显控(samkoon)HMI人机界面在污水系统上运用

基于组态软件的污水处理监控系统设计摘要：针对污水处理系统的需求，通过组态软件MCGS进行监控管理，用PLC对系统进行控制。

它的应用对整个处理过程实时监控，提高了污水处理效率。

关键词：污水处理；MCGS；PLC；监控ABSTRACT：Demand for wastewater treatment system, monitoring and management through the configuration software MCGS, PLC control system. Its application for real-time monitoring of the process as a whole, improving the sewage treatment efficiency.Key words：Sewage Disposal；Programmable Logic Controller；configuration software； Monitor and Control Generated System；monitoring system。

0引言本文旨在实现污水处理的自动化与便捷化，运用西门子PLC-300，通过设计硬件的组态和软件程序的设计，实现污水处理过程的设备运行参数在线监控，实现污水处理法的流入、反应、沉淀、排放的自动化，方便对生产过程的监控。

1概述地球虽然有70.8％的面积为水所覆盖，但淡水资源却极其有限，人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26％，而且分布不均。

20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。

全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。

一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。

课题设计的主要内容有：(1)介绍了污水处理的基本内容，包括污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程；(2)对污水处理监控系统方案进行设计分析；(3)污水处理系统的监控系统的设计；(4)硬件通信的设计；(5)总结与调试。

天津职业技术师范大学Tianjin University of T echnology and Education 毕业设计专业：电气技术教育班级学号：电气0614班-7号学生姓名：丁露露指导教师：邵宝文高级工程师二0一一年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计HMI在污水处理厂电气控制中的应用HMI electrical control application in sewage treatmentplant专业班级：电气0614班学生姓名：丁露露指导教师：邵宝文高级工程师系别：自动化与电气工程学院2011年6月摘要随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式既费时又费力，因此，在1995年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。

组态软件依据自身强大的过程数据库，下连各种硬件设备，并通过动态人机界面将采集处理的数据展现给用户。

本课题研究了基于西门子WinCC组态软件和WinCC flexible触摸屏软件的污水处理厂膜车间的监控系统。

本课题主要研究了如何使用西门子WinCC软件对污水处理厂整个膜车间设备的监控，以及使用触摸屏对膜过滤罐的液体高度和温度的监控。

污水处理系统的上位机选用PC机作为监控机实现对现场设备的运行状态的在线监控以及运行状态的调整，本课题膜车间监控界面设计以西门子组态软件WinCC作为开发平台，其中监控界面主要包括登录界面、总体流程图界面，报警界面和趋势图界面。

对于膜过滤罐的监控采用西门子WinCC flexible软件作为开发平台，画面主要包括了主画面、总工艺图界面、报警界面和参数设定界面。

本课题还研究了WinCC和WinCC flexible与SIMATIC S7 PLC 的通讯的几种方式，通过与SIMATIC S7 PLC的通讯，读取了PLC中现场设备的运行状态以及现场传感器反馈的数据同时可以对现场设备的运行状态进行调整。

水处理管理系统HMI操作手册一、概述本操作手册旨在为使用水处理管理系统的操作人员提供指导，特别是HMI（Human Machine Interface）界面及相关的操作步骤。

