PLC控制系统在污水厂的应用

PLC控制系统在污水处理厂的应用

姓名：高淑华申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：李建更;王洪臣

2002.11.1

摘要摘要随着自动化控制设备、工业控制网络及计算机技术的发展，越来越多工厂的自动化系统大量采用控制及设备总线，分布式控制，集中信息管理的系统结构。这种结构极大地降低了工程投资，有效地增强了系统的开发性，可维护性，缩短了设计开发周期，并且可以在管理层很方便地从系统各个部分获得管理数据，因而获得了广泛的应用。同时现场控制器具有更强大的数据处理能力，能够满足不同控制对象及工艺的要求。以往的污水处理厂的控制多采用常规的仪表控制，以手动控制为主，劳动生产率低，系统信息分散。为了降低污水处理成本，达到减员增效的目的，就必须提高污水处理的自动化水平，一方面提高系统运行的可靠性，另一方面通过自动化水平的提高，将劳动力出来。从发展来看，由常规仪表构成的控制系统已不能满足需要，水处理产业的自动化水平将随着国际自动化技术和设备的发展而发展。而智能化、分布式、开放型、网络化、管控一体化是自动化发展的趋势。动控制系统存在的问黜４约其发展的主要因素，从设计角度，结合ＰＬＣ技术及总线技术的发展，组成了污水处理厂控制系统，由ＰＬＣ站和上位ＰＣ机组成的三层网络，ＰＬＣ控制站采用相应的控制模块和通讯模块，实现污水处理厂相应处理阶段的控制，同时将现场设备状态和工艺运行参数通过网络上传给中控系统，并可实现上位机的远程控制。中控系统通过工业以太网实现全厂的监控。目前，此系统已投入使用，运行平稳可靠。本工程综合了国内外污水处理自动化技术的发展现状，分析了目前污水处理自关键词：污水处理；控制系统：ＰＬｃ：网络北京工业大学工程硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｌｌｍｅｄｅｖｅｌｏｐｍｃｌｌｔｏｆＡｕ｜ｏｍａｔｉｃｅｑｕｉｐｍｃｎｔ，ｉｎｄｕｓ埘ａ１ｎｅｔｗｏｒｋａＩｌｄｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｉｃ“，ｍｏｒｅ趾ｄｍｏｒｅＤＣＳｐｒｏｄｕｃｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎ１０ｔｓａｒｅ勰．Ｔｈｅｂ胁ｅｆｉｔｏｆｔｈｉｓｓｔｎｌｃｔＩｌｌ．ｅｉｓｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｉｎｖｅｓｔＩｌｌｅｎｔｏｆｔｌｌｅａｒｃｈｉｔｅｃｔＩｌｒｃａｎｄｍａｉｌｌｔａｉｎｏｆｍｅｓｙｓｔｅｒｎ．Ｔｈｅｅｎｇｉｎｅ谢ｎｇ，ｉｎｃｒｅ勰ｅｔｌｌｅ叩ｅｎｕｓｅｒｔｏｓｙｓｔ锄ｗｉｌｌｃ０１ｌｅｃｔｔｌｌｅｄａｔａｉｎｆｏｎｎａｔｉｏｎｆｂｍｔｌｌｅｄｅｖｉｃｅ锄ｄ仃ａｎｓ向ｄａｔａｐｌ锄ｔ．ＡｔｔｈｅｓａＩＩｌｅｔｏｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｔｈｅｍａｌｌａｇｅｔｌｌｅｔｉｍｅ，ｍｅｓｙｓｔｅｎｌｉｓｎｅｘｉｂｌｅａ１１ｄｍｅｅｔｄｉ插渊ｌｔｔｙｐｅｓｒｅｑｕｉｒｅｍ眦．Ｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｉｍｐｒ０Ｖｅｍｅｍａｌｌａｇｅｍｅｎｔａ１１ｄｄｅｃｒｅａｓｅｔ１１ｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｃｏｓｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｌｌｒｅｆ而ｍｔｌｌｅｏＶｅｒｓｅａｓ，ａｌｌｄｉｔａｌｓｏｃｈａｎｅｎｇｅｔｏ０ｕｒａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎ仃ｏｌｉｓｔｌｌｅｂａｓｉｃｇＩｌａｒａ＝ｎｔｅｅｏｆｔｌｌｉｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙｃｏｎ仃ｏｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｌｌｅｒｅｑｌｌｉｒｅｍ印ｔｓｏｆｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎ也ｅｄｅＶｅｌｏｐＩｎｅｎｔ．Ｔｌｌｉｓｐ印ｅｒｒｅＶｉｅｗｓｄｏｍｅｓｔｉｃ锄ｄｏＶｅｒｓｅ船ｄｅｖｅｌｏｐｍｅＩｌｔｔｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙｉｎｔｌｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｗａｇｅ仃ｅａｔｎｌ锄ｔ，ａＩｌｄａ１１ａｌｙｓｅｓｔ１１ｅｐｒｏｂｌｅｍｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔ锄ａｎｄｔｌｌｅｋｅｙｆ如ｔｏｒｔｏｃａｕｓｅｔ１１ｉｓ．Ａｎｄｇｉｖｅａｎｉ芏ｌ仃ｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｏｎｔｌｌｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃＯｎ打０１ｃｏｎｌｐＯｓｉｔｉｏｎｏｆａｓｅｗａｇｅｗａｔｅｒ仃ｅａｔｍｅＩｌｔｐｌａＩｌｔｔｈｅＶｉｅｗＯｆｔｈｅＰＬＣｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＢｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｗⅫｅｐｒ印ａｒａｔｉｏｎａｌｌｄ叩酬ｉｏｎ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｃｌｌｔｓ；ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ衄１ｓｍｉｔｍｅｉｎｆｏｒｎｌａｔｉｏｎｔｏｍｅｃｅｌｌ仃ａｌｃｏｎ仃ｏｌｓｙｓｔ咖ｂｙｓｖｓｔ锄ｓｅｎｄｓｔ１１ｅｃｏｎ仃ｏｌｏｒｄｅｒｔｏｍｅＰＬＣｓｔａｔｉｏｎ．ｃｏｎｔｒ０１．ＴｈｅａｄｖａＩｌｃｅｄｏｐｅｍｔｉｏｎｉｍｐＩｏｖｅｍ％ｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅＰＬＣｓｔａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｓｔｌｌｅｓ锄ｐｌｅｄａｔａ锄ｄｃｏ曲－ｏｌｓｔｌｌｅａｌｓｏｍａｋｅｓＯｍｅｒａｄｉｏｍｅｍｏｄ．Ｔｈｅｃｅｎ仃ａ１ｃｏｎｔｒｏｌｗｈｉｃｈｉｍｐｌ锄ｅｎｔｓｒ锄ｏｔｅｓｙｓｔ锄ａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｓｏｆ研盯ｅｈａｖｅｂｅｅＩｌａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｌｌｅｃｅｎ打ａｌｃｏｎ时ｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｍｏｎｉｔｏｒ越ｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎｂｙｒｅｌａｄｖｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｄｉｕｍ．Ａｔｐｒｃｓｅｎｔ，ｔｌｌｅａｕｔｏｍａｔｉｃｍｏｎｊｔｏｒｓｙｓｔｃＩｎｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｓｔａｌｌｅｄａＩｌｄｏｐｅｒａｔｅｄｓｔａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：￥ｅｗａｇｅｔｒｅａｔｒｎｅｎｔ；ｃｏｎｔｒｏＩｓｙｓｔｅｍ；ＰＬＣ；ｎｅｔｗｏｒｋ第１章概述第１章概述１．１工业控制计算机的现状和发展工业控制机是指用于工业环境，适应工业要求，完成工业过程的数据采集和控制的计算机系统，简称工控机。由于计算机技术、通讯技术及ｃＲＴ显示技术的发展，工控机已应用于各种控制领域，并逐步由单机监控、直接数字控制ＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔｌｙｃｏｎｔｒ０１Ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒ０１）发展到集散型控制系统ＤＣＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍ）和计算机集成制造系统ＣＩＭｓ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ１ＩＩａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ）。