污水处理厂自动控制系统培训资料

1、自动控制基本知识概述随着微电子技术的不断发展，人们在丰富的实践基础上，创造出层出不穷的自动控制装置或自动控制系统，用以代替操作人员的越来越多的直接劳动，使得生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理工艺生产过程的方法，我们称之为工艺运行自动化。在工业自动化领域中，任何自动化系统都是由对象和自动化装置、执行机构、信息反馈检测机构等几部分组成。所谓对象，就是指工艺过程中要控制的参数。在污水处理过程中，如液位、流量、溶氧等。自动化装置是能实现自动控制、报警保护、操作、调节等功能的设备，如污水处理中所使用的plc控制系统、n：s系统以及通过仪表构成的自动调节系统等装置。人工控制与自动控制 图是

2、污水处理厂的一个格栅的运转人工控制与自动控制示意图 在污水处理工艺生产过程中，自动控制就是在处理系统的某一环节设备上配置一些自动化装置，来管理和操纵设备运行过程，以代替人的直接劳动，使得污水处理过程严格地按照事先预定的要求自动进行。 任何一个生产过程进行得好与坏，都可从一个或数个工艺参数上反映出来。这些工艺参数可以是流量、液位、酸碱度、氧化还原电位、溶氧、活性污泥的浓度、浊度、cod等。要使这些参数稳定在一定的范围内，或按预定的规律变化，就是自动控制的任务。 格栅是污水处理过程中的前道工序，即用其去除污水中的粗大悬浮物和固体垃圾。设备的运行根据格栅前是否堆积垃圾，当格栅前有大量垃圾堆积，就会阻

3、碍水的通畅，致使栅前水位抬高，这时必须启动格栅运转，将垃圾提上来，确保污水通过。人工控制时，首先必须通过人眼观察格栅前是否有大量垃圾，或格栅前、后水位差是否过高，是否影响水的流通，然后操作人员根据观察的结果来作出判断，是否启动格栅。人工控制不仅劳动强度大，对于运行过程中由于垃圾量变化无常，人工控制就很难满足工艺要求。那么在此情况下，为了满足工艺要求，时常不得不将格栅始终处于运转状态，这样一来，又会带来许多新的问题，如格栅的机械磨损加剧，电力消耗增加，处理成本上升。如果采用一些自动装置代替人工操作，使被控制的过程(格栅的运转与否)完全依据于自控装置(如格栅前后液位差检测仪、中间继电器或plc等)

4、，并由此构成一个自动控制系统，如图所示。从图可以看出，自动控制与人工控制的区别在于：使用格栅前后液位差测量仪代替人眼，控制器(仪表的状态输出或plc)代替人脑，中间继电器代替人手的作用，从而使格栅自动地启停。很明显，使用液位差控制器控制格栅之后，不仅大大降低操作人员的劳动强度，也大大地降低了格栅不必要的机械磨损和能源浪费，同时大大提高污水通过格栅的能力。 根据污水处理工序的不同，工艺的不同，可以组成很多简单或复杂的自动控制(调节)系统。自动控制系统的组成 任何一个自动控制系统无非由下列几部分组成： (1)被控对象：是指某些工艺参数。如加热炉的温度变化，污水处理中曝气池中溶氧的含量以及污泥脱水过

5、程中污泥的流量、浓度的变化等。 (2)测量仪表：测量仪表的功能是感受并测出被控量的大小。如曝气池中的溶氧仪在线监测池中氧含量的高低，测量仪表的作用一方面可将被测参数直接现场显示出，另一方面将参数值转换成标准的电信号传输给相应的控制器。在自控系统中，测量仪表就是控制系统的“五官”。 (3)控制器：在传统的自控系统中，一般叫作调节器，其作用是首先将给定值工。与检测值进行比较，并对二者的差值进行运算，然后发出使执行机构动作的控制信号。例如在污水处理厂采用微孔曝气的工艺中，如溶氧给定值高于其检测值，控制器就会发出要执行机构开大控制阀门的指令，增加空气流通量；如给定值低于检测值，则控制器即发出相反的命令

