PLC在城市污水处理系统的运用(完美符合作业模板)
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《PLC控制系统设计与运用》大作业
题 目 PLC在污水处理系统中的应用
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二Ｏ一 年 月 日
PLC在污水处理系统中的应用
摘要:介绍了一种由P日二控制的污水处理系统，详细叙述了该方案如何用以太网连接
三菱A系列PLC和上位机实现。运行结果表明，该系统完全达到了设计规定的性能指标和
要求，且运行可靠。
关键词：PLC；污水；VI-k网；
Abstract:This paper introduces the waste water disposal system which is
controlled PLC. and introduces a control project with Ethernet Net connecting
MELSEC一A Series PLC and Host computer in detail. The results of operation that
the system has achieved the performances and the demands set in sesign, and works
steadily.
Keywords: PLC;Waste water disposal;Ethernet Net Kingview
1 引言
1.1 现状
城市每天都会产生大童的工业和生活污水，这些污水如果不经过处理直接排
入江河，将会给环境造成极大的污染。所以，污水处理对于一个城市的环保具
有极其重要的作用。PLC作为一种新型的工业控制器，以其通用性好、可靠性高、
安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到越来越广
泛的应用，在污水处理中也得到一定程度的推广。
2 污水处理的工艺与流程
青岛某污水处理厂根据青岛污水浓度高、负荷波动大、水质多变等特点，采
用A-B法进行处理。A-B法由德国亚深大学B.Bonke教授研究开发，采用细菌曝
气方法，其工艺流程图如图1所示。
图1青岛某污水处理厂工艺流程图
3 PLC选型与上位机监控软件
由污水处理流程可以看出，污水处理的自动控制过程比较复杂.共有50多台
设备，输人输出点较多。针对此情况，我们选用日本三葵公司的A系列大型PLC,
A系列PLC运行速度快，控制可靠，具有强大的指令系统和丰富的输人输出扩展
设备及特殊扩展设备，它采用模块式组件，用户可根据控制需要灵活地购买各种
模块，避免了一些点数的浪费。制作上位机监控程序的方法有很多种，如可用
VB,VC等可视化编程工具制作控制界面，调用MSCOMM控件或利用Windows API
函数进行上下位机串口通讯;或直接利用工业组态软件来制作上位机程序。由于
本系统涉及到的通讯变量比较多，功能要求齐全，所以选用工业组态软件来开发。
目前流行的组态软件很多，如BVTOUCH,FIX 、组态王、虎翼、开物2000等，其
中组态王6.0性价比高，网络通讯功能比较完善，能够满足本系统要求，故采用
它。
4 控制系统网络结构设计
常用的以太网结构有很多种，如用粗缆作为传输介质的IOBASE-5以太网、
用细缆作为传输介质的IOBASE-2以太网、用双绞线作为传输介质的IOBASE-T
以太网飞用光纤作为传输介质的1OBASE-F以太网等等。它们的最大网络传输距
离各不相同，IOBASE-5粗缆以太网为500米、IOBASE-2细缆以太网为185米、
IOBASE-T双绞线以太网为100米、10BASE-F光纤以太网为200米。在本系统中，
根据现场实际传输距离、网络传输速度、性能价格比等控制要求，我们选用了
10BASE-5粗缆以太网结构。在图2给出本系统的基于PD的IOBASE-5工业以太
网连接图。
图2 IOBASE-5以太网连接图
图2从结构上可分成三部分，上部虚线框部分为上位机工控机部分；中间虚
线框部分为IOBASE一5以太网部分；下部虚线框部分为下位机PLC部分。