从连续性的热工参数检测发展到包括间歇式生产、离散型生产在内的产品质量在线监控、设备运行动态监控、生产状态监控及设备协制。可以说，工控机已成为现代化工业实现自动化不可缺少的工具。１．１．１工控机简介与常规的商用机相比，工业控制机为满足工业控制的需要必须符合下列要求：１）满足工业过程实时性要求，实时地采集和处理反应工业过程运行的参数，并将各种操作分成不同的优先级。２）高可靠性。工控机直接控制着生产过程，要求在工业环境中连续平稳运行。因此必须能够在具有粉尘、高温、振动和电磁干扰的环境中长时间连续可靠地工作，能够抗工业电网浪涌，尖峰干扰等。３）具有现场信号输入与控制信号输出的功能。工控机要求直接从工业现场采集生产过程运行的各种参数，经过处理送人机接口显示，并发控制信号给执行机构去控制生产过程。４）可维护性，工控机系统结构便于维修，硬、软件故障诊断功能强，便于快速查找故障，缩短维修时间。工控机系统由人机接口、计算机和输入输出通道三部分组成。这里的计算机可以是一个简单的单处理机系统，也可以是用通信网络连接起来的分布式计算机系统。工控机具有庞大数量的输入输出通道。而人机接口多采用触摸屏、专用键盘等。北京工业大学工程硕士学位论文１．１．２工控机的种类及应用１．１．２．１工控机大致分为以下三类：（１１各种总线结构的ＯＥＭ（Ｏｒｉ舀ｎａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｌｌｕｆａｃｔＩｌｒｅｓ）板级系列产品，例如：ＳＴＤ，ＩＳＡ，ＶＭＥ，ＰＣ总线等。（２）基础产品，各种控制器，如ＰＬＣ。（３）系统产品，如：ＤＣＳ。上述各类产品，可根据需要相互补充，以适应不同的控制要求。１．１．２．２各类工控机现状及应用（１）ＤＣＳＤＣＳ是基于４Ｃ技术（Ｃ∞呻ｕｔｅｒ，Ｃｏｎｔ】ｆｏｌ，Ｃｏｍ姗ｌｎｉｃａｔｉｏｎ和ＣＲＴ）的综合性计算机控制系统。它采用网络通信将分布在现场的控制站、采集站与操作中心的操作员站、工程师站及管理站连接起来共同实现分散控制、集中管理。早期的计算机控制系统是一种集中控制系统，其主要特点是由单一的计算机完成所有的功能和控制。优点是结构简单、清晰，数据库易于管理，并容易保持数据的一致性。但缺点也较多：・各种功能集中于一台计算机中，使得软件系统相当庞大，任务量的增加导致系统开销增大，计算机运行效率下降。・由于软件系统庞大，系统可靠性下降。尽管许多集中控制系统为保证硬件可靠性设计了双熏冗余与备份，仍无法避免故障的出现。・系统的可扩性差。受计算机硬件配置与能力制约，系统建立时基本确定了其最终能力。・集中式计算机控制系统将所有功能集中于一台计算机上，增加了由于计算机失效或故障对整个系统的危害性，因此对计算机本身要求极高，以保证功能的实现和系统的安全。随着控制系统越来越庞大复杂，集中式控制已无法满足应用的要求。Ｄｃｓ就成为解决问题的途径，其基本设计原则为：・用多台计算机分担控制功能，各计算机处于平等地位，运行中互相不存在依赖关系。・不同的计算机实现不同的功能，每台计算机的处理尽量单一化，以提高第１章概述计算机的运行效率，且软件结构简单，提高了软件的可靠性ａ．应用网络解决系统扩充和升级，实现数据共享，集中管理和操作ａＤｃｓ一般由四个基本部分组成，即系统网络、现场Ｉ／Ｏ控制站、操作员站和工程师站。它们分别完成数据采集、控制；监视、报警、记录；系统组态、系统管理等功能。所有这些都通过网络连接起来，成为一个完整的系统，以实现分散控制和集中监视、集中操作。・系统网络是ＤｃＳ的基础和核心。网络对整个系统的实时性、可靠性和扩充性起着决定性作用。衡量网络的性能指标并不是网络的速率，而是系统网络的实时性，即在确定的时间内完成信息的传送。网络还要求在任何情况下，通信都不能中断。为满足扩充性需要，系统网络可接入的最大节点数量大于实际使用节点数量。・Ｉ／Ｏ控制站。完成对过程现场Ｉ／Ｏ处理并实行直接数字控制功能的网络节点。它将现场的各种过程参数进行数字化。并将采集到的实时数据通过网络送至操作员站、工程师站，以实现全系统范围内的监测和控制，同时接收操作员站、工程师站下发信息，以实现现场控制和参数设定。实现局部自动控制、闭环控制、顺序控制等。・ＤＣｓ操作员站。其主要功能就是为系统的运行操作人员提供人机界面，通过操作员站可及时全面了解现场运行状态、运行参数的当前值及故障情况等。并可对工艺过程进行控制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效。同时操作员站还可监控设备的运行状态。・ＤＣＳ工程师站。对ＤＣＳ进行离线配置、组态工作和在线系统监查、控制和维护网络节点。ＤＣＳ自１９７５年问世以来，经历了二十多年的发展历程，经过的不断完善使，功能和性能都有巨大的提高。尤其是九十年代，由于砒ｓｃ技术的引入，增强了网络功能，使系统更加开放化和标准化。随着工业ＰＣ的发展，在ＤＣＳ中大量引入工业ＰＣ机向小型ＤＣＳ发展。用户可用工业ＰＣ、ＰＬＣ、智能仪表方便地构成性能价格比很高的ＤＣＳ系统。同时人工智能和多媒体技术也在ＤＣＳ中得到了广泛应用。北京工业大学工程硕士学位论文正是由于上述原因，ＤＣＳ不仅成功地应用于大型连续型工业过程：如石化、乙烯、化肥、钢铁、大型火电机组，也在小型自动化方面做出了贡献，我国石化企业已采用了上百套ＤＣＳ系统。目前世界许多仪器仪表生产厂家都在中国销售自己的ＤＣＳ系统：如ＨＯＮＥｙｗＥＬＬ的ＴＤＣ一３０００，ＦＩＳＨＥＲ—ＲＯＳＥＭＯＵＮＴ的ＲＳ３，横河的ＣＥＮＴＩＮＭ—ｕｘＬ、ＡＢＢ、西门子、ＦＯ）（ＢＯＲＯ、贝利等。其中ＨＯＮＥＹｗＥＬＬ与中石化在天津成立了合资公司，组装销售其产品，横河也与川仪、西仪合作组装生产ｐｘＬ系统，ＦＯ）（ＢＯＲ０在上海设立了自己的公司。这些公司不但销售自己的Ｄｃｓ，也在开发适合自己系统的总线结构和智能变送器。今后我国许多企业在新建和改造老装置中均要用ＤＣＳ代替常规的自动化仪表，但目前，ＤＣＳ还远没有形成规模，为此，国家和一些部委组织了多次ＤＣＳ攻关，开发了友力—２０００，Ｈｓ２０００中小型ＤＣＳ系统。现在国外许多公司又联合起来推出了ＰＲＯＦｍＵＳ现场总线，将ＤＣＳ又推向一个新的高度。（２）ＰＬＣ早期的ＰＩ＿ｃ是为取代继电器而设计的，仅有逻辑运算、计时计数等顺序控制功能，通过用软件来实现逻辑运算大大提高了系统灵活性。随着大规模和超大规模集成电路、微电子技术的发展，以１６位和３２位微处理器构成的微机化ＰＬＣ远远超出了早期产品的功能。不仅控制功能增强，还在完成顺序逻辑运算的前提下，普遍增加了回路调节功能、代数计算功能等，其工耗、体积、成本都大幅降低。随着远程Ｉ／０和通信网络、数据处理及图象显示的发展，ＰＬＣ已向ＤＣｓ领域渗透，成为实现工厂自动化的一大支柱。现在的ＰＬｃ网络功能也大为增强，过去的ＰＬｃ一般限于设备级逻辑控制，提供简单的慢速通信功能，只支持Ｒｓ—２３２、ＲＳ．４８５串行通信，多采用ＭＯＤＢｕＳ协议，速率在几Ｋ到几十Ｋ之间，目的是将系统控制状态和设备运行状态传给监视设备或将操作员的修改指令传递到ＰＬｃ。而当今的ＰＬｃ提供了高速通信网络（如ＥＴＨＥＲＮＥＴ），有的ＰＬＣ还支持现场总线通信，如ｐＲＯＦｍＵＳ、ＤＥｖＩＣＥＮＥＴ、ＳＤＳ等。ＰＬＣ＋网络＋ＰＣ＋ＳｃＡＤＡ软件已成为一种非常流行的应用方式。ＰＬｃ的图形功能也日趋丰富，今天的ＰＬｃ己不是一个顺序逻辑控制黑匣子，而是集逻辑控制、调节控制、网络通信和图形监视于一体的综合自动化系统。．４．第１章概述正是由于以上原因，ＰＬｃ已成功地应用于污水处理厂、机械加工、汽车制造、电力、冶金、纺织等领域。目前ＰＬＣ市场多以进口国外产品为主，如立石、西门子、三菱、ＡＢＢ、ＯＭＲＯＮ。大型以西门子为主，小型则被三菱和ＯＭＲＯＮ占据。我国ＰＬｃ技术水平与国外相差十年以上，特别在ｃＰｕ冗余，通信网络和远程Ｉ／Ｏ技术，通信模块，编程语言，可靠性等关键技术方面相差更远，且多为技术含量低的低档产品，这也制约了ＰＬＣ产品在我国的应用普及。今后ＰＬＣ不仅会取代继电器控制，而且随着网络化的发展，将成为自动控制中不可缺少的一部分。（３）各种总线结构的工控机各种总线结构的工业控制计算机发展迅速，由早期的ＳＴＤ总线发展到ＩＳＡ、ＭＣＡ、ＥＩＳＡ、ＰＣＩ总线。・ＳＴＤ总线ＳＴＤ总线以尺寸小、商可靠性、低价格等优点为嵌入式系统提供解决方案。在我国工控领域始终占有相当份额，特别适合中小企业。由于ＳＴＤ总线有丰富的∞接口和ＩＥＥＥ将它作为标准正式推出，使其成为一个为人熟知的工业标准。随着Ｐｃ总线工控机的兴起，ｓＴＤ总线也向ＰＣ技术靠拢，演变为新型ＳＴＤ总线，提出了“共识总线”的概念。现在ｓＴＤ总线主要是１６位，或采用扩展的ｓＴＤ３２总线标准。・ⅥⅥＥ总线和ＭＩⅡＴｍＵＳ总线Ⅵ订Ｅ总线是ＭＯＴＯＲＯＬＡ公司推出的开放式结构、高性能总线。ＶＭＥ总线采用ＭＯＴＯＲＯＬＡ６８０００系列处理器构成工业控制机。而ＭＩⅡＴＩＢｕｓ总线是ＩＮＴＥＬ公司为提高系统处理能力，支持多处理机并行而推出的多总线结构，但ＩＮＴＥＬ已放弃ＭＩ７ＩＴｍｕＳ产品的开发，将重点转移到ＩＰＣ上。・ＩＰＣ（工业ＰＣ）ＩＰＣ是适合于工业控制的ＰＣ机。由于ＩＢＭ—ＰＣ总线和ＡＴ总线已成为事实上的一种总线标准，因此将其应用到自动控制领域也就成为一种需要。