6、，减少空气流人量。给定值与仪表检测值的偏差就是控制器的输入信号，控制器根据偏差的大小与方向(即给定值高于或低于检测值)发出相对应的控制信号，这就是控制器的输出。控制器的输出与输入之间可有不同的函数关系，这个关系称为调节规律。 (4)执行机构：它的作用是接受控制器发来的控制信号并放大，再推动控制机构(如阀门)动作。在污水处理工艺自动控制中常用的执行机构有电动执行器、气动执行器、调频器、继电器等。(5)控制机构：常用的各种控制机构有调节阀、晶闸管、接触器、电机等。其动作直接受执行机构操纵，按照控制器的控制规律动作，改变操作量对被控对象施加控制作用，调整被控对象中能量的平衡，使被控量恢复至设定值(验

7、定值)。 因此，自动控制就是采用自动控制装置使被控对象(如工艺运行过程等)自动地按照预定的规律运行，使被控对象的被控量(如被控工艺参数)能够在一定的精度范围内按预定的规律变化，或稳定在某一范围内。图为一个简单的自动控制系统的组成图。 图中每一个方框表示一个装置或参数，各个装置与参数之间的关系或作用用它们之间的连线表示。从图中可以看出，信号沿着箭头的方向前进，最后又会回到原来的起点，构成一个闭合回路，我们把这样的系统叫做闭环系统。如果信号前进至某处断开了，没有形成闭合回路，那么这样的系统就叫开环系统。在简单控制系统的方框图中，被控对象的输出(即被控量)，经过检测仪表测量，将信号送人控制器中，使执

8、行机构与控制机构动作，改变操作量，调整被控量大小，使其符合工艺要求，被控量又作为过程的输出，返回到过程的输入端，即反馈回去。在图中，由于反馈信号x送到输入端后，其作用方向与输出相位相反，故叫做负反馈，反之则叫做正反馈。在自动控制系统中，大多引入负反馈。因为，当被控量受扰动的影响而升高时，反馈信号(检测值)x与给定值x0比较后，输入控制器的偏差信号，为负值(e=x0x)，此时控制器发出的使控制机构动作的信号，其作用方向是改变操作量，使被控量下降(减少)，以达到控制的目的，这就是负反馈的作用。扰动是指破坏系统平衡状态，引起被控量变化的外界因素。除控制作用之外，引起被控量波动的一切外来因素，统称为扰

9、动。由于扰动也是一种作用于被控对象的输入信号，所以箭头也是指向被控对象的。扰动是不可避免的，如在污水处理工艺中，曝气池内的溶氧除正常控制因素外，还存在气温、气压的扰动，进水水质变化的扰动，并且常常是几种扰动同时存在。扰动和控制作用总是同时存在于整个控制过程中。自动控制系统的分类 自动控制系统的分类方法很多，可以按被控量分类，例如污水处理工艺过程中，液位控制系统、流量控制系统等。也可以按控制器的调节方式分类，例如比例控制系统、比例积分控制系统、比例积分微分控制系统等。也可按控制方式分为过程连续控制、顺序控制等。对于过程连续控制系统，可分为以下三种类型： 1)定值控制系统 其给定值是一恒定不变的或

10、允许变化很小。工艺生产中往往要求控制系统的被控量保持在某一定值不变。当被控量波动时，控制器动作，使被控量回复到给定值(或接近给定数值)，前面提到曝气池内氧含量的控制，就是一种定值控制系统。在定值控制系统中，又可分为简单的控制系统和复杂的控制系统。一般来说，简单的控制系统只包含一个基本控制装置组成的闭合回路，如果影响被控量波动的因素较多，采用一个回路不能满足工艺要求时，就需要采用多参量控制系统，从而组成了较复杂的控制系统，有关复杂控制系统可参阅其他有关自动控制专业书籍。 2)程序控制系统(顺序调节系统) 这类系统的给定值是按一定时间程序变化的，但它是一个已知时间函数，即生产技术指数需按一定的时间