水处理管理系统是一个用于监控和优化水处理过程的系统，包括一系列的传感器、设备和控制逻辑。

HMI是该系统的人机交互界面，允许操作人员监控和处理水处理过程，以及收集和分析数据。

二、HMI界面介绍1、菜单栏：包括系统配置、数据监控、报警管理、历史数据等选项。

2、实时数据窗口：显示传感器采集的实时数据，如水位、流量、pH 值等。

3、控制面板：可对水处理设备进行控制，如开关泵、调节阀门等。

4、报警窗口：显示系统的报警信息，包括报警类型、报警时间及处理状态。

5、历史数据窗口：显示历史数据趋势图，可查询过去的水处理数据。

三、操作步骤1、开机启动：打开HMI界面，系统自动初始化并加载上次退出时的配置。

2、数据监控：在实时数据窗口中，可以查看各个传感器的实时数据。

如需查看特定数据，可在数据窗口下方选择相应的传感器标签。

3、设备控制：在控制面板中，可根据需要开关泵、调节阀门等。

操作前请确认对设备及流程无影响。

4、报警处理：当有报警信息时，会在报警窗口中显示。

操作人员应根据报警信息进行处理，如确认报警、消除报警等。

5、数据存储和查询：在历史数据窗口中，可以查看过去的水处理数据。

选择时间段，系统将显示对应时间段的数据趋势图。

同时，系统会将所有数据存储在本地数据库中，以供查询和分析。

6、系统配置：在菜单栏中选择系统配置，可以对水处理管理系统进行配置，包括传感器配置、设备配置、报警配置等。

请根据实际需要进行配置。

7、关机退出：在菜单栏中选择关机退出，可关闭水处理管理系统。

退出前请确保所有操作已完成并无遗漏。

四、注意事项1、请严格按照操作步骤进行操作，避免误操作导致设备损坏或流程异常。

2、在进行设备控制时，请确认对设备及流程无影响。

如有疑问，请先咨询专业人员。

软件使用说明书目录1 系统说明1、中控系统介绍2、PLC柜介绍3、中控与PLC柜连接方法2 软件使用操作说明1、总界面介绍2、电机控制3、各工艺监控界面介绍4、模拟量说明5、曲线操作使用说明6、报表操作使用说明7、报警提示说明8、安全退出3 软件使用注意事项1 系统说明1、中控系统介绍1，软件介绍该监控软件是在组态软件的平台上开发出来的，本系统采用的组态软件是力控ForceControlV6.1监控组态软件。

它是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，V6.1在秉承V5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，使产品的品质得到了充分的保证。

与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。

力控监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能2，软件基本结构力控监控组态软件基本的程序及组件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种数据服务及扩展组件，其中实时数据库是系统的核心，组态软件结构图为：界面运行系统（View）用来运行由开发系统创建的画面，脚本、动画连接等工程，操作人员通过它来实现实时监控。

实时数据库（DB）是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础，它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。

I/O驱动程序（I/O Server）负责力控与控制设备的通信，它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的实时数据库，最后界面运行系统会在画面上动态显示。

PLC与触摸屏在污泥干化系统中的应用摘要：污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质，它的含水率特别高，从而污泥的干化成了污泥处理的一道重要工序。

污泥干化机的横空问世，以及污泥干化技术日益的完善，将污泥干化推向了一个崭新的时代。

通过压滤机将污泥脱水并且压成饼状，再通过污泥干化机将其含水率大大的降低，这样在后续的处理就可以节省一大笔费用。

其中，PLC与触摸屏在污泥干化系统中起着中流砥柱的作用。

PLC可靠、有序的控制逻辑以及触摸屏的手自动控制模式，使污泥干化机达到一个高效的状态对湿泥进行干化。

所以，本次毕业设计是对PLC与触摸屏在污泥干化系统中的应用进行了研究。

关键字：PLC，触摸屏，压滤机，污泥干化机Application of PLC and touch screen in sludge dryingsystemSummary:Sludge is a solid sediment produced by the wastewater treatment process, its moisture content is particularly high, so the drying of sludge becomes an important process of sludge treatment.Of the sludge dryer, and the increasing improvement of sludge drying technology, pushed sludge drying into a brand new era. Dewatering the sludge through a filter press and pressing it into a pie shape,the moisture content is greatly reduced by sludge dryer, that would save a significant amount of money in subsequent processing.Of which, PLC and touch screen play a mainstay role in sludge drying system. PLC's reliable and orderly control logic and touch screen's manual automatic control mode , drying the wet sludge to a high efficiency state. So, this graduation design is to study the application of PLC and touch screen in sludge drying system.Keywords: PLC,Touch screen, Filter press, Sludge Dryer目录第1章绪论 (4)第2章总体方案设计 (6)2.1 总体方案设计流程图 (6)2.2 系统总体方框图 (6)第3章硬件选型和软件要求 (7)3.1 硬件选型 (7)3.2 软件要求 (8)3.3 西门子PLC的优点 (8)3.4 威纶HMI组态的优点 (8)第4章软件设计 (9)4.1 总流程图 (9)4.2 西门子编程 (10)4.3 威纶触摸屏界面的设计 (24)4.4 运行模式 (29)4.5 PLC、HMI综合应用 (30)第5章运行仿真 (33)5.1 循环风机的启动 (33)5.2 压缩机的启动 (33)5.3 电加热的启动 (34)5.4 外风冷机的启动 (34)5.5 电磁阀的启动 (35)5.6 切条电机的启动 (35)5.7 上网带电机的启动 (36)5.8 下网带电机的启动 (36)5.9 进料螺旋电机的启动（湿泥机） (37)5.10 出料螺旋电机的启动（干泥机） (38)参考文献 (39)致谢 (40)第1章绪论1.1 课题研究的背景和意义1.1.1 课题研究的背景随着工业迅速的发展，人口急剧的增加，工业和生活污水排放量日益增多，污水处理厂的建设也越来越多。