ＩＰｃ在硬件上采用ＡＬ卜ＩＮ—ｏＮＥ形式，使ＭＴＴＲ（平均故障修复时间）＜１５分钟。换用工业电源来防止电网的各种干扰，增加机箱的抗振、防尘、防电磁能力。软件具有丰富的图形显示及多媒体功能；多种操作系统支持和应用软件资北京工业大学工程硕士学位论文源；丰富的网络支持能力。目前ＩＰｃ随着性能和可靠性的提高，已进入工业控制的许多领域。总之，随着计算机技术的发展，人们已在断言：工业控制就是计算机。１．２污水处理厂及其自控系统的现状和发展水是人类社会生活中不可缺少的资源，由于水在使用过程中被带进了各类有机物和无机物，以至水的物理性质和化学性质发生明显变化，变成了污水。随着国民经济的发展和城市规模的扩大，对水资源的消耗也日趋加大，污水越来越多，水质越来越复杂，水体有限的自然净化功能已经不能适应城市水污染控制、水环境保护的需求。这不仅加剧了有限的水资源危机，而且会通过食物链危害人民的身体健康。水污染造成巨大的经济损失，水资源的短缺制约了城市的可持续性发展。有人预言：二十一世纪的战争将是对水资源争夺的战争。解决水资源短缺就必须对污水进行处理和再利用。但我国目前城市污水处理率还相当低，许多城市都没有大中型污水处理厂。根据国民经济和２０１０年社会发展总体纲要及２００８年奥运申办报告要求，到２０１０年城市管网普及率要达到５０％，污水处理率达到９０％。因此必须加速建设水处理工程，提高其处理出水水质。据统计，我国至少需建三千多座大中型污水处理厂，而目前建成使用的仅有三百多座。就北京而言，目前投入使用的仅有高碑店污水处理厂，酒仙桥污水处理厂，方庄污水处理厂，北小河污水处理厂，清河污水处理厂一期，其总处理能力为１４８万立方米／曰。而北京日产污水量为２８０万立方米。因此，北京仍需建设污水处理厂以解决水资源短缺，水质恶化的情况，北京待建的污水处理厂有清河污水处理厂二期（２０万立方米／天），吴家村污水处理厂（８万立方米／天），小红门污水处理厂（６０万立方米／天），卢沟桥污水处理厂（１０万立方米／天）。因此从这方面讲，我国的污水处理还处于发展阶段，从自动控制系统来看，为了降低污水处理成本，达到减员增效的目的，就必须提高污水处理的自动化水平，一方面提高系统运行的可靠性，另一方面通过自动化水平的提高，将劳动力出来。国外借助网络通讯技术已经实现了～批人同时管理几个污水处理厂，这也为我们提供了借鉴经验，同时由于我国已加入了ＷＴＤ，随着国外资本的进入，也向我国污水处理行业提出了挑战。而运营成本的降低，归根到底是管理和高科技的竞争，自动化控制系统是实现这一竞争的根本保，６．第１章概述证。目前ＰＬｃ在各行各业中已得到了广泛的应用，产品有从可以控制几十点小型ＰＬＣ到上千点的大型ＰＬＣ，而且其总线与网络能力越来越强，可方便地与上位ＰＣ机组成控制系统。因此在现有的污水处理厂得到了广泛的应用。我国水处理技术和设备近年发展很快，新建和改建的工程都多为开放型，分布式，多级实时自动监控系统。从发展来看，水处理产业的自动化水平将随着国际自动化技术和设备的发展而发展。而智能化、分布式、开放型、网络化、管控一体化是自动化发展的趋势。北京工业大学工程硕士学位论文第２章系统设计选型２．１系统组成与控制要求２．１．１自动化系统的组成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两大部分组成。所谓对象，就是指被控制的机器和设备。在污水处理过程中，如泵、阀门、鼓风机等，都是被控制的设备，即对象。所谓自动化装置，就是指实现自动化的工具，归纳起来可以分为以下四类：（１）自动检测装置和报警装置。自动检测装置是在工艺过程中，对生产中的各个参数自动、连续地进行检测并显示出来。只有采用了自动检测，才谈得上生产过程自动化问题。自动报警装置是指用声光等信号自动地反映生产过程的情况及机器设备运转是否正常的情形。（２）自动保护装置。当生产操作不正常，有可能发生事故时，自动保护装置能自动地采取措施（联锁），防止事故的发生和扩大，保护人身和设备的安全。实际上自动保护装置和自动报警装置往往是配合使用的。（３）自动操作装置。利用自动操作装置可以根据工艺条件和要求，自动地启动或停运某台设备，或进行交替动作。如在污水处理工艺过程控制中利用自动操作装置定时地对初沉池进行排泥，则需要定时自动启动排泥泵前阀门、排泥泵等设备。（４）自动调节装置。在工业过程控制中，有些工艺参数需要保持在规定的范围内，如污水处理过程中，曝气池内溶解氧含量需要保持在２ｍｇ，Ｌ左右。当某种干扰使工艺参数发生变化时，就由自动调节装置对生产过程施加影响，使工艺参数回到原来的规定值上。上面四类自动化装置，在采用可编程控制器和计算机系统的现代污水处理过程控制中，类别界限已经不很明显，如自动报警、自动保护、自动操作和自动调节的功能都可以在可编程控制器和计算机系统中完成。因此，测量仪表、计算机监控系统和被控设备，即组成了现代污水处理厂的自动化系统。２．１．２污水处理厂的工艺根据污水成分，可选择不同的污水处理工艺。污水处理主要通过生化处理第２章系统设计选型来完成，本污水处理厂采用从Ｏ工艺，其工艺流程如下图（２—１）图２—１工艺流程图各处理阶段主要功能及设备：（１）预处理阶段（格栅间、进水泵站和沉砂池）粗格栅和细格栅：用于清除污水中的大块污物。进水泵：污水的提升和计量。沉砂池：去除污水中比重较大的颗粒物质。（２）生化处理阶段（曝气池、二沉池和出水井）曝气池：主要设备为鼓风机，用于污水的曝气，为细菌生化处理提供氧气。二沉池及出水井：其主要功能是使活性污泥与处理完的污水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩。出水井将二沉池沉淀下的绝大部分污泥回流到氧化沟，并将剩余污泥排出处理。（３）污泥处理（污泥浓缩池和脱水机房）污泥浓缩可使污泥初步减容。脱水机可使污泥进一步脱水，以便于运输和处理。以上设备均有现场手动和自动工作方式选择，当选择自动工作方式时，其所有动作均由ＰＬｃ完成，且上位Ｐｃ机可通过网络实现设备远方手动。２．１．３控制系统构成２．１．３．１控制系统总体构成根据以上工艺，选取ＰＣ机＋ＰＬＣ控制器构成全厂自动控制系统，这种结构与ＤＣＳ比较，系统价格低，系统配置灵活，易于扩展，维护方便。控制系统由五个控制单元ＰＬＣ站点组成，分别为控制单元ＬｏＰｌ．卜ＬＯＰｌ．４，其系统构成如图（２—２）所示：北京工业大学工程硕士学位论文ＥＴＨＥＮＴ图１．２控制系统结构其中：ＬｏＰｌ．Ｏ：用于在模拟屏上显示全厂设备的状态：运行、故障、停车。ＬＯＰｌ．１：预处理阶段的控制，主要包括总变电站的实时监控、监测各电量、开关状态、故障信号、电量报表记录等。粗细格栅间、进水泵房及曝气沉砂池的控制。ＬＯＰｌ．２：曝气池的控制。ＬｏＰｌ．３：污泥回流泵房及二沉池的控制。ＬｏＰｌ，４：实现污泥处理阶段的控制。由于采用了多个ＰＬｃ控制站，不仅缩小了计算机控制规模，提高了系统控１０．第２章系统设计选型制的速度和可靠性，同时由于采用合理的分布，解决了大量信号传输引起的布线问题。同时采用多级控制，现场手动优先级最高，在上位机或ＰＬＣ故障情况下，设备仍能进行手动操作，当上位机故障时，可通过触摸屏进行参数设置和操作，实现了集中控制，危险分散。２．１．３．２信息管理系统信息管理系统通过以太网ＥＴＨｗＡＹ实现全厂的监控，两台上位机互为冗余，上位机采用ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ操作系统，上位机不仅能够实时显示全厂所有设备运行状态和各种参数值，而且能够对所有设备进行启停操作，当故障发生时，记录故障的时间、类别等信息并打印，同时屏幕闪现红色提醒操作人员注意。系统还具有实时曲线和历史曲线，最多同时显示八个模拟量参数。上位机自动打印全厂各种参数：进水量、耗电量等的日报表、月报表和年报表，供用户分析运行情况。２．１．３，３通信系统控制系统采用总线与网络两种通讯方式，网络主要是工业以太网，采用同轴电缆或光缆连接，网络传播速率大于１０Ｍ。网络应保证可靠工作，主要用于各ＰＬＣ站与上位机大量数据的交换，包括各设备的运行状态、模拟量参数及各ＰＬｃ分站报表。ＰＬＣ以总线结构控制变频器和软启动器，ＰＬＣ可通过总线通信协议对变频器和软启动器发出启停命令，设定变频器工作频率等，还可读取工作和故障信息，供上位机监控使用。由于采用总线结构，可方便地对分站进行扩展。２．１．４控制要求污水处理工艺过程中要用到大量的阀门、泵、风机及吸、刮泥机等机械设备，它们常常根据一定的程序、时间和逻辑关系定时开、停。例如，在采用氧化沟处理工艺的污水处理厂，氧化沟中的转刷要根据时间、溶解氧浓度等条件定时启动或停止；在采用ＳＢＲ工艺的污水处理厂，曝气、搅拌、沉淀、滗水和排泥应按照预定的时间程序周期运行；在采用活性污泥法的污水处理厂，初沉池的排泥，消化池的进、排泥也要根据一定的时间顺序进行。在自动调节系统中，这种调节、控制方式称为程序调节，我们常常称其为顺序逻辑控制。另外，污水处理的工艺过程同其它工艺过程类似，也需要在一定的温度、压力、北京工业大学工程硕士学位论文流量、液位、浓度等工艺条件下进行。但是，由于种种原因，这些数值总会发生一些变化，与工艺设定值发生偏差。为了保持参数设定值，就必须对工艺过程施加一个作用以消除这种偏差而使参数回到设定值上来。