电气信息工程学院毕业设计(论文) 污水处理厂的PLC控制系统设计
2.1.2 PLC设计综述
设立三级控制层：设备就地手动、PLC子站现场监控和中控室远程监控（如图下图所示）。
2.2 PLC在污水处理中的部分运用
2.2.1 中央控制室
中央控制室可对整个分控式控制系统进行系统组态管理、系统监测、实时监测、显示、处理、控制各PLC子站的状态、通信、数据和信息，完成报警和报表打印。在厂级管理层可以通过Internet将结果、效益分析等发往主管局等政府机关（如图下图所示）。
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2.2.2 控制网络系统
PLC控制系统中央控制室与现场PLC子站之间采用最先进的控制网络.
中央控制室与厂级管理层之间采用100Mdps的以太通讯网，该网带有E-mail功能，能向mail server发送用户自定义信息，故障信息，状态信息等，通过网关（以太网交换器）或PLC可与其他控制网络、现场总线相连。
为保证在供电发生意外时，系统能有足够的反应时间进行应急处理，设计上中央控制室和各子站均设有在线式不间断电源。
过电压保护装置能抑制出现在电力网络中的暂态浪涌电压和吸收暂态浪涌电压能量，在保障供电连续的条件下，保障计算机、PLC控制子站及其他主要设备免受过电压的干扰和侵害，使用电设备安全正常运行。
2.2.3 现场生产过程PLC控制系统 ⑴ 预处理PLC控制及检测部分
厂内1#预处理PLC子站位于污泥脱水间控制室内。
对工艺专业要求检测的各种工艺参数，水泵、闸门、粗格栅、细格栅、排砂装置等设备的运行状态、故障状态进行监测和控制。通过网络把信号送中央控制室计算机操作站完成指示、记录、报表和报警打印等监控管理功能。
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其主要设备有：
粗格栅、闸板，细格栅、螺旋输送机
该子站模拟量输入、输出，数字量输入、输出点数 AI:11 DI:30 DO:22 粗格栅开、停控制
根据超声波液位差计测得的粗格栅前后水位差值自动控制回转式粗格栅的运行，即水位差达到设定值时，自动启动格栅。当回转式粗格栅停止运行的时间超出设定值时，系统转为时间控制，此时限为可调式设计，并设置上限报警。
PLC系统将根据软件程序自动控制螺旋输送机、回转式粗格栅机的顺序启停、运行、停车以及安全连锁保护，格栅机停机后延时停螺旋输送机。
细格栅开、停控制
细格栅24小时运行，并设置上限报警。PLC系统将根据软件程序自动控制螺旋输送机、回转式细格栅机的顺序启停、运行、停车以及安全连锁保护，格栅机停机后延时停螺旋输送机.
污水闸门控制
两台闸门根据液位手动或电动，其运行信号送入中控室监控，不参加控制。 ⑵ BAF生物滤池PLC控制及检测部分
厂内2#BAF生物滤池PLC子站位于变电所低压配电室控制室内。
对工艺专业要求检测的各种工艺参数，水泵、风机反冲洗泵等设备的运行状态、故障状态进行监测和控制。并可在中控室计算机操作站完成指示、记录、报表和报警打印等监控管理功能。
该子站模拟量输入、输出，数字量输入、输出点数 AI:14 AO:3 DI:124 DO:134 沉砂池和沉淀池
沉砂池和沉淀池定时开/停排砂、排泥阀，砂水分离器设备控制由设备厂商自带可设定控制系统，砂水分离器应与排砂阀联锁。 2.2.4 厂级管理PLC系统
该系统主要功能：
生产过程的全面查询，包括各种进、出厂水流量，各中能耗等。 生产过程分析报告、报表和图形。 设备资料数据库和设备运行管理数据库。 化验所需要的参数。
建立与外部Interner的双向连接，便于发布信息和从外部获取信息，建立现代企业形象。 附录三为PLC设计简图。
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2.3 PLC设备及仪表
为了保证监控管理控制系统的正常运行，PLC监控系统选用SIEMENS的S7—400 系列产品。
现场PLC控制子站是直接监视和控制若干工艺生产过程所单元，其主要设备是：
SIEMENS的S7—400 系列PLC可编程控制器。
连接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于连接和维修 各模块具有光电隔离功能，每个输出点都具有状态指示 模拟量输入模块（AI）： 输入点：8路
输入范围：0～5V,1～5V,0～10V,-10～+10V,4～20mA 分辨率：≥12位 隔离方式：光电隔离 转换速度：1ms/点
精度（25℃）：电压±0.2% 电流±0.4%
其他功能：断线检测,峰值保持、平均值功能、定标功能等 触摸开关分辨率：32*24个 显示分辨率：640*480点
通讯接口：RS-422A/RS-485口 RS-232C口 电源电压范围：DC20.4V～DC26.4V 运行时间：≥25000小时
2.4 主要PLC设备表及其说明
表2 主要电气设备
1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、
对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
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2、人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。（如表2所示）
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。 （如下页表3所示）
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