11、程序变化。如污水处理中t型氧化沟运行控制模式。 3)随动调节系统(也称自动跟踪系统) 在这种系统中，给定值随时间而不断变化，而且预先不知道它的变化规律，但要求系统的输出即被控量跟着变化。例如污水处理污泥脱水工艺中，污泥流量、浓度与絮凝剂给进量之间的关系。在这个调节系统中絮凝剂给进量是跟随进入污泥流量和浓度的变化而改变，是一个典型的随动调节系统。 在污水处理厂的应用污水处理工艺过程中不仅需要对某些主要参数连续进行跟踪过程控制，同时存在大量的逻辑顺序控制。过去为了实现处理过程中的控制任务，对于参数的过程控制大部分使用自动调节仪表来实现。对于逻辑顺序控制大都采用传统的继电控制。随着近年来新建污水厂日

12、益增多，要求自动化程度越来越高，传统的控制系统不能满足工艺要求，特别是一些利用外资兴建的污水处理厂也越来越多，它们所采用的控制系统几乎均为发达国家普遍采用的可编程序控制系统(plc)，这样大大缩短了我国污水处理厂与世界上发达国家污水处理厂在自动控制领域的距离。下图为一个典型的可编程序控制器和计算机工作站组成的具有集中管理与分布控制(城市污水处理系统)的监控系统。plc的硬件结构 随着计算机技术的发展，现代大、中型plc大都采用模块化结构，它由中央处理器模块(cpu板)、电源模块、数字输入偷出(di/do)模块、模拟输人椭出(alao)模块、i0扩展模块、网络通讯模块等组成。通常它们被安装在同一

13、标准的机架中，如下图所示： 下面就分别对plc组成的基本模块性能和相关注意的指标加以分析。 1)cpu模块 cpu模块是每个plc的核心部件，它负责plc的各种运算、控制工作。它在结构上同计算机中的cpu基本相同(有些plc生产厂商就采用计算机cpu作为plc的cpu)，一般都由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路都集成在一块芯片上。cpu通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入偷出模块进行通讯，plc中的cpu同计算机中的cpu工作方式存在着差异。plc中的cpu主要是以顺序扫描方式工作的；而计算机中的cpu是以中断方式工作的。plc中cpu按系统程序所赋予的功能，接收并把用户程序和

14、数据调入cpu模块ram中，cpu模块ram一般分为两个区。 ram(1)区主要存储plc的数据，包括输人、输出、辅助继电器状态的映象区，定时器、计数器、移位寄存器、状态寄存器、数据寄存器和特殊功能寄存器等的状态的映象寄存，以及上述各种寄存器的数据存储。ram(1)区存储的各继电器或寄存器等元件的状态和数据反映了plc控制系统的工作状态，为确保plc控制系统的可靠性，该区设置电源掉电故障的锂电池保持措施。当电源出现掉电现象，ram(1)区仍然保存plc控制系统的实时数据，一旦供电恢复，系统即可继续工作。 ram(2)区主要存储应用程序的可执行码。cpu控制单元通过监控程序将存储在eprcm(或

15、eeprom)区中的应用程序进行编译，编译的结果是应用程序的可执行码，存人ram(2)中，所以plc在程序执行阶段实际上是运行ram(2)区内的程序。 plc中cpu模块上由可装载应用程序的只读存储器区eprom(或eeprom)，eprom为可擦除的rom存储器，但在实际使用中比较麻烦，需要一整套的擦洗和烧录设备，对于在应用中常需要修改应用程序带来不便，现在的plc中基本不再采用此种rom存储器，取而代之的是eeprom，即电可擦除的rom，给用户修改应用程序带来了很大的方便。 对于小型或微型plc，如果需要修改用户程序，直接可通过手持式编程器来进行。首先停止系统运行，将cpu模块eeprm

16、种存在的用户程序读人编程器，经编辑、修改后再次写入到原eerom单元。对于中型或大型plc，一般可直接通过上位计算机来进行程序的修改。另外，cpu的运算速度决定了系统的扫描时间，同时决定io点数。 2)电源模块 plc控制系统的电源分两部分。一部分是plc内部的电源，即这里所说的电源模块，它主要的任务是向plc内部提供+5vdc和12vdc电源。+5v为cpu模块提供工作电源，12v为dido、aiao模块提供工作电源。另一部分电源为plc的外部电源，主要视现场运用的具体情况确定其电源类型(交流或直流)和电源规格(如+24vdc、110vac或220vac)。 plc的内部电源即电源模块，它的