例如，消化池内的污泥温度需要控制在一定的范围内，鼓风机的出口压力需要控制在一个定值上，曝气池内的溶解氧浓度要根据工艺要求控制在一定的范围内等等。将其称之为闭环回路控制。具体要求为：（１）粗格栅的控制粗格栅的控制由其前后的水位差自动进行，但在一定时间后由时间进行控制。启动顺序为压榨机、输送机，停止顺序相反。（２）进水泵站的优化控制污水泵站的控制由集水井的水位控制，泵轮流使用，经一定时间积累后切换到其他泵上，切换可以手动也可以自动。（３）沉沙池控制管理计算机对沉沙池桥车进行远程启动停止控制。（４）曝气池的供氧控制可调节系统目的调节曝气池中的溶氧量，保持微生物的活性，消除污水中的污染物，在这个目的下尽可能节能。主要通过装于氧化沟中的溶氧仪的测量值来控制鼓风机的曝气量（５）沉淀池的控制中控室的管理计算机进行远程控制沉淀池中的刮泥机启停。（６）回泥量调节系统和控制调节回泥量的目的是保持混合液体中生物和化学物在一定范围。调节对象是回流到曝气池中的污泥量。根据在回泥管上安装的超声流量计得到的数据，通过调节污泥泵的运转台数和变频调速装置来调节回泥量。（７）污泥压机和脱水室的控制根据进口污泥量的大小和浓度，通过对驱动加药泵的变频调速器的闭环调节，自动控制加药量。控制系统同时监视药槽的液位、污泥量和化学药品量，同时远程监视污泥浓缩和脱水机、螺旋运输机等。（８）测量系统．１２。第２章系统设计选型每个仪表的输出为标准的４～２０ｍＡ信号，送到各个ｐＬｃ分站上，再通过总线传到中控室的管理计算机上。２．２网络系统根据系统的要求，控制系统采用罗克韦尔自动化产品组成，因为罗克韦尔提供开放的完整的工业控制网络系统，它允许用户将不同生产厂家的控制设备互相连接并在标准的工业网络来共享数据。罗克韦尔自动化的网络结构的开放性包括从工厂的底层到控制层到信息层的三层结构：信息层网络（二级系统），使计算机系统存取生产现场的数据并提供可编程设备的支持ＰＤｓＯｒｏ蓼锄ｍａｂｌｅｄ吖ｉｃｅｓｕｐｐｏｎ）。控制层网络，完成智能化的高速的实时控制，并共享数据和信息。包括：控制和监视设备的协调、操作员接口、远程设备的组态、编程和故障处理。设备层网络，提供与工厂现场的大量设备的高速数据采集，并极大地减少接线。罗克韦尔自动化提供以上层面的完整的网络结构包括设备层网络：ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（设备网）和Ｕｎｉｖｅｒｓａ狼ｅｍｏｔｅＩ／Ｏ（远程Ｉ／Ｏ网），控制层网络：ＤｌＨ．４８５，ＤａｔａＨｉｇｌｎｖａｙＰｌｕｓ（ＤＨ＋）和ｃｏｒｌ仃ｏｌＮｅｔ（控制网）和信息层网络Ｅｔｈｅｍｅｔ（以太网）。根据此项目的要求，本控制系统运用了Ｃｏｎ仃０１Ｎｅｔ（控制网）作为一级控制系统的主干网以及与二级信息管理系统Ｅｔｈｅｍｅｔ（以太网）的接口。ＣｏｎⅡＤｌＮｅｔ网络・ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ是一种高性能的工业局域网，具有如下主要特点：开放性Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ最初由ＡＢ公司开发，现已将其完全公开，并由Ｃｏｎ仃ｏｌＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ国际组织负责管理，目前已有上百家公司成为该组织的成员。Ｃｏｎｎ．０ｌＮｅｔ已成为工业自动化领域的标准网络。网络标准为ＩＥＣ６１１５８。这种标准化带来的好处就是使得用户可以选择不同的设备供应商来提供他们最好的设备，而这些设各可以通过标准化的网络联系在一起，协调有序地工作。随着芯片技术、网络技术和软件技术的发展，用户对自动化的要求越来越高，现代的自控系统已经不再是传统的单机应用，在一个现代化的自控系统中，已经不．１３．北京工业大学工程硕士学位论文再可能完全由某一家公司提供全部的设备（例如：高碑店污水处理厂自控系统中，既有ＡＢ公司的ＰＬｃ产品又有西门子公司的产品），即便某家公司有这个能力，他所提供的产品也未必都是最好最合适的，这就不可避免的要使用到不同厂家的产品，用户在设计之初，必须选择一个具有广泛支持的标准化网络，只有这样，所有的设备才能很好地集成为系统，而Ｃｏｎ仰ｌＮｅｔ是用户最好的选择。・高效率下一世纪的网络模式，控制网络要实现高速确定的传输要求，网络波特率已经不再是主要因素，网络模式成为决定网络效率的关键。Ｃ∞舡ｏｌＮｅｔ采用了全新的网络模式，即生产者／消费者（ＰＲＯＤＵＣＥ刚ＣＯＮＳＵｌⅥＥＲｌ模式，传统的网络模式采用的是源／目的模式，每发送一个信息就需要一个确定的源／目的地址数据包，这种模式的最大弊病在于不确定性，同样的信息如果要传输到网络上多个节点，必须重复传输多次，这极大地浪费了网络带宽，降低了网络效率，而采用生产者／消费者模式，网络不需要单独的源／目的地址，代之以数据标识，因此不同的消费者（信息接收者）可以根据数据标识同时接收来自生产者（信息产生者）的信息，如果某些信息是它所不需要的，它可以忽略，而只处理那些它所需要的信息，这种全新的网络模式是对传统的网络模式的，它极大地提高了网络的效率。该模式实现了各个控制站之间的高速通讯和数据的完整性。・多功能由于Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ采用了全新的生产者／消费者（ＰＲｏＤＵｃＥ刚ＣＯＮｓＵＭＥＲ）模式，使得它具有了传统网络所无法想象的高功能，具体说来，这包括：用同一个网络实现对实时性要求不同的信息的传递。传统上，在ＰＬＣ处理器之间所使用的网络不能用于扩展Ｉ／ｏ机架或从站，反之亦然，但是Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ可以同时满足这两方面要求，因此在现场只需要构成一个完整的控制层网络，该功能同时也为在ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ上实现Ｉ／０的共享提供了可能。在Ｃｏ曲．０１Ｎｅｔ上，用户可以根据需要，构成主从、多主和对等通讯网络，甚至可以在同一个网络上混合构成主从、多主和对等通讯网络，这为网络的应用提供了极大的灵活性。Ｃｏｎ仃０ｌＮｅｔ上的节点，可以根据每个节点的特性选择采用巡检、定时和逢１４．第２章系统设计选型变则报等多种工作方式，这极大地降低了网络上无用信息的传输，有效地利用了网络带宽，提高了网络效率。・确定性和可重复性Ｃ０ｎ仃ｏｌＮｅｔ区别于传统网络的一个显著特点就是其确定性，由于ＣｏｎｔｍｌＮｅｔ采用了生产者／消费者的网络模式，使得其网络速度和效率不随网络上节点数目和网络距离而变化，并且用户可以预先组态网络上节点的信息传输时间（毫秒级），使用者无需编写通讯程序便可确保全部信息在预先设定的时间间隔内得到传输。ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ采用的时间片技术从原理上杜绝了网络发生阻塞的可能。确定性和可重复性在现代控制系统中得到了越来越多的应用。・灵活性Ｃｏｎｎ．ｏｌＮｅｔ具有灵活的拓扑结构，它可以方便地构成星型、树型、总线型和环形的拓扑结构；距离可长达成３０公里。Ｃｏｎｔｒ０１Ｎｅｔ可以采用多家厂商提供的通讯介质，包括适用于各种环境的同轴、光纤电缆。Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ是一个本质安全的网络，它可以应用于各种环境场合。・强大方便的网络组态，诊断功能及可靠性一个ＰＬＣ节点的网络编程口进入网络，对网络进行编程和组态。网络组态软件为图形化ｗＩＭ汀软件，用户界面相当友好。一旦某一节点发生故障可及时发现。大大提高网络诊断功能。Ｃｏｎ们ｌＮｅｔ具有可选的冗余配置，采用不同路径的冗余网络配置，Ｃｏｎｔｒ０１ＬｏｇｉＸ同时侦听两条网络上的信息，而选择其中信息质量更好的网络信息，极大地提高了网络的可靠性。・Ｉ／Ｏ共享传统的控制网络无法实现Ｉ／Ｏ共享，但在Ｃｏｎ仰ｌＮｅｔ上，每个ＰＬＣ处理器可以拥有它自己的∞，也可以拥有共同的Ｉ／０，这也就是说，一个Ｉ／０机架可以同时属于多个ＰＬＣ处理器。・扩展性能由于Ｃｏｎ仃ｏｌＮｃｔ是一个标准的完全开放的网络，故而具有良好的可扩展性，选择ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ为今后集中扩展系统的构成创立了良好的基础。・基本指标．１５北京工业大学工程硕士学位论文网络模式生产者／消费者模式最大通讯距离３０Ｋｍ（同轴电缆，光纤）波特率５Ｍｂｐｓ单个网络最大节点数９９此项目中，采用ＥｔｌｌｅｒＮｅｔ（以太网）作为二级信息管理系统的信息网。１９８５年，ＩＳｏ（国际标准化组织）确定了以太网的国际标准。现今以太网在大块数据的传输远距离传输（一地对另一地）时间要求不限的应用以太网通讯的典型设备包括：服务器、小型机、微机、控制器、人机界面、以太点：信息传输的标准网络可与多种微机制造商和软件连接支持多种传输介质包括无线通讯方式标准的网络管理软件，易于集成和究错网络协议ＴＣＰ／ＩＰ最大通讯距离波特率１０ＭｂＤｓ单个网络最大节点数１６．商用系统中已非常普遍，当你定购工作站或个人电脑时都常会带有一块与以太网相连的以太网卡。