SBR污水处理实验装置PLC控制系统设计

目录目录 (1)第一篇设计任务 (2)1.1题目 (2)1.2工艺要求........................................................................................... 错误！未定义书签。

第二篇总述................................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1可编程逻辑控制器........................................................................... 错误！未定义书签。

2.2组态软件概况错误！未定义书签。

第三篇SBR污水处理硬件接口电路设计 (5)3.1硬件选型及PLC的I/O分配 (5)3.1.1型号的分析与统计 (5)3.1.2 CPU与扩展模块的选择 (5)3.1.3 PLC的I/O端口分配53.2 软件设计 (6)3.2.1 s7_200控制程序设计 (6)3.2.2 通信组态 (8)3.2.3 监控界面程序设计 (12)第四篇设计感悟 (17)第五篇参考文献......................................................................................... 错误！未定义书签。

第六篇尾声................................................................................................. 错误！未定义书签。

第一篇设计任务1.1题目：SBR污水处理实验装置PLC控制系统设计1.2设计要求SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

SBR法污水处理实验装置如下图所示，1、5、12均为水箱，2为水泵，3、11为电磁阀，4为水流量计（用于检测注水流量情况，产生模拟量电流信号），6为搅拌电机，7为曝气头（有三个），8为充气泵，9为气体流量计（用于检测充气流量情况，产生模拟量电流信号），10为排水斗。

主要工艺过程简介如下：1、注水。

此时3打开，2工作，将1内的污水泵入5（内有活性污泥），4可以检测水流量，其余装置均处于不工作状态，注水过程持续一定时间（预先设定好或由人实时控制）后结束，3闭合，2停止工作。

下面进入曝气阶段。

2、曝气。

此时8工作，通过7将空气泵入5， 9可以检测空气流量，其余装置均处于不工作状态，曝气过程持续一定时间（预先设定好或由人实时控制）后结束，8停止工作。

下面进入搅拌阶段。

3、搅拌。

此时6工作对5中物质进行搅拌，其余装置均处于不工作状态，搅拌过程持续一定时间（预先设定好或由人实时控制）后结束，6停止工作。

下面进入沉淀阶段。

4、沉淀。

此时所有装置均处于不工作状态，让5水中的杂质沉淀，沉淀过程持续一定时间（预先设定好或由人实时控制）后结束。

下面进入排水阶段。

5、排水。

此时11打开， 5上部的清水可由10排入12，然后再排向别处，其余装置均处于不工作状态，排水过程持续一定时间（预先设定好或由人实时控制）后结束，11闭合。

下面又进入注水阶段，开始新的循环。

第二篇总述2.1可编程逻辑控制器自1969年世界上诞生了第一台可编程逻辑控制器（PLC）以来，可编程控制技术在工业控制领域便一路高歌，取得了极为广泛的应用。

但是在这过去的30多年里，计算机技术、电子技术、网络通信技术以及自动控制技术的飞速发展，使得工程师们在工业应用中对于控制器的功能需求也远远超越了当初的“顺序逻辑控制”的简单期望。

“PLC是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制器系统联成一体、易于扩充功能的原则设计。

”上述是国际电工委员会于1985年1月对PLC所作的权威性的定义。

2.2组态软件概况组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA,即Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。

国外组态软件：1、InTouch：Wonderware 是Invensys plc“生产管理”部的一个运营单位，是全球工业自动化软件的领先供应商。

Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。

在80年代末、90年代初，基于Windows3.1的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。

但是，早期的InTouch软件采用ＤＤＥ方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch7.0版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。

2、IFix：GE Fanuc 智能设备公司由美国通用电气公司（GE）和日本Fanuc公司合资组建，提供自动化硬件和软件解决方案。

Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6.ｘ软件提供工控人员熟悉的概念和操作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。

Intellution将自己最新的产品系列命名为iFiX，在iFiX中，Int ellution提供了强大的组态功能，但新版本与以往的6.ｘ版本并不完全兼容。

原有的S cript语言改为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VB A开发环境。

遗憾的是，Intellution并没有提供6.1版脚本语言到VBA的转换工具。

在iFiX中，Intellution的产品与Microsoft的操作系统、网络进行了紧密的集成。

Inte llution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。

iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。

3、WinCC：西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子股份公司中最大的集团之一，是西门子工业领域的重要组成部分。

Simens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类Ｃ语言的脚本，包括一个调试环境。

WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。

但WinCC 的结构较复杂，用户最好经过Simens的培训以掌握WinCC的应用。

4、Movicon：全称为Monitor, Vision and Control.它是新一代的自动化监控软件，由意大利著名自动化软件供应商PROGEA公司开发，PROGEA公司自1990年开始开发基于Microsoft Windows平台的自动化监控软件，开发的软件以简单易用，稳定可靠著称。

全面支持Windows平台。

主要组成部分包括：实时数据库,历史数据库，事件及报警管理，安全管理，任务及事件调度，通讯驱动，网络功能，OPC，图形用户接口（窗口资源）等，同时集成VBA兼容的脚本语言及类似STEP-7指令表的软逻辑功能。

5、Citech：悉雅特集团（Citect）是世界领先的提供工业自动化系统、设施自动化系统、实时智能信息和新一代MES 的独立供应商。

CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。

Citech具有简洁的操作方式，但其操作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。

Citech提供了类似Ｃ语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于Ｃ语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。

国内组态软件：1.世纪星组态软件（北京世纪长秋科技有限公司）北京世纪长秋科技有限公司是专业从事工业自动化软件开发、销售、服务及工业自动化系统集成的高新技术企业。

公司拥有自主产权的软件产品《世纪星通用工业自动化监控组态软件》，本产品自1999年开始销售，10年内已有二万多套软件应用于相关行业，如：电力变电配电自动化、电厂监控、石油、化工、冶金、矿山、工业民用水处理、环保污水处理、储备粮库、铁路隧道信号监控、交通信号监控、食品及饮料自动化监控等。

2.三维力控ForceControl （北京三维力控科技有限公司）北京三维力控科技有限公司是专业从事监控组态软件研发与服务的高新技术企业，核心软件产品初创于1992年，公司以自主创新为动力，逐渐奠定了在国内市场的领先地位。

3.组态王KingView（北京亚控科技发展有限公司）北京亚控科技发展有限公司正式成立于1997年，公司着眼自动化软件领域的尖端技术，基于工业网络平台，为用户提供专业客制化应用解决方案和自动化软件产品和服务。

作为国产SCADA软件，其创始人早在1993年就开始研发组态王产品，并迅速应用到了国内用户的系统中。

当时的目标是为用户建立具有易用性强，动画功能丰富、技术性能卓越、稳定可靠且价格低廉于一身的工业自动化软件平台。

4.紫金桥Realinfo(紫金桥软件技术有限公司)紫金桥软件技术有限公司是由中石油大庆石化总厂出资成立的专门从事计算机软件产品开发的高新技术企业，是中国石油天然气集团的软件开发基地。

公司专注于自主知识产权软件产品“实时数据库系统”和“监控组态软件”的开发与推广工作。

5.MCGS(北京昆仑通态自动化软件科技有限公司):昆仑工控----为大型专业工控企业联盟集团，以雄厚的资金为后盾，高、新、尖技术力量为核心，专门从事设计、生产、销售各种类型传感器、变送器、热工仪表、现场控制器、计算机控制系统、数据采集系统、组态软件、专用现场控制软件等6.还有Controx（开物）,易控等组态软件特点随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。

在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。