污水处理中 plc自动控制系统的运用摘要：随着我国经济的不断发展，工业领域不断发展，导致生态环境遭到严重的破坏，尤其是工业污水处理系统上，存在很多问题，严重制约我国生态环境建设的发展。

因此，我国越来越重视污水处理技术的发展，将污水处理与现代科技相结合，发展出污水处理PLC自动控制系统，将该系统应用在污水处理当中，有效地改善了我国污水处理的难题。

基于此，本文将以分析目前我国污水排放中存在的问题以及污水处理PLC自动监控系统的作用，探究新时代污水处理新PLC 自动监控系统的应用，完善污水排水系统中的问题，切实提高排污效率，进而加快我国生态文明建设的进程。

关键词：污水；处理技术；PLC自动监控系统；应用随着我国人口数量的不断增加，用水量逐渐提升，污水也随之增加，以及工业污水排放量大、排污技术手段落后，导致我国污水处理系统严重负荷，已经不能满足现在的污水排放量。

因此，为了缓解我国水资源污染严重的问题，将PLC 自动监控系统应用在污水处理当中，实现全面的污水处理控制，并且实现自动化监控，保证污水处理技术应用的质量，并且PLC自动控制系统的应用是新时代污水处理技术发展的开端，是全面实现自动化管理模式的基础，有利于提高我国污水处理的效率，进而促进我国生态环境建设的发展。

1.污水处理情况概述分析1.污水排放的现状随着我国经济的发展，经济与环境保护之间的关系逐渐恶劣，现阶段我国水资源污染严重，已经成为当下社会发展的重要问题，污水主要是由生活污水以及工业污水两类，伴随着我国城市化进程的不断加快，以及我国人口数量增加，导致城市污水排放问题日益严重，在一定程度上制约着我国城市化进程。

随着国家以及人们对水资源保护意识的增强，不断的加大力度发展污水处理技术，进而解决污染严重的问题，还能提高资源的利用率，使我国城市的发展始终处于良性循环的状态，加快环境工程建设，促进我国城市化进程。

1.污水处理PLC自动控制系统的作用在人们的日常生活中，水资源是非常重要的存在，是人们赖以生存的根本。

文章编号:100926825(2004)022*******PL C 和上位机在污水处理控制系统中的应用收稿日期:2003211202作者简介:李　兵(19682),男,1990年毕业于山西大学计算机专业,工程师,太原市市政建设开发处,山西太原　030012李　兵摘　要:结合某污水处理厂的工艺特点,介绍了控制系统的构成和控制方式,并对由PLC 控制站和上位机组成的控制系统的主要功能进行了叙述,从而实现污水处理整个过程的实时监测和控制。

关键词:污水处理,自动控制,PLC 控制中图分类号:X703文献标识码:A 目前,随着现代控制技术和计算机技术的飞速发展,控制技术在现有污水厂中的广泛应用,使得整个污水处理过程实现了计算机监测、控制和管理,以实现高质量、低成本、稳定可靠的运营方式。