在工业控制中以太网常用于程序的维护，将工厂级的数据传入或传出更高的级别的ＭＩｓ或ＭＥｓ（生产执行系统）即我们所说的二级信息管理系统。完成批量数据的存储、分类、管理及优化事件登录等功能。但因为以太网采用Ｔｏｋｅｎ．Ｐ弱ｓ方式工作仅宜用于点对点的信息交换丽不具备工业控制中数据传输的实时性，确定性和重复性要求，所以以太网对于以下要求的应用是非常理想的：・・・数据采集器、ＤＣＳ．。易于使用以太网的应用包括：整个工厂的管理，工艺模型的储存和优化和在主机上的程序维护，生产计划和程序的上装、下装。・・・・・基本指标第２章系统设计选型网络介质双绞线，同轴电缆，光纤２．３控制单元（一级控制系统）Ｃｏｎｔｒ０】Ｌｏ譬ｉｘ系统是罗克韦尔自动化多种型号的控制器产品中功能最强大的一个系列，它将ＤＣｓ与ＰＬｃ的功能完美的结合在一起。提供顺序控制，过程控制，传动及运动控制的统一的控制平台，并结合高速，灵活的通讯和功能强大的输入输出。整个系统具有如下特点：先进、高效、灵活的系统结构。Ｃｏｎ∞ｌＬｏｇｉｘ在整个系统中都设计有通讯功能。Ｃ０ｎ仃０ｌＬｏｇｉｘ的结构能够利用独特的ｃｏｎｔｒｏｌＢｕｓ底板为你的整个系统创建通讯网关，ｃｏｎｔｒｏｌＢｕｓ底板不采用典型的主一从模式而采用一种不同的方法，该方法基于生产者／消费者，ｃＯＮＴＲＯＩ在ＮＥＴ和ＤＥＶＩＣＥＮＥＴ通信网络中会遇到这种模式。作为一种高性能无源多主总线，ＣＯＮＴＲＯＬＢｕ８在同一机架上的任何模块或所有模块间起着传递信息包的管道作用。这一来就不再需要用一个控制器或仲裁器来充当底板主控器。从而有了如下特色：・网络间的路由不需要可编程控制器的处理器控制；・机架中可以任意排列和配置任何数量的控制器，Ｉ／ｏ或通信模块；・可以带电插拔（ＲｆＩ『Ｐ）任何模块，维修故障模块时，系统的其余部分能照常运行。・处理器不再巡检Ｉ／Ｏ，大大减轻处理器负担。强大的处理器ｃｏｎ加１Ｌｏ垂ｘ使用Ｌｏｇｉｘ５５５０作为一个高性能的处理器。富的特点和功能：・易于使用的标签寻址方式。Ｌｏ百ｘ５５５０具有丰・符合ｍＣ１１３１－３的操作系统提供多任务系统。可定义多达３２个不同任务，满足控制不同对象及工艺的要求。・强大的数据系统。支持数组和用户定义数据结构。・无需更换处理器，即可将内存从５１２ＫＢ扩至２Ｍ。・可与分离网络模块匹配。同时可连接ＥＴＨＥＲＮＥＴ，ＣＯＮＴＲＯＬＮＥＴ，ＤＥＶＩＣＥＮＥＴ等网络。・强大的Ｉ／ｏ处理能力。．１７—北京工业大学工程硕士学位论文．高速程序及数据处理能力，１Ｋ指令仅需Ｏ．０８毫秒。．丰富的指令系统，除ＡＢ原有的丰富指令集外，还包含有各种运动控制及过程回路控制指令集。．Ｃｏｎ仃０１Ｌｏｇｉｘ采用了动态内存分配技术，ＣＬｘ并不用户使用多少程序、多少数据、多少定时器、多少计数器等等，用户只受一个总的内存，这也就是说，如果在某一个应用程序中，用户可以将本来分配给程序的内存空间分配给数据，反之亦然，这就在很大程度上节省了内存开销，提高了程序运行的效率。・可靠的控制性能工作温度：储存温度：Ｏ～６０℃一４０—８５℃相对湿度：５～９５％（无冷凝）・Ｌｏｇｉｘ５５５０采用闪速内存，用户只需通过软件即可将处理器升至最新版本。・所有Ｃｏｎ仃０１Ｌｏｇｉｘ处理器都经过如下认证：ＣＳＡＣｅｒｔｉｆｉｅｄ，ＣＳＡＣｌａｓｓＩ，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ２，ＧｒｏｕｐＡ，Ｂ，Ｃ，ＤＵＬＬｉｓｔｅｄ易用的高性能的输入输出模块。ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉＸＩ／０为高性能、智能化Ｉ，Ｏ模块。・支持生产者／消费者通信模式，Ｉ／ｏ模块仅在需要时产生信息，从而减轻处理器负担，提高了系统效率。・Ｉ／Ｏ模块种类丰富，满足各种控制信号要求，模拟量输入输出模块为１６位分辨率。・高性能诊断Ｉ／ｏ模块能够提供数字量及模拟量Ｉ／Ｏ掉线和无负载检测等，大大方便了调试和维护人员。・模拟量支持模块级的工程单位转换，双重高低报警，时间标签记录。・所有Ｉ／ｏ无需硬件设置，全部通过软件组态，易于快速配罱加系统。・带电子熔断的输出模块能通过软件复位，无需更换保险丝。・所有模块支持带电插拔，能更容易迅速有效的进行维护而几乎不影响整个系统运行。・所有模块都有闪速内存，可由用户通过软件对模块进行升级。．１８．第２章系统设计选型・所有ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ处理器都经过如下认证：ＣＳＡＣｅｒｔｉｆｉｅｄ，ＣＳＡＣ１船ｓＩ，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ２，ＧｍｕｐＡ，Ｂ，Ｃ，ＤＵＬＬｉｓｔｅｄ２．４工业计算机在所有监控操作站，通常选用工控机。如罗克韦尔公司原装工控机ＲＡＣ６０００“系列产品，ＲＡＣ６０００“系列工控机的开放式平台设计为用户提供了与ＰＣ机一样灵活但具有工业强化式ＮＥＭＡ级机壳保护的坚实可靠和抗干扰性能。其制造设计在速度，可靠性，灵活性，升级便利，以及稳定坚固的操作等方面更具有优越性能。包括：ＲＡＣ６１５５工业机架安装或台面型主机；ＲＡＣ６１５８工业２ｌ”嵌入式ＣＲＴ监视器：ＲＡＣ６１８９工业键盘：ＲＡＣ６１８９工业鼠标。２．５系统软件软件体系包括：监控软件，编程软件，通讯软件，驱动软件，设计软件等。所有这些软件都拥有友好和相似的用户界面，为保证用户的利益，罗克韦尔软件与微软签订了长期的技术协议，使用户的控制软件能够不断适应软件的快速发展并受益于最新的软件技术。以满足用户的控制要求。ＲＳｖｉｅｗ３２是Ｒｏｃｋｗｅｌｌ软件产品中用于数据采集，监控和信息管理的一个工业监控软件包，它以ＲＳＬｉｎｘ作为与ＰＬＣ进行通讯的驱动软件。・Ｒｓｖｉｅｗ３２可方便地实现：１）控制过程总貌显示２１标准棒状图的组显示３）强大的控制帮助组态显示。控制系统状态显示・通过ＲＳＶｉｅｗ３２内置图库，用户可轻易完成棒状，回路，趋势，操作面板ＲＳｖｉｅｗ３２并配有完善的配方管理，编辑及调用。的画面组态及数据控制。・．１９北京工业大学工程硕士学位论文．通过内置数据报表打印功能或输出到ＥｘｃＥＬ，用户可获得完美的报告及报ＲＳⅥｅｗ３２内置ｖｉｓｕａｌＢ髂ｉｃＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ语言，用户可轻易编制特定表打印效果。．控制功能模块，如与各种０ＤＢＣ数据库实现数据交换。若使用ＲＳｓＱＬ与ＲＳｖｉｅｗ３２，用户无需编程即可实现数据库双向传递数据。・ＲＳｖｉｅｗ３２支持ＯＬＥ，Ａｃｔｉｖｅｘ，可利用全球数万个具有Ａｃｔｉｖｅｘ标准接口的控件，将ＲＳⅥｅｗ３２功能无限扩展，并能与Ｍｉｃｍｓｏｆｔ或ＢａｃｋＯｍｃｅ及其它ＡｃｔｉｖｅＸ产品完美统一。・ＲＳⅥｅｗ３２支持ＤＤＥ，ＯＰＣ规约。ＲＳｖｉｅｗ３２是第一个同时提供ＯＰＣＣｌｉｅｎｔ和Ｓｅｒｖｅｒ功能，并最早用于产业的人机监控软件包。・ＲＳⅥｅｗ３２ＡｃｔｉｖｅＤｉｓｐｌａｙ系统将ＲＳⅥｅｗ３２ＭＭＩ软件扩展为ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｃｒ结构系统。ＲＳｖｉｅｗ３２服务器不仅可在现场而且可以通过国际互联网（Ｉｎｔ咖ｅｔ）在世界的任何地方连接进入。编程软件：ＲＳＬｏｇｉｘ５０００为方便用户开发控制程序，ＲｏｃｋｗｅｌｌＳｏ脚ａｆｅ提供了功能强大的ＲｓＬｏｇｉｘ５０００的３２位编程软件。其具有相当友好的界面，并可通过网络进行远程编程。运行环境为Ｗｉｎｄｏｗｓ，学习使用方便并可结合中文描述。ＲＳＬｏｇｉｘ５０００软件易于使用，使用菜单和功能键便可编程，初学者能很快在梯形图程序开发和文档方面非常熟练。更高级的使用者将会发现ＲｓＬｏｇｉｘ５０００强大的编辑和诊断工具会为梯式图开发和错误检查节省了大量的时间。在线和离线模块都提供了所有编程，文档和报表及上载／下载功能，帮助系统提供有关软件独特特点的帮助信息，并提供在ＰＬｃ指令集的详细信息。特点・符号化编程把文档和编程功能集成在一起加快了编程速度。・自动地址分配管理数据表并跟踪“０使用信息。・交叉参考信息可显示与某一地址相关的所有指令，梯级数和程序文件的列表。．２０．第２章系统设计选型・自定义显示屏幕可从数据表中选择最多４０个不同的地址，并将其显示在一个屏幕上。・高级诊断利用ＰａｇｅＴｉｔｌｅ／ｓｅｃｔｉｏｎＨｅａｄｅｒ将您的程序分割成多个较小的逻辑部分，以便于错误检查。・利用Ｉ／Ｏ偏移进行块剪切／复制／粘贴在梯形图间可拷贝及粘贴梯级块，多次使用重复性的梯级程序。・Ｉ／ｏ模块的布局和组态在梯式图编程完成前后完全定义Ｉ／０，智能块传送模块可使用组态和监视屏幕。・梯级和数据表程序比较通讯软件ＲＳＬｉｌｌ）‘ＲｓＬｉＩⅨ是与微软的ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ和、Ⅳｉｎｄｏｗｓ９５／９８操作系统的全兼容的数据联接方式。利用ＲＳＬｉｎｋ）（可把实时采集的工厂数据（通常由网络采集而来）在ｗｊｎｄｏｗｓ的支持软件中进行分析、存储、显示等。ＲＳｕｎｋ提供ｏＰＣ，ＤＤＥ并可利用Ｃ／Ｃ＋＋以其它方式进行数据联接。