5上位机实现方式
下面给出组态王6.0建立与三菱A系列PLC之间通讯的具体设置步骤。首先
在组态王中新建一工程，取名为“污水处理工程”，然后依次建立四个控制设备
PLCI,PLC2,PLC3,PLC4，方法如图3所示先选择“设备”--“PLC”--“三菱”--
“中型PLC以太网”--TCP/IP。再如图4所示为设备命名为“PL1"，第三步如图
5所示设置设备IP地址，格式为aaa.bbb.ccc.ddd:PPPP:t,其中
aaa.bbb.ccc.ddd为IP地址，PPPP为端口号(范围256一65535) ,t为连接超时
时间(单位秒)，都是十进制数。所有PLC,PC的IP地址、端口号不能重复。设
PLC1的LP地址为:192.0.1.1，端口号为:1296，连接超时时间为3秒。设置完
成后如图6所示。PLC2,PLO,PLCA控制设备建立和PLC1相同。
图3设备选择
图4 设备命名
图5 IP地址设置
图6 设置完成
在建立通讯连接的基础上，再进行定义数据变量设计画面，开发数据库等开
发步骤。
6 下位机实现方式
本系统采用三种控制模式即就地手动方式、PLC远程手动控制方式、全自动
控制方式。前两种方式一般只在设备调试或维修时使用，系统主要以全自动操作
方式为主。在这种方式下，各类泵、风机等设备的开、停，各种工序的切换，都
由PLC按照预先编制的程序自动控制。现场的泵类、风机、电磁阀等开关信号，
曝气池的溶解氧值等模拟信号，通过PLC在上位机上显示。现场各个监控点的物
理参数，由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并变换为4-20mA电流信号，
经过屏蔽电缆送到各个子系统的PLC内JL.C通过各种模块接口采样电信号；控
制信号由PLC输出后4-20mA电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。
7 PLC控制程序流程图
根据生产工艺要求，设计以下控制流程图，如图7所示。
图7 程序设计流程图
8 PLC通讯程序设计
AIS171E71一B2-1B5 (W下简称E71)模块是三菱A系列PLC的以太网通讯
模块，它可以使A系列PLC作为一个节点连接在工业以太网上，方便地实现PLC
与PC的通讯。下面我们主要给出上/下位机通讯程序，如图8所示。此程序打开
第一个通讯信道，与一台计算机相连。设PLC1的IP地址为:192.0.1.1,端口号
为:1296(510H).程序中涉及的E71模块部分VO点及缓存说明如表1.
表1
图8 上/下位机通讯程序
打开多路端口通讯程序与此类似，需要把端口号相应改变一下，其它程序基
本不变。关于E71的vo点以及缓冲区说明，详见参考文献[3],PLC2,PLC3,
PLC4的以太网通讯程序与PLC1类似。
9 PLC部分主要控制程序(如图9)
图9 PLC控制程序
说明:上述程序以启动桥、供泥泵1为例介绍了控制流程。当程序加电运行
后，M9036接通，PLC发出使桥运行命令;然后判断供泥泵1请求开命令M601〕
是否闭合，供泥泵]是否打在自动状态，供泥阀I,污泥循环泵1或2是否打开，
如果以上条件满足，延时10秒，10秒后T101接通，如果供泥泵1没有工作，
则发出打开命令。然后判断供泥泵1是否超时、故障、高温、急停，如果出现任
一种情况，供泥泵1停止。注意:本系统编程时一定要遵循“泵开阀先开，阀关
泵先关”准则。
10 结束语
本系统在青岛某污水处理厂调试，试运行，情况良好，出水水质达到并优于
排放标准。PLC的运用实现了生产过程的自动控制，减轻了操作工的劳动强度;
高可靠性的PLC，其大量时间继电器和中间继电器的运用，使设备的故障率大大
降低，提高了工作效率，改善了企业管理，提高了经济效益。
参考文献
1.三菱A系列代C编程手册一基础篇仁M〕.日本三菱公司.1996,8
2.三菱A系列日刃编程手册一提高篇【M〕日本三菱公司.1996,8
3.高传善，张世永，曲海，钱松荣.计算机网络教程LM].上海:复旦大学出版社，1996,4
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