污水处理厂控制即是利用PLC 的成熟功能和计算机技术,实现了污水处理整个过程的实时监测和控制,从而保障了生产过程的连续性,降低了劳动强度,改善了劳动条件,实现了少人或无人值守的目标,并且保证了污水排放的质量。

1　工艺流程该污水处理厂日处理能力为15万m 3。

由于服务范围内大型企业较多,针对其水质特点,设计采用了生物吸附/降解工艺法(A/B 法),该工艺结合PLC 控制,有效降低能耗,减少运行费用,使得具有出水水质好、管理简便、运行稳定等特点。

工艺流程见图1。

2　控制系统网络结构和控制方式2.1　系统网络结构根据该污水厂工艺要求和设计要求,本系统考虑到可靠性、开放性、易维护性、可扩展性,并根据“集中管理,分散控制”的原则,本系统采用了分布式结构,即将全厂分为三个控制站和两个工作站。

三个控制站通过MB +网与两个上位机工作站相连;同时两个上位机工作站通过集线器(Hub )组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为TCP/IP )。

2.2　系统控制方式该系统采用三种控制模式即就地设备控制箱手动控制、远程PLC 控制站操作终端控制和远程中心控制室上位机控制。

旋转流管式膜微滤污水处理系统的PLC控制及组态王的显示摘要随着城市和工业的快速发展，环境问题显得日益严重。

污水是破坏环境的一个最主要的因素，严重影响着我们的生活，所以解决污水问题刻不容缓。

但是目前我国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以建立既有效又经济的自控系统才是解决污水处理问题的关键。