ＲＳＬｉＩｌ】【为ＲＳⅥｅｗ３２，ＲｓＬｏ舀ｘ及ＲｓｓＱＬ等软件提供了通讯联结。ＲＳＬｉｌｌ】【ＡｄｖａｌｌｃｅＤＤＥＴＭ或０ＰＣ接口支持处理器与我们的监控软件，编程软件等进行通讯，也可与ＤＤＥ兼容应用软件如Ｍｉｃｍｓｏ髓ｘｃｅｌ，Ｍｉｃｒｏｓｏ从ｃｃｅｓｓＴＭ及其他用户定制的ＤＤＥ应用软件通讯。它的ｃ应用程序编程接口（ＡＰＩ）支持用户用ＲＳＬｉｎｘＣＳＤＫ开发应用软件。由于ＲＳＬｉｌｌ）【充分利用了ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统所具有的多线程，多任务，多处理器等性能，通过各种通讯接口，ＲＳＬｉｌｌ）【可同时与以上所述的应用软件组合运行。更重要的是，它非常易于使用，大多数用户在５分钟内就可以学习完毕并将它运行起来。特点・兼容由ＲｏｃｋｗｅｌｌＳｏ胁ａｒｅ，ＡＢ及第三方软件产品的ＯＰＣ通讯方式或由用支持多个通讯设备的并行运行。户利用ＲＳＬｉｌｌ）【的开放ＣＡＰＩ或ＡｄｖａｌｌｃｅＤＤＥ开发的软件产品。・・直观的用户界面。．２１．北京工业大学工程硕士学位论文・利用复制／粘帖功能易于建立ｏＰＣ或ＤＤＥ热连接。利用网络ＯＰＣ或ＤＤＥ与其它计算机实现数据共享。・・优化ＤＤＥ读操作实现对系统资源的有效利用，减少网络阻塞。块读写获取了最快通讯速度，减少了网络负荷。通过１７８５ＫＡ，１７８５ＫＡ５，５１３０ＫＡ和５２８０ＥＩ进行远程路由，可联接到传・・统网络上。・图形Ｓｕｐｅｒｗｈｏ功能以及易于理解的诊断功能使系统观察更直观。・从ＲＳＬｉｌｌ）【Ｌｉｔｅ或ＲＳＬｉｌｌ】【ＯＥＭ可完美升级。控制网，设备网组态软件：ＲＳＮｅｔ、Ⅳｏｒｋｓ，Ｄ“ｉｃｅＮｅｔＭａｎａｇｅｒＲＳＮｅｔＷｂ玎【控制网软件，是用来支持１．５版本或更新版本的、３２位图形网络组态工具支持软件。ＲｓＮｅｔｗｊｒ）【的网络定位视图，提供了控制网网络组态所需要的信息和工具。ＲＳＮｅｔＷｊｒｘ提供一个图形化的网络视图，改善带宽利用率的调度，并具有在线和离线组态的能力。对控制网的组态特点，组态网络各种参数，例如网络刷新时间（ＭＪＴ）和最大预定节点地址。预定Ｉ／Ｏ数据传送和对等通信的报文发送。提供一个控制网通道无缝接口，由ＲＳＬｉＩｌ】【完成组态。提供一个带宽利用率的反馈信息。设备网管理软件∞ｅｖｉｃｅＮ叫讧ａｌｌａｇｅｒ），可组态来自于不同供货商的设备网设备的软件参数和实现网络诊断和故障检测。该软件提供了网络上所有设备的图形在线确定功能，包括供货商，设备类型，版本等级，以及系列目录号的识别。它是网络上各种设备的管理，组态和试运转的核心。可在Ｍｉｃｒｏｓｏ肿ｎｎｄｏｗｓ３．１、ｗｉｎｄｏｗｓ９５或、ｖｉｎｄｏｗｓＮＴ环境下，同时运行该管理软件和Ｒ《）ｃｋｗｅｌｌＳｏｆｂⅣａｒｅ软件（ＲｓＬｉ姒，ＲＳＬｏｇｉｘ等）。支持１７７１ＳＤＮ和１７４７ＳＤＮ扫描器的选通，轮询，轮转（从模式）和状态转换（从模式）的信息传输。通过客户启动功能支持附加设备组态。可组态任何供货商的设备网设备，当有销售商提供的电子数据表格（ＥＤｓ）文件采用增强模式，当无ＥＤＳ文件时采用基本模式。．２２．第２章系统设计选型为多个设备网项目和多个网络进行文件储存。使用Ａ－ＢＷｉｎＤＮｌ６协议工具。它和任何ｗｉｎＤＮｅｔｌ６兼容的硬件接口（如１７８４ＰＣＤ，１７７０ＫＦＤ）一起使用是最理想的。具有图形ｗＨＯ屏幕，可用于网络设备的监视和故障排除。具有在线帮助和完备的用户文档简便操作功能。信息处理软件：ＲＳＳＱＬＲＳＳｑ一将强大的处理引擎和直观的用户界面结合起来，使您能把企业信息系统与现场连结起来，而不需输任何代码。ＲＳＳｑｌ使您能在关系数据库管理系统（ＲＤＢＭＳ）和过程控制系统之间建立处理联系。使用直观的点击式界面，您可组态处理以将处理器数据点与数据库表中的列连结起来。ＲＳＳｑｌ所采用的分布式结构提供了真正的应用可扩展性。您可从一个计算机开始，当数据需求量增加时，可增加额外的计算能力。甚至当系统扩大时，ＲＳＳｑｌ对管理员和操作者仍然是非常简单的。利用一个简单的界面可提供对系统所有组件的访问和控制，即使那些组件在远程节点上。ＲＳＳｑｌ的结构包含四个部分；三个ＮＴ服务（Ｔｒ锄ｓａｃｔｉｏｎＭａｌｌａｇｃｒ，Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ和Ｓｔｏｒｃｒ）和一个图形用户界面。用户界面可组态并运行Ｒｓｓｑｌ系统，是该产品的唯一可见部分。服务是完成所有实际工作的后台进程。ＲＳＳｑｌ服务利用ＴＣＰ，ＩＰ套接字实现互相连接。这样，即使各组件分布在网络上的多个计算机上，它们仍象单一的系统在运行。ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎＭａＩｌａｇｃｒ是系统的心脏，控制ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ和Ｓｔｏｒｅｒ的联接。ＴｒａｔｌｓａｃｔｉｏｎＭａＩｌａｇｅｒ执行处理，控制数据采集，操纵和存贮数据。Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ是过程控制系统接口，它可连接到任何ＤＤＥ服务器，包括像ＲＳ“ｎＸ这样的ＡｄｖａｎｃｅＤＤＥ服务器，并在将来将支持用于过程控制的ｏＬＥ（ＯＰＣ）。Ｓｔｏｒｅｒ是关系数据库管理系统接口，ＮＴｓｔｏｒｅｒ支持任何ＯＤＢＣ目标，包括Ｍｉｃｒｏｓｏｆ【ＳＯＬＳｅｒｖｅｒ和ｏｒａｃｌｅ数据库。特点不需书写代码，将过程控制系统与本地或企业范围内的数据库系统连接起２３．北京工业大学工程硕士学位论文来。使用控制工程师和数据库管理员都可理解的直观用户界面把处理器数据点与数据信息域捆绑在一起。基于数据触发初始化处理。利用自定义进度表定义基于时间的事件。使用ＲＳＴ００１ｓＡｃｔｉｖｅＸ控件建立生动的图形化的面向生产的信息系统。集中组态简化了管理和运行，即使是大型的分布式系统。可在一台ＰＣ上运行，也可分布在一个企业内。ＮＴＣｏｌｌｅｃｔｏｒ可连结到任何ＤＤＥ或ＡｄｖａｌｌｃｅＤＤＥ服务器，如ＲＳＬｉｎｘ和ＲＳⅥｅ。ＮＴＳｔｏｒｃｒ可访问任何ＯＤＢＣ目标，包括ＭｉｃｍｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ和ｏｒａｃｌｅ。Ｔｒ锄ｓａｃｔｉｏｎ基于时间或事件。由于对主标签符号文件的集成连接，简化了数据点选择，可连结ＲｓＬｉｌｌ）【，ＲＳＬ０９ｉｘＲＳⅥｅｗ３２的主标签符号文件。对数据库目录信息的集成访问简化了数据库表和列的定义。使用预定义表达式或利用集成的表达式编辑器创建您自己的表达式完全的数据完整性检查，包括所有Ｒｓｓｑｌ主要组件间以可恢复方式登录所有数据。三个安全等级：ＲｅａｄＯｎｌｙ、Ｍｏｄｉ母Ｓｔａｔｕｓ，ＳｙｓｔｅｍＡ１＆ｍｉｎｉｓｔｒａ＿ｃｏｒ。．２４．第３章系统功能第３章系统功能３．１一级自动化系统３．１．１概述一级自动化控制系统是生产过程的基础自动化控制层。其主要任务如下：各操作站完成对生产过程的实时操作和监控，并能使操作者在任何时候快速作出控制决定。各控制站完成生产过程的各种功能，一体化的控制器集成了顺序逻辑过程，仪表过程控制，传动和运动控制功能。完成各控制站，监控，Ｉ／０站，传动运动控制的通讯。完成与二级自动化系统（信息管理层）的连接与通讯。完成自诊断，故障排除及系统服务功能。一级自动化系统宗旨是根据该项目工艺需要，利用软件的编程在不同的控制站和操作监控站上灵活地分配控制任务来完成各种生产和工艺功能，同时提供与其它相关系统和元件标准的通讯和接口。工程自动化控制系统采用罗克韦尔自动化控制器产品中功能最强大的Ｃｏｎ订ｏｌＬｏｇｉｘ系列产品。监控系统采用ＲＳⅥｅｗ３２监控软件。Ｃｏｎ乜ＤｌＬｏｇｉｘ之间，Ｃｏｎ仃０ｌＬｏｇｉｘ与ＲＳⅥｅｗ３２之间采用冗余的Ｃｏｎ仃０ｌＮｅｔ控制网作为主干网通讯，ＣｏｎｔｍｌＬｏｇｉｘ与远程“０以及Ｃｏｎ廿ｏｌＬｏｇｉｘ与变频器之间亦采用Ｃｏｎ仃０１Ｎｅｔ控制网通讯，做到统一的通讯和数据平台。３．１．２控制器功能ｃｏｎ仃ｏｌＬｏｇｉｘ控制器用以完成系统的顺序逻辑控制，仪表控制，运动控制传动控制的协调，数学计算和数据通讯功能。ＰＬＣＯ（控帝０器）ＰＬＣｌ（控制器）ＰＬＣ２（控带０器）ＰＬＣ３（控制器）２５．北京工业大学工程硕士学位论文３．１．３操作监控站功能ＲｓⅥｅｗ３２监控软件通过下拉式菜单结构，操作人员通过鼠标器／功能球或者功能键完成菜单选择及过程数据修改。监控和操作可包括：过程画面，传动画面，在线控制，参数及ＰＩＤ监视器，辅助控制画面，启动允许画面，操作人员随时介入，故障及报警，趋势图分析，处方管理器，产品管理器，系统诊断等。ｌ｝｝监控站２舟监控站３拌监控站３．１．４通讯网络自动化的三层网络控制系统：即信息层，控制层，设备层三层网络结构，给污水处理厂自动化系统中的信息流通与控制，提供了巨大的灵活性，方便性和可靠性。３．１．４．１网络拓扑一级自动化控制系统的网络拓扑采用新型的控制网络…ｃｏｎ仰ｌＮｅｔ网。它是一种用于对信息传送有时问苛刻要求的，高速确定性网络。同时，它允许传送无时间苛求的报文数据，但不会对有时间苛刻要求的数据传送造成冲则或影响。它即可为对等通讯提供实时控制和报文传送服务，又可作为控制器和Ｉ／Ｏ设备之间的一条高速通讯链路。