17、性能优劣直接影响plc的功能和可靠性，为了确保plc的运行可靠，降低电源模块故障，plc的电源模块必须具备以下性能： (1)在工业生产现场供电电压的波动范围内能保持正常、稳定的供电输出。 (2)能有效控制、消除交流供电电源引入的各种干扰，确保plc不会因外部电源的干扰而引起错误动作。 (3)有良好的自动保护功能。例如，过载、过压、超温保护等。 (4)配置断电保护后备电源。即一旦供电中断电源模块立即发出断电控制报警信号，cpu马上执行断电保护中断服务程序，后备电源(通常采用锂电池)立即投人运行，并把必须保护的实时数据转移到锂电池供电的rom区。在供电恢复正常后，cpu将保护数据有效地转移到相应的

18、寄存器中，并继续控制系统工作。 (5)电源本身功耗低。电源的功耗是plc机箱内部的主要热源，较低的功耗可避免内部温度过高，提高整机的稳定性、可靠性和使用寿命。 综上所述，plc的内部电源首先应该采用开关电源。 3)数字输入偷出模块 数字输入榆出(diix)模块是plc同现场设备进行联系的通道。它可接收来自现场的开关量输入信号，如按钮开关、选择开关、行程开关、限位开关或代表设备状态的继电器触点，也可通过数字输出模块来驱动执行机构，或执行机构控制低压电路的中间继电器、接触器等。 (1)数字输入(d1)模块： 数字输人模块的每个通道都由输入电路、光电耦合器、滤波驱动电路、输入信号指示、输入缓冲寄存器

19、和选通地址译码电路等部分组成。光电耦合器沟通输人电路和输人缓冲寄存器的信号通道，并隔离两者的电源，输入电路的直接电源由输入模块提供，在输入接线端只需联接开关。输入开关的状态由led指示灯显示，开关闭合时led亮。为了防止输入信号过高，输入端并接电阻和浪涌吸收器。 输入点开关状态信号通过输入缓冲器中的某一寄存器与plc的io-db连接。在plc扫描周期的输入采样阶段，选通输入缓冲寄存器，将输入点开关状态读人cpu模块的输入信号映象区。 (2)数字输出(do)模块：数字输出(do)模块由输出锁存器、选通地址译码电路、输出信号指示、光电耦合器和驱动保护电路等部分组成。在plc扫描周期的输出刷新阶段，

20、选通输出锁存器，将cpu输出映象区的信号存人锁存器，并由led指示输出信号状态。光电耦合器或输出继电器沟通输出锁存器和驱动保护电路的信号通道，并隔离两者的电源，输出单元的输出驱动信号由接线端与执行机构联接；执行机构的工作电源通常都由外部电路提供。 由于工业现场设备中继控制方式不一，有的采用直流控制，有的采用交流控制。为了满足现场控制的需要，节约成本，导致plc数字输出、通路输出方式多种多样，如有触点继电器输出方式(适合于交、直电源的执行机构)；固态继电器输出方式(只适用于交流电源的执行机构)；晶体管输出方式(只适用于直流电源的执行机构)；场效应管输出方式(只适用于直流电源执行机构)。 4)模拟

21、输人输出(aiao)模块 在工业控制领域，为了能完全实现自动控制的目的，必须要对生产工艺中的主要工艺参数实行连续跟踪、监测和调节，这样plc系统不仅要处理数字输入榆出量，而且要处理大量的工艺参数模拟量。这些模拟量必须通过模拟输入朋出模块与plc的主控制单元(cpu)联接。在污水处理系统通常模拟量有压力、流量、温度、液位和相关的成分量、ph值、浊度、污泥浓度、氧含量等等。 模拟量输入、输出模块的主要任务是实现模拟量、数字量之间的转换，即ad和da转换。 (1)模拟量输入(a1)模块：模拟量输入模块是将现场在线仪表送来的标准信号(420ma)进行ad转换，转换后的二进制数字量，经光电耦合送人输人锁

