備一體化創(chuàng)造了條件，因為由單片機制成PLC，體積更小。同時PLC邏輯功能很強，并且具有數(shù)值運算和通信接口。 </p><p>　?、塾梦黄轿⑻幚砥髯鰿PU </p><p>　　位片式微處理器的主要特點是：速度快、靈活性強、?效率高等特點?？梢赃M行“級聯(lián)”，易于“流水線”操作。</p>&l

96、t;p>　?。?）系統(tǒng)程序存儲器 </p><p>　　它用以存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應用功能子程序、命令解釋功能子程序的調(diào)用管理程序，?以及對應定義（I/0、內(nèi)部繼電器、計時器、計數(shù)器、移位寄存器等存儲系統(tǒng)）參數(shù)等功能。</p><p>　　（3）用戶存儲器 </p><p>　　用以存放用戶程序即存放通過編程器輸入的用戶程序。PLC的用戶存儲

97、器通常以字（16位/字）為單位來表示存儲容量。同時，由于前面所說的系統(tǒng)程序直 </p><p>　　接關系到PLC的性能，不能由用戶直接存取。因而通常PLC產(chǎn)品資料中所指的存</p><p>　　儲器型式或存儲方式及容量，是對用戶程序存儲器而言。</p><p>　　常用的用戶存儲方式及容量型式或存儲方式有CM0SRAM，EPR0M和EEPR0M。信息儲存常用盒式磁

98、帶和磁盤。</p><p>　　M0SRAM存儲器是一種中高密度、低功能、價格便宜的半導體存儲器，可用鋰電池作為備用電源。?一旦交流電源停電，用鋰電池來維持供電，可保存RAM內(nèi)停電前的數(shù)據(jù)。?鋰電池壽命一般為1―5年左右。</p><p>　　EPR0M存儲器是一種常的只讀存儲器，定入時加高電平，擦除時用紫外線照射。?PLC通過寫入器可將RAM區(qū)的用戶程序固化到R0M盒中的EPR0M中去。

99、在PLC機中插入R0M盒，PLC則執(zhí)行R0M盒中用戶程序；反之，不插上R0M盒，?PLC則執(zhí)行RAM區(qū)用戶程序。</p><p>　　EEPR0M存儲器是一種可用電改寫的只讀存儲器。 </p><p>　?。?）輸入輸出組件（I/0模塊）</p><p>　　I/?0模塊是CPU與現(xiàn)場I/0裝置或其它外部設備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅(qū)動能力的I/0

100、模塊和各種用途的I/0組件供用戶選用。如輸入/輸出電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、串/并行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、?誤碼較驗、A/D或D/A轉(zhuǎn)換以及其它功能模塊等。I/0模塊將外界輸入信號變成CPU能接受的信號，或?qū)PU的輸出信號變成需要的控制信號去驅(qū)動控制對象（包括開關量和模擬量），以確保整個系統(tǒng)正常工作。 輸入的開關量信號接在IN端和0V端之間，PLC內(nèi)部提供24V電源，輸入信號通過光電隔離，通過R/C濾波進入CPU控制板，CPU發(fā)出輸出信號至輸出端。P

101、LC輸出有三種型式：繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式。</p><p><b>　　（5）編程器 </b></p><p>　　編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視等。還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通訊端口與CPU聯(lián)系，完成人機對話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關。編程器的鍵盤采用梯形

102、圖語言鍵符式命令語言助記符，也可以采用軟</p><p>　　件指定的功能鍵符，通過屏幕對話方式進行編程。 </p><p>　　編程器分為簡易型和智能型兩類。前者只能連機編程，而后者既可連機編程又可脫機編程。同時前者輸入梯形圖的語言鍵符，后者可以直接輸入梯形圖。根據(jù)不同檔次的PLC產(chǎn)品選配相應的編程器。 </p><p><b>　?。?）外部設備

103、</b></p><p>　　一般PLC都配有盒式錄音機、打印機、EPR0M寫入器、?高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設備。 </p><p><b>　?。?）電源</b></p><p>　　根據(jù)PLC的設計特點，它對電源并無特別要求，可使用一般工業(yè)電源。</p><p>　　3.5 PLC選型

104、</p><p>　　由于設計的污水處理控制系統(tǒng)是應用在小規(guī)模的污水處理，PLC可以用于代替幾點起的簡單控制場合，也可以用用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。由于他有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮起作用，PLC在下列領域中已經(jīng)得到了廣泛的應用：機床控制、食品工業(yè)、化學工業(yè)、陶瓷工業(yè)、電力自動化</p><p>　　設備、實驗室設備、電梯、中央空調(diào)、真空裝置、恒壓供水和化工系統(tǒng)各種泵

105、和電磁閥的控制等。西門子S7-200 PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應用，屬于在該系列PLC的典型應用。</p><p>　　含油污水過濾控制系統(tǒng)的核心是PLC，哪些信號需要輸入至PLC，PLC需要哪些負載，以及采用何種編程方式，都是需要認真考慮的問題，都會影響到其內(nèi)部I/O點數(shù)的分配。因此，I/O點數(shù)的確定是設計含油污水過濾自動控制首先需</p><p>　　要解決的問題，決定著系統(tǒng)硬件部

106、分的設計，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。由于工</p><p>　　藝流程比較固定、環(huán)境條件比較好，所以選用西門子S7-200 PLC.</p><p>　　3.6 西門子S7-200 PLC 的特點</p><p>　　S7-200S是西門子自動化與驅(qū)動集團開發(fā)、生產(chǎn)的整體式小型PLC。S7-200 </p><p>　　PLC除了能夠驚醒傳統(tǒng)的

107、繼電邏輯控制、計數(shù)與計數(shù)控制，還能進行復雜的數(shù)學</p><p>　　運算、處理模擬量信號，并可支持多種協(xié)議和形式與其他智能設備進行數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　S7-200的核心部件是CPU（即中央處理器），實際的工藝計算就在CPU中進行。開發(fā)人員必須根據(jù)實際的工藝要求，在軟件開發(fā)環(huán)境中選擇合適的指令，把它們編輯，組合成能夠完成上述功能的程序并下載到CPU中執(zhí)行。</p>

108、<p>　　S7-200的指令豐富，結構緊湊，指令功能強大，易于掌握，操作方便，同時它的擴展性良好，內(nèi)置有高速計數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS-485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信功能。最多可以擴展到248點數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O口，最多有26KB程序和數(shù)據(jù)儲存空間。</p><p>　　3.7 西門子S7-200 PLC CPU選型 </p>

109、<p>　　根據(jù)沉降和過濾控制要求和I/O控制點的點數(shù)，本系統(tǒng)選用CPU226</p><p>　　本機集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O 點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊

110、協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.8 PLC 控制輸入/輸出端子接線圖</p><p>　　控制輸入/輸出端子接線圖3.8</p><p><b>　　3.1&