各种设备可以与控制网网络连接，包括个人计算机，控制器，操作员界面，拖动装置以及其它与控制网相连的设备，在一级自动化控制系统中的网络拓扑采用主干／支干结构。３．１．４．２网络模式Ｃｏｎ仃０ｌＮｅｔ控制网是基于开放的网络技术，其网络模式采用一种新发明的解决方案一生产者／接收者模式。生产者／接收者模式允许网络上的所有结点，同时从单个的数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是提供了下述功能：更强的系统功能；提高了效率（因为数据的发送与接收者的数量无关）；精确的同步化（因为数据同时到达每个结点）。．２６第３章系统功能３，１．４．３网络介质ｃｏｎｔｒｏｌＮｅｔ控制网的网络介质即可以是同轴电缆，也可以是光纤电缆。３．１．４．４ＰＬｃ间通讯ＰＬＣ问的通讯采用冗余的Ｃｏｎ∞ｌＮｃｔ控制网络来实现，在ＰＬＣ间即可实现对时间苛刻要求的计划信息传送，也可以传送对时间无苛刻要求的非计划性报文信息。远程Ｉ／ｏ站亦可采用ｃｏｎｔｆｏｌＮｃｔ网络来实现，也可采用Ｒ｜Ｏ网络来实现，或者采用分级分区域的ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ设备网（工业现场总线方式）来实现。３．１．４．５一级自动化系统与二级信息管理系统的接口一级自动化系统与二级信息管理系统的接口，采用二台互备服务器来实现，在每台服务器中，插入罗克韦尔自动化公司的ｃｏｎ仃０ｌＮｃｔ控制网卡和以太网卡，从而将服务器作为网关，将一级自动化系统与二级信息管理系统集成在一起。３．２二级自动化系统（信息管理层）３．２．１概述典型的控制系统是一个具有分级结构三层的分布式的系统。信息管理层即过程自动化系统，已成为现代污水处理中用以达到更高生产要求的必要条件。信息层完成较高级的控制，对某一工艺生产段进行监控和给以操作指导。它同时接收由生产管理级传来的生产命令和报表并将生产结果和故障信息以数据和报表的形式传递生产管理级，同时信息层结构也用于不同工艺段之间的联系。３．２．２硬件配置３．２．２．１网络拓扑本方案采用当今流行的局域网技术—交换以太网技术来实现。交换以太网最大的优点是具有极高的性价比，并能按照实际需要灵活地分配带宽，以较低的代价解决以往网络中的瓶颈口问题，可方便地解决站点数增加、业务量扩大及多媒体应用带来的网络扩充的问题。该网络的拓扑结构应是星型集中式结构，各个计算机工作站都通过光纤或双绞线与位于中心的主干设备相连：网络主干设备应是一台能为全网提供足够的通信端口（包括用于和其它建筑物内工作站连接的所有光纤端口）以及能提供主干通信带宽的以太网交换机。．２７．北京工业大学工程硕士学位论文３．２．２．２网络介质二级计算机过程控制系统的网络介质采用光缆介质。３．２．２．３服务器在客户机朋鼹务器计算模式的网络中，服务器将在整个系统中充当重要的角色。服务器将拥有网络上的主要资源，将负责为网络中的诸多客户机提供各种服务，如数据库服务、文件存储服务、打印服务、应用服务和目录服务等等。因此，服务器是众多客户机的通信对象，将同时与许多台工作站进行通信，为之提供各种服务。使用双机容错系统能实现服务器的三级容错。系统在平时的运行中将保持两台服务器之间的数据备份状态和运行同步状态，～旦主服务器发生故障，将以操作者几乎察觉不到的速度在几十秒内或几分钟内由备份服务器自动接替主服务器继续工作，从而保证系统的可靠运行。目前国际上用得最多的系统容错解决方案是双服务器＋冗余磁盘阵列（ＲＡＩＤ）的方式，它可以做到既提高数据的存取速度、安全性和实现数据的大容量存储，又使两台服务器共享同一外部存储设备及数据资源、减少投资开销、同时实现两台服务器之间的互为备份。除了服务器的安全性外，网络的可靠性也非常重要。上面选择星型的网络结构，正是基于这种考虑。采用这种结构，一条线路的故障不会影响其它线路的通信。除此之外，还在敷设光纤应使线路有一定的冗余，以保证一旦某条线路发生故障，能够利用冗余线路及时地排除故障。服务器选用ｍＭ的ＮｅｔＦｉｎ崎７０００企业级高档ＰＣ服务器设备。３．２．２．４系统容错Ａｍ明ｕｅｓｔ公司容错方案是ＩＢＭ公司所推荐的方案，也是一套从硬件到软件的完整解决方案，在国内已拥有不少用户，是一套可信赖的系统，具有较高的性能价格比。Ａｍａｑｕｅｓｔ容错方案包括两个组成部分：Ａｍａｑｕｅｓ敝ｅｅｐＩｔｓａｆｅ磁盘阵列和ＡｍａｑｕｅｓｔＣｌｕｓｔ洲ｉｚａｒｄ容错软件。其中，对Ａｍａｑｕｅｓｔ磁盘阵列，根据用户应用需求我们选择了ＤＡ９５０Ｂ型号（带８个热插拔硬盘抽屉，可提供双控１的产品。３．２．２．５以太网交换机以太网交换机应选用能带９个光纤端口的以太交换机。由于一般的交换机都没有这么多的光纤端口，所以需要选用模块化的交换机设备。这里选用１台．２８，第３章系统功能Ｂａｖ公司的Ａｃｃｅｌ甜１ｌＯＯ。虽然该交换机本身带有超过需求的１０／１００Ｍｂｐｓ的双绞线端口，但类似这样的配置中仍能达到很好的性能价格比。一台Ａｃｃｅｌａｒｌｌｏｏ最多可带８个光纤端口，可以满足二级过程计算机系统控制的要求。Ａｃｃｅｌｌａｒｌｌ００是一个功能强大，被优化用于高性能场合的第三层交换机（路由交换机），它将ＩＰ路由功能集成到硬件中，可以十分之一的价格为用户提供十倍于路由器的ＩＰ性能，并易于使用和安装。３．２．３系统软件配置系统软件是二级过程计算机系统工作的平台软件，所有二级应用软件皆运行在此工作平台上。二级过程计算机系统的系统软件采用以ＮＴ服务器为基础的服务器和客户机方式，因为ＮＴ操作系统具有友好的用户界面，其实时性能非常适用于实时控制。３．２．３．１服务器操作系统由于服务器选用Ｐｃ服务器，因此其操作系统可选择ＭｉｃｒｏｓｏｆＩ公司的ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ４．Ｏ。目前ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ正在全世界范围向传统的ｕｎｉｘ操作系统进行挑战，成为后者强有力的竞争对手。ＭｉｃｒｏｓｏｆＩ公司为了加强ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ的地位，在其上开发了大量高性能而实用的服务软件，从而为应用软件的开发提供了极为有利的条件。ＭｉｃｒｏｓｏｆｌｗｉｎｄｏｗｓＮＴｓｅｒｖｅｒ操作系统自从１９９３年问世以来，一直是出色的多功能操作系统。它综合了应用程序服务器、文件和打印服务器、通信服务器和Ｉｎｔｅｒｎｅ讹咐ａｒＩｅｔ服务器的最佳特征，其设计目的是简化管理和使用的操作，并且具有灵活的扩展性，以充分符合市场的需求：・易于安装、规划、管理和使用・能够和其它系统一起动作・能够让用户在相同的操作系统内使用他们的应用程序服务器、文件服务器和通信服务器・内置高性能的ｗ曲服务器Ｖ，ｉｎｄｏｗｓＮＴ体系结构具有如下的主要特征：・商性能的微内核体系结构。２９．北京工业大学工程硕士学位论文于处理器的可移植设计高度的安全性和稳定性通过单一的网络登录集成目录服务、中心式的管理、集成应用程序的功能可扩展的多处理器能力提供了与ｗｉｎｄｏｗｓＮＴＷｊｒｋｓｔａｔｉｏｎ和ｗｉｎｄｏｗｓ９５相同的应用程序设计界面Ｗｉｎ３２ＡＰＩ与其它主要系统进行完全连接的能力・包罗万象的通信功能界面・具有ｗｉｎｄｏｗｓ９５的界面及功能，例如“开始”按钮、任务栏、资源管理器、网上邻居、我的公文包等・支持ＮｅｔｗｒＲ客户端和登录脚本・增强的脱机服务提高了网络打印速度・支持１５种网络协议・同层网络访问及ＦＴＰ服务器功能网络・用于Ｔｅｌｎｅｔ和ＦｒＰ服务的客户端软件・ｗｉｎｄｏｗｓＭｅｓｓａｇｉｎｇ子系统技术（ＭｉｃｒｏｓｏｎＥｘｃｈ∞ｇｅ邮件功能Ｃ１ｉｅｎｌ）、ＭｓＮ、Ｍｉ盯ｏｓ０酬ｅｔｗｏｒｋ联机服务和ＩｎｔｅｍｅｌＥｘｐｌｏｒｅｒ・内含Ｍｉｃｒｏｓｏｆ【、Ｅｘｃｈａｌｌｇｅ和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔｓｃｈｅｄｕｌｅ十・ｗＩＮｃＨＡＴ、ＮＥＴＭＥｓＳＡＧＥ或ＮｅｔＤＤＥ・远程管理工具；事件查看器、性能监视器、服务控制器和注册表编辑器远程管理远程访问服务（ＲＡＳ）・拨号访问远程服务器功能・远程拨号访问本地机功能・通过ＩｎｔｅＩｌｌｅｔ访问ｗ访ｄｏｗｓＮＴ服务器及用于资源连接的ＤＮＳ名称・拨号访问远程服务器功能，包括ｈｎｅｍｅｔ服务・对任何工作站的远程拨号访问功能・使用ＮｅｔＢＥｕＩ、ＩＰⅪｓＰｘ和１℃Ｐ／ＩＰ协议进行远程链接的全面网络功能・使用ＲＡｓ拨号访问远程Ｎｅｔｗａｒｃ服务器的能力・多个调制解调器相连的通道聚集多链路能力・在ＮＴＦｓ文件系统下，每个文件及每个目录都可以设最安全属性安全性・本地桌面的安全性，需要用户标识（ＩＤ）和密码才能访问・权限锁定能力可避免无的登录企图・用请示／响应协议进行单网络登录的网络安全性・美国ｃ．２级别认证的安全性．３０．第３章系统功能・支持所有的基于ｗｉｎｄｏｗｓ９５、ｗｉｔｌ３２、１６位ｗｉｎｄｏｗｓ、１６位Ｍｓ．Ｄ０ｓ、１６位ｏｓ／２和ＰＯｓＩｘｌ００３．