旋转流污水预处理是近几年广泛用于污水预处理的一门新技术,它采用了性价比较高的西门子S7-200PLC控制旋转流管式膜微滤污水处理系统。

本装置成本低，操作简单，能更有效的反应污水处理的过程，用于污水处理具有较高的技术经济可行性。

本系统有两套净化处理装置,当一套处于净化状态时,二套处于备用状态。

而当一套发生堵塞时进行一套反冲，同时二套开始净化。

不论是在净化状态还是在反冲状态,均有相应的仪表对流量和压力信号进行检测和记录。

并利用组态控制技术形象地展示了控制系统的工艺流程,便于生产的组织与管理。

软件编程实现了工艺要求,大大提高了工作效率。

关键字：PLC、旋转流管、污水处理、组态王显示、膜微滤Rotary tubular membrane flow sewage treatment system PLC control and configuration of the display of the kingAbstractWith the rapid urban and industrial development, environmental problems become increasingly serious. Water damage to the environment is a major factor, a serious impact on our lives, so the urgency to solve the sewage problem. However, there is relatively backward automatic control system of sewage treatment, sewage treatment costs remain high, sewage plants discharge treated effluent quality of instability, so the establishment of effective and economical automatic control system is the key to solving the problem of sewage treatment.Rotating flow of sewage pretreatment is widely used in recent years a new wastewater pretreatment technolog.it uses the higher price of Siemens S7-200PLC control the rotation flow tubular membrane wastewater treatment system. The device of low cost, simple operation, more effective response to the sewage treatment process for sewage treatment has a high technical and economic feasibility. The system has two sets of purification device, when set in a clean state, the two sets in a standby state. When a blockage occurs when a kick at the same time two sets of starting clean. Whether in state or in the recoil state of purification, have the appropriate instrumentation for flow and pressure signals were detected and recorded. Configuration control technology using the image display process control system, easy production organization and management. Software programming of the technical requirements, greatly improving the work efficiency.Key words:PLC;rotary flow control;sewage treatment;kingview Configuration microfiltration目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1国内外污水处理自控系统的发展形势 (1)1.1.1国外污水处理自控系统的发展状况 (1)1.1.2国内污水处理自控系统的发展状况 (1)1.2设计的主要研究内容 (2)第二章污水来源及污水处理的概述 (3)2.1污水来源概述 (3)2.2 污水处理概述 (3)2.2.1 污水处理中的几个常见指标 (3)2.2.2 污水处理的方法 (4)第三章污水处理的工艺技术的现状 (5)3.1污水处理的工艺技术现状 (5)3.2膜和膜分离技术的分类及特点 (5)3.2.1膜的定义和分类 (5)3.2.2膜分离技术的分类 (6)3.2.3膜分离技术的特点 (8)第四章 PLC介绍及设计方案的确定 (10)4.1PLC的介绍 (10)4.2 PLC系统的设计分析 (11)4.2.1 PLC的结构 (11)4.2.3PLC设计的主要内容 (12)4.3旋转流管式膜微滤污水处理的基本内容 (13)4.4污水处理PLC控制系统的设计分析 (13)4.4.1膜微滤污水处理的过程 (13)4.4.2污水处理的控制要求 (14)4.4.3变频器介绍 (15)4.4.4变频器的选型 (15)4.4.5电机参数及变频器参数 (16)第五章硬件部分的设计 (17)5.1PLC及模块的选择 (17)5.1.1PLC的选择 (17)5.1.2CPU的选型 (18)5.2PLC控制系统的硬件组成 (19)5.2.1PLC控制系统的构成 (19)5.3其他硬件设备选用 (20)5.3.1断路器的选用 (20)5.3.2熔断器的选用 (20)5.3.3热继电器的选用 (21)5.4系统I/O点的配置 (21)5.5系统I/O地址分配表 (24)第六章系统的软件设计及组态监控 (27)6.1系统流程图的设计分析 (27)6.2系统的程序流程图 (27)6.3 PLC程序的编写 (28)6.4组态软件介绍 (33)6.4.1组态软件产生的背景 (33)6.4.2组态软件的功能特点发展方向 (33)6.5组态监控显示 (34)6.5.1组态王数据库 (34)6.5.2组态监控界面 (36)6.5.2实时曲线的显示 (37)6.5.3历史曲线的显示 (38)6.6组态王监控程序 (39)结论 (43)参考文献 (44)附录 (45)致谢 (53)第一章绪论1.1国内外污水处理自控系统的发展形势1.1.1国外污水处理自控系统的发展状况国外的一些发达国家，如美国、日本、德国等国，由于这些国家经济十分发达，并较早地实现了工业现代化。

基于PLC控制与触摸屏的解决方案1、PLC－触摸屏简介触摸式工业图形显示器（简称触摸屏）是一种新型可编程控制终端，是新一代高科技人机界面（国外称为HMI 或MMI ）产品，它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。

可用于参数设置、数据显示、以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程，并可简化PLC 的控制程序。

具有体积小、连线简单化、防尘、抗震、防水、防电磁等特点。

PLC是一种可编程控制器，有着运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点。

近几年，随着科学技术的不断进步，各行业对其生产设备和系统的自动化程度要求越来越高，采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本起着很重要的作用。

2、PLC－触摸屏的应用领域* 传统的产业设备和机械的自动控制；* 中小型过程控制系统；* 远程维护服务系统；* 节能监视控制系统；3、基于PLC控制与触摸屏的具体解决方案3.1 城市(工厂)污水处理自动化控制系统解决方案3.1.1 系统概述该污水处理工程自动化系统的下位控制站采用上位机、PLC和现场总线功能为一体的最新智能化控制器作为主控装置，还配有继电器、接触器、智能化热继电器、电量变送器等装置，完成工艺设备的保护和控制、流程数据采集和控制功能等。

另外，系统中还包括在线水质分析仪表、变送器、调节阀、电磁阀、各种泵及风机等。

3.1.2 系统主要控制功能* 自动排油控制：污水进入隔油池后，控制器根据水温自动打开蒸汽阀给污水加热，使水温达到设定温度，启动浮油机工作。

吸走水面浮油，达到排油目的；* 集水池潜水泵控制：污水进入集水池后，根据水位启停潜水泵，将污水送至一级气浮池；* 混凝加药泵控制：根据潜水泵的启停控制混凝加药泵的启停；* 加碱及PH值控制：根据检测的PH值自动调节加碱量，使中和后的PH值控制在6~9；* 回流泵控制：根据潜水泵的启停控制回流泵的启停；* 风机的控制：根据氧化池含氧量测定，自动控制风机的启停；* 一、二沉淀池自动定时排泥控制；* 滤池定时反冲洗控制。