22、存缓冲器，与plc内io总线挂接。 模拟量输人模块的工作电源ad转换部分电源与数字信号处理部分的电源两者是互相独立的。 模拟量输入模块的主要技术参数有：模拟量输人类型和量程、输入电阻、ad转换精度、速度。 在模拟量输入模块的输入电路部分有两个电位器，分别用于零位和满量程调整，使ad转换的信号电压与参考电压匹配。 (2)模拟量输出(ao)模块：模拟量输出模块是将经过plc处理运算过的调节量(数字信号)重新转换成模拟信号输出，去调节执行器。5)网络通信模块 随着plc控制技术的发展和工业系统控制对plc技术的要求，不仅仅只局限于个别领域、个别设备的控制，而要求能实现plc与plc之间的通讯、plc

23、与上位计算机的通讯，能实现上位计算机集中监管和下位plc系统分布控制的网络系统，这就迫切要求各plc生产商生产能满足plc之间通讯的通信模块。一般来说，plc的通信功能分为两大类，一类是plc与计算机的通信，另一类就是plc与plc之间的网络通信。 plc与计算机联接，组成plc和计算机的通信系统，可使plc和计算机实现功能互补。在plc与上位计算机的通信仅仅为了用于编程、修改参数、实时数据显示和系统管理等方面，而不直接参与控制过程。即使在正常使用中计算机发生故障也不会影响生产过程的正常运行。plc和上位计算机的通信一般是通过cpu模块上的通信口(或者是plc专用计算机通信模块)进行的。二者之

24、间的数据交换一般是通过rs232和rs422，rs485接口或由plc生产厂商专门提供的通信卡(装于计算机上)，并通过plc生产厂商提供相应的通信软件来实现的。 对于plc与plc之间的通信模块，一方面能实现plc之间按一定协议方式进行数据交换，另一方面能提供长距离的通信能力。另外值得注意的是由于plc的通信与商用计算机通信有很大差别，计算机网络协议是固有的七层协议方式，而plc则不同，由于各个不同plc生产厂商所采用不同的协议方式，目前流行的(令牌总线)有modbus、profibus、genius、linkbus等，而各种协议方式不可能完全兼容。但目前各plc生产商正在通力协作，努力使自己

25、的plc产品是一个开放性系统(ocs)。通信介质与接口 在现代由plc组成的自控制系统中，为了减少传输信号的电缆量，往往实行集中管理分部控制，为此系统中存在将各plc分站通过通信介质与接口连接成一个系统，在由plc所组成的系统，通信介质根据具体情况通常选择有线通信或无线通信。一般在由多个plc站组成的局域网系统中，由于站与站之间相距不是太远，常用有线通信方式。在由多个plc站组成的区域网系统中，由于站与站之间相距甚远，通常采用无线通信为主有线通信为辅(电话线加调制解调器)的方式。 有线通信介质的分类 1)双绞线 当两根非常接近的导线都在传导电信号时(每根导线中有电流通过且大小相等方向相反)，相

26、互就产生一定的电磁干扰，这种干扰称为串扰。此外，电磁现象无所不在，这便导致平行导线在传输信号过程中接收到一些从其他地方来的不相干的信号。把导线相互绞在一起可以减少串扰以及电磁辐射的强度，因每一根缠绕着的导线在有电流流过时，放出的电波被另一根导线上发出的电波所抵消。而一对或多对双绞线安置在一个护套中时，便形成了双绞线电缆。有两种类型的双绞线电缆：非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线电缆。 (1)非屏蔽双绞线电缆utp(unshieldedtwistedpair)：在电话系统中或一般控制系统中普遍采用双绞线。电气工业协会(eia)为双绞线按不同质量进行分类，共分成五类。其中第三类以及第五类型的双绞线被广泛

27、用于lan中。三类utp当传输速率为lombps时传输距离可达150m，五类utp包括一些增强性质(如单位长度内缠绕数增加，高质量绝缘材料)以改善媒介性能，可用于loombps的lan中。虽然utp的抗干扰能较差，误码率高达10106，但因价格便宜且安装方便，既可用于点一点连接，又可用于多点连接，故广泛用于电话系统和计算机监测网络中。 (2)屏蔽双绞线电缆stp(shieldedtwistedpair)：stp是一种屏蔽电缆，它内部是双绞线，外面由铝箔包住。stp较utp安装时更难一些，但stp有更宽的有效带宽，在100m内可以达到500mbps的带宽，而通常使用的数据传输速率不超过155mb

28、ps，当今使用最普遍的速度为16mbps。同时stp有较好的抗干扰性，一般在较恶劣的工业现场建议使用该种双绞线作为现场网络信号传输介质。 2)同轴电缆 同轴电缆是一种高带宽，低误码率，性价比高的传输介质，广泛用于lan中。它是由两根导体组成，其结构是在一个包有一层绝缘的实芯导体外，再套上一层外面也包有一层绝缘的空心圆柱(圆筒)形导体。内部的实芯导线可以是单股线也可以是绞合线。同轴电缆可分成以下两类： (1)基带同轴电缆：这种电缆的特征阻抗为50l，只用于传输数字信号，并使用曼彻斯特编码方式和基带传输方式，即直接把数字信号送到传输介质上，无需经过调制，故把这种电缆称为基带同轴电缆，当传输距离不超

29、过1000m时，传输速率可达50mbps，是基带局域中最常用的传输介质，在有些工业控制系统中也大量采用此基带局域网。基带同轴电缆又分为粗同轴电缆和细同轴电缆两种，使用细同轴电缆可组成lobase2以太网，一般作为工业级局域网中的支网使用。采用粗同轴电缆可组成lobase5以太网，在工业级局域网中作主干网使用。(2)宽带同轴电缆：这是通常使用的电视电缆，其特征阻抗为7511，带宽可达300400mhz，既可传输模拟信号，也可传输数字信号，由于其频带特宽，可划分成若干个子频带，分别对应若干个独立的信道。利用宽带同轴电缆构成的宽带lan，可以实现数字信号、语音信号和视频图像等综合信息的同时传输，即现

30、在大家常说的宽频带网。3)光导纤维 以金属导体为核心的传输介质，其所能传输的数字信号和模拟信号都是电信号。而光导纤维则只能传输用光脉冲形成的数字信号。光导纤维由光导玻璃或塑料芯构成，它被另一层称作包层的玻璃包住，中心提供光通路，而包层由多层反射玻璃构成。玻璃层设计成可以将光折射到中心芯上。每一层以及包层都被紧型或松型的外壳裹着。 在紧型结构中，光纤被外层塑料壳完全裹住；在松型结构中，光纤与保护壳之间有一层液体胶或其他材料。无论哪一种情况，外壳为光缆提供必要的强度，以防止光纤受外界温度、弯曲、外拉、折断的影响。光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的信号。光纤可分为以下两类： (1)单模光纤

31、(蚯nglemodefiber)：这种光纤具有较宽的频带，传输损耗小，因此允许进行无中继的长距离传输。但这种光纤难以与光源耦合，连接较困难，光端设备较贵。单模光纤由注入型激光二极管ild(刊ectionlaserdiode)来产生光脉冲，它根据激光器进行工作，即激励量子电子效应来产生一个窄带宽的超辐射光束。注入型激光二极管ild的效率较高，而且可以保持很高的数据传输率。故单模光纤主要用做邮电通信中的长距离主干线。 (2)多模光纤(mukimodefiber)：其频带较窄，传输衰减也大，因此其所允许的无中继传输距离较短，但其耦合损失较小，易于连接，光端设备明显便宜。多模光纤由发光二极管led来产

32、生光脉冲。故常用于中、短距离数据传输网和lan中。(3)光纤的连接与光信号的调制与接收：光纤的连接、绞合都需要非常认真，光纤的融接需要专用设备，以确保通道无阻塞。安装时不能过分拉紧或弯曲光纤。在光纤的接收端的光端设备是用来把光转换为电信号的检波器，是一个光电二极管，目前使用两种类型：pin检波器和apd检波器。pin光电二极管是在二极管的p层和n层之间增加一小段纯硅。apd雪崩光电二极管的外部特性和pin类似，但是使用了较强的电磁场。光载波的调制属于辐移键控法ask的一种形式，也称为亮度调制(intensitymodulation)。典型的做法是在给定频率下，以光的出现和消失来表示两个二进制数

33、字。发光二极管led和注入型二极管ild都可以用这种方法调制，pin和apd检波器直接响应亮度调制。污水处理系统中plc的构成类型 plc已广泛应用于工业控制的各个领域，今年来在城市污水处理系统也不例外。虽然plc实质上也是一种工业控制计算机，但由于plc本身的结构和工作方式不同于普通的计算机，因此在应用范围、设计过程、plc选型等方面和计算机控制系统有许多差异。 plc的应用一般分为以下几步：首先分析应用对象即明确被控对象的控制要求和控制规模。其次是选择合适的plc产品，最主要的是确定plc产品的档次。第三是给出系统配置，即进行系统的硬件设计。第四是分配io点，给出地址分配表。第五是编写控制

34、程序，即进行系统的应用软件设计。第六是调试、检查、修改程序、验证系统设计的正确性。最后是系统正式投入运行。由于plc一般均采用梯形图或流程图编程，因此plc的软件设计较容易调试，修改程序也很方便，但现在高档plc有的已可使用特定的高级语言编程。 plc具体在城市污水处理过程中的系统类型 用plc组成控制系统，最主要的首先要确定控制系统的类型，并能对控制对象的要求进行认真细致的分析和估计，才能选择合适的plc产品和编写最佳的控制程序。一般而言，plc组成的控制系统在城市污水处理中可分为三种类型。 (1)单机控制系统(独立控制系统)：这种控制系统主要是对单台设备或某一工序设备进行控制，如污水处理系

35、统中的泵站，污泥脱水单元设备的控制等，一般均使用一台plc。根据控制规模的大小和功能的强弱，可选择小型plc或者中大型plc。 (2)低速大系统：这种控制系统主要用于运行速度要求不高的场合，如城市污水处理系统中的泵站、管网调度系统。一般使用中大型plc，并根据系统的实际要求，可以组成主站带远程io系统，也可以用主站带从站构成控制系统. 二者最主要的区别是：主站带远程站控制系统的io点数由主站的io点数决定，并且远程站的i0点由主站程序控制。而主站带从站控制系统，整个系统的iff)点数由主站的io点数和各从站的io点数相加组成，并且从站的io点由从站自身的cpu处理，无需再由主站的程序控制，站与

36、站之间通过网络协议方式进行通信。 如果选用主站带远程站的控制系统，主站的cpu一般选用大型机，编程工作量大，调试比较麻烦，一旦发生故障，将影响整个系统的工作。对一般泵站和管网相对集中的从站系统可采用此方案以节省投资，但对于主调系统不提倡使用此种类型。选用主站带从站的控制系统，主站cpu一般选用中型机即可满足要求，而从站(分站)的cpu则根据具体io点数来定是选用小型plc还是中型plc。由于此系统每个分站均自带cpu因此可将整个系统的控制分解成几个子系统，分别由各个从站控制，这样可简化每个cpu的处理要求，编程和调试都比较方便，如发生故障时，不会影响整个系统。一般在城市污水泵站、管网调度系统尽

37、量选用主站带从站(分站)的控制系统。 (3)具有上位计算机控制系统：这种控制系统主要用在需要实时监视控制系统，而现在新上的城市污水处理厂所采用的集中监控管理分布(分散)控制的plc系统。上位计算机的作用可实现污水处理过程的实时监控，同时可向工厂级管理计算机发送工艺运行的实时数据，以及处理数据报表。这种控制系统一般均采用中、大型plc，上位机一般选用工业控制计算机或者是工业控制操作站系统，但在对于系统对其要求和依赖性不强的场合，也可使用商用计算机。 plc一般通过cpu模块自带的rs232或rs422rs485通信接口与上位监控计算机实现通信，也有的通过专用的计算机通信模块(如由plc厂商开发的上位机专用通讯模块或标准pcmcia卡)和上位监控机通信。但作为plc上位监控计算机一般应具备三大功能：第一能实现工艺运行实时画面监视，能够从整体到细节，对控制系统的整个过程进行最直观，最清楚的表达。第二是能实现实时操作，能够通过控制参量的改变和干预，来向下位plc发送控制指令。第三能进行信息储存和报表处理。 若污水处理过程所采用的工艺比较复杂并需要采用多层plc所构成的网络系统，为了更能确保整个系统的灵活性，建议在网络系统中各个plc站均加上位