１的本地应用程序・为１６位应用程序分配的内存空间ｆ多个虚拟ＭｓＤＯｓ机器）应用程序支持・１６位和３２位应用程序的抢先式多任务・４８６仿真程序允许３８６增强方式的１６位应用程序运行在ＲＩｓｃ机器中・ＯＬＥ支持基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的１６位和３２位应用程序・异步哟队列提高了响应速度・结构化的意外情况处理简化了故障诊断・图形方式处理应用程序的性能明显增强图形和多媒体・用于高性能三维彩色图形的ｏｐｅｎＧＬＡＰＩ・Ｖｉｄｅｏｆｏｒｗｉｌｌｄｏｗｓｌ．１功能集的１６位和３２位ＡＰｌ支持・多种硬件配置，用户可以指定启动时的硬件配置，包括服务、设备和显示器分辨率硬件支持・支持Ｉｎｔｅｌ、ＡｌｐｈａＡ）（Ｐ和ＰｏｗｅｒＰｃ平台・对称多处理（ｓＭＰ）支持３．２．３．２客户端操作系统客户机操作系统可选用ＭｉｃｍｓｏｆＩ公司的ｗｉｎｄｏｗｓＮＴｗＯｒｋｓｔａｔｉｏｎ操作系统。它是～个界面友好、功能强大的窗口式操作系统，支持ＴｃＰ／ＩＰ、ＩＰＸ／ｓＰｘ、Ｎ响ＥＵＩ等多种协议，并支持即插即用、使用简单方便。同时，ＷｉｎｄｏｗｓＮＴＷｂｒｋｓｔａｔｉｏｎ上的应用软件数量众多，有各种字处理、电子表格等办公自动化软件、图像及三维动画制作软件、各种免费的ｗ曲浏览、文件传输、信息共享、消息传递等工作。３，２．３．３客户端应用开发工其采用客户端的基于窗口的可视化编程工具，在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下通过利用ＭｉｃｒｏｓｏｆＩ的０ＤＢＣ实现和数据库系统的连接，可使整个ＭＩＳ系统的制作过程集中在统～的编程环境下，不受设备软硬件环境变化的影响，并可得到直观了然、所见即所得的编程效果。客户机／服务器应用软件开发工具可使用ＭｉｃｒｏｓｏｆＩ公司的ｖｉｓｕａｌＢＡＳＩＣ５．Ｏ，这是一个可视化的面向对象的开发工具，可以很方便、容易地编制ＷＩＮＤＯｗＳ风格的界面，可以实现系统的快速开发，有利于采用快速原型法进．３１．北京工业大学工程硕士学位论文行软件开发。ＶｉｓｕａｌＢＡｓｌｃ、枷ｓｏｎ５．０可通过ＯＤＢｃ接口建立与ｃｌｉｅｎ“Ｓｅｒｖｅｒ结构的数据库（如ｓｙｂａｓｅ、ｏｒａｃｌｅ、Ｉｎｆｏｍｉｘ、ＭｓｓＱＬｓｅｎ，ｅｒ等）的连接，实现对不同类型的数据库系统的访问。３．２．３．４数据库管理系统由于操作系统选用ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ，因此数据库管理系统可选择Ｍｉｃｒｏｓｏｆ【公司的ＳＥＱＳｅｒｖｅｒ６．５是ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ平台上运行速率最高，与ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ集成最好的数据库系统。它是一个可伸缩、高性能的数据库管理系统，专为分布式客户机朋艮务器计算环境设计，可以充分地满足本系统的需要。３．２．３．５系统软件（１）ＲＳＬｉＩｌ】【：ＲＳＬｉＩｌ】【是可编程控制器的服务器软件利用ＲＳＬｉＴｌ）‘和ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ可建立工厂所有通讯解决方案。这种组合为诸如ＲＳⅥｅｗ３２、ＲＳＴｏｏｌｓ及ＰＬＣ５Ａ．Ｉ．Ｓ甜ｅｉ“ＬａｄｄｅｒＬｏ西ｓｔｉｃｓｌ”等软件提供了通讯联结。件间进行通讯，也可与ＤＤＥ兼容应用软件如ＭｉｃｒｏｓｏｆＩＥｘｃｅｌ，Ｍｉｃｍｓｏ怂ｃｃｅｓｓ“及其他用户定制的ＤＤＥ应用软件通讯。它的Ｃ应用程序编程接口（ＡＰＩ）支持用户用ＲＳＬｉｎｘＣＳＤＫ开发应用软件。由于ＲｓＬｉｎｘ充分利用了ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ操作系统所具有的多线程、多任务、多处理器等性能，通过各种通讯接口，ＲｓＬｉｎｘ可同时与以上所述的应用软件组合运行。更重要的是，它非常易于使用大多数用户在５分钟内就可以学习完毕并将它运行起来。ＧａｔｅｗａｙＲｓＬｉｎｘＧａｔｅｗａｙ包含也ＲｓＬｉＩｌ】【所具有的全部特点和功能，并扩展也基于网络直接连入ＲｓＬｉｌｌ】【Ｇａｔｅｗａｙ驱动程序。即这些客户程序能直接对连接到ＰＬＣ。，ＳＬＣ“及Ｍｉｃｒｏｌｏｇｉｘ…Ｇａｔｅｗａｖ允许ＭｉｃｒｏｓｏｆｌＤＤＥ兼容应用软件与处理器交换数据，即可将现场数据读入应用软．３２ＲＳＬｉｎｘＡｄｖ锄ｃｅＤＤＥ“接口支持处理器与我们的ＭＭＩ（人机交互软件）和组件软（２）ＲＳＬｉｎｘＬｉｌｌ】（的企业内部通讯。ＲＳＬｉｌｌ）ｃ和ｗＩＮｔｅｌｌｉｇｅｎｔＬＩＮｘ“客户程序能通过ＴＣＭＰＲＳＬｉｌｌ）【ＧａＩｅｗａｙ可访问的网络上的Ａｌｌｅｌｌ一Ｂｒａｄｌｅｙ处理器进行在线访问。象普通ＲｓＬｉｎｘ一样，ＲＳＬｉｎｘｗｉｎｄｏｗｓ第３章系统功能件进行显示、登录以及趋势图操作。亦可从监控计算机设置某单独参数或下载配方到所支持的设备中。（３）ＲＳｖｉｅｗ３２ＭＭＩ功能的新面貌利用ＲｓＶｉｅｗ３２可有效地监视并控制机器和过程，这是一种易有的、可集成的、基于组件的ＭＭｌ系统，具有您的需的全部特征和功能。ＲｓⅥｅｗ３２基于ＭｉｃｍｓｏｆｌｗｉｎｄｏｗｓＮＴ和ｗｉｎｄｏｗｓ９５平台设计，并且是第一个把ＡｃｔｉｖｅＸ控制嵌入画面的ＭＭＩ软件包。由于可与ＲｓＴ００ｌｓ和其他Ｒｏｃｋｗｅｌｌｓｏ脚ａｒｅ产品集成，ＲＳｖｉｅｗ３２为监视和运行您的控制系统提供了极大灵活性。从功能强大的可扩展性到有效的多产工具，ＲＳＶｉｅｗ３２增强的可重复使用性节省了佻的时间并降低开发费用。（４）ＲＳＴ００ｌｓ用于工业过程的Ａｃｔｉｖｅｘ控制利用ＲｏｃｋｗｅｌｌＳｏｆｔｗａｒｃ的ＲＳＴ００ｌｓＡｃｔｉｖｅＸ控制可形象地表示您的数据。您可利用该控制在Ａｃｔｉｖｅｘ包容器，如Ｍｉｃｒｏｓｏｆ【ｖｉｓｕａｌＢ雒ｉｃ，ｈｔｅｍｅｔＥＸｐｌｏｒｅ以及ＲＤｃｋｗｅｌｌ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ的ＲＳｖｉｅｗ３２，采集和显示现场数据。这此控制可应用在不连续生产场合，过程控制和ｓｃＡＤＡ环境。对于分布式应用，ＲｓＴ００ｌｓ可作为ＲｏｃｋｗｅｌｌＳｏｆｔｗａｒｅ的ＲＳＰｏｒｔａｌ产品的客户软件，可从Ｉｍｅｍｅｔ或Ｉｎ仃ａＩｌｃｔ上从远程节点上获取数据。（５）Ａ以ｖｅＸ控制包括ＲＳＤａｔａ提供了数据的数字显示，当该数据变化时，自动将该值登录到数据库中（该控制可单独购买）ＲＳｖｅｓｓｅｌ是一个功能强大的可根据当前值按百分比填充任意开关的控制。您可生成图像代表贮存罐、桶、缸以动态显示它们的当前值。ＲＳ珊１ｅｅｌ是一个面板拨码模拟控制机械式、电子式、随机数字发生器等）帮助您以熟悉的经典方式（二进制、八进制、十进制、十六进制）描述数据，同时仍使用任何一个ＲｏｃｋｗｅｌｌＳｏｆｔｗａｒｅ控制所具有的功能和灵活性。ＲＳＧａｕｇｅ是一个多功能、高度组态的图形化的测量仪表面板控制，您可生成３３．北京工业大学工程硕士学位论文动态的圆形、半圆形或弧形的仪表板，所有这些控制都可直接连接到现场数据。利用ＲＳＢｕｔｔｏｎ快速生成不带自锁的按扭，带自锁按扭、检查框、无限按扭或摇杆按钮或开关去控制并显示您的过程。对开／关状态ＲＳＢｕｔｔｏｎ均可设置按钮表面图形图象。利用ＲＳＳｌｉｄｅｒ是一个用户数据输入控制。ＲＳＳｌｉｄｅｒ具有最小／最大值，双刻度显示，有滚动条和旋钮型式，并有水泵和竖直两种类型。Ｒｓｃｏｍｐａｒｅ是一和多状态比较控制。它支持肉种比较方法、线性的，即把新值与旧值比较，或绝对的，即把现在的状态与一个参考值比较。（６）ＲＳＳｑｈＲｓｓ口】“将强大的处理引擎和直观的用户界面结合起，使您能把企业信息系统与现场连结起来，而不需输任何代码。ＲｓＳｑｌ使您能在关系数据库系统ｆ砌）ＢＭＳ）和过程控制系统之间建立处理联系。使用直观的点式界面，您可组态处理以将处理器数据点与数据库表中４的列连结起来。Ｒｓｓｑｌ所采用的分布式结构提供了真正的应用可扩展性。您可从一个计算机开始，当数据需求量增加时，可增加额外的计算能力。甚至当系统扩大时，ＲＳＳｑｌ对管理员和操作者仍然是非常简单的。利用一个简单的界面可提供对系统所有组件的访问和控制，即使那些组件在远程节点上。ＲＳＳｑｌ的结构包含四个部分：三个ＮＴ服务（ＴｒａｌｌｓａｃｔｉｏｎＭａＩｌａｇｅｒ＇ｃ０１ｌｅｃｔｏｒ和ｓｔｏｒ呻和一个图形用户界面。用户界面可组态并运行Ｒｓｓｑｌ系统，是该产品的唯一可见部分。服务是完成所有实际工作的后台进程。Ｒｓｓｑｌ服务利用ＴｃＰ／ＩＰ套接字实现互相连接。这样，即使各组件分布在网络上的多个计算机上，它们仍象单一的系统在运行。ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎＭａｎａｇｅｒ是系统的心脏，控制Ｃ０１１ｅｃｔｏｒ和Ｓｔｏｒｅｒ的联接。ＴｒａＩｌｓａｃｔｉｏｎＭ锄ａｇｅｒ执行处理、控制数据采集、操纵和存贮数据。Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ是过程控制系统接口，它可连接到任何ＤＤＥ服务器，包括像ＲＳＬｉＩｌ】【这样的ＡｄｖａＩｌｃｅＤＤＥ服务器，并在将来将支持用于过程控制的ＯＬＥｆＯＰＣＩ。ｓｔｏｒｅｒ是关系数据库管理系统接口，ＮＴｓｔｏｒｅｒ支持任何０ＤＢｃ目标，包括Ｍｉｃｒｏｓｏｆ【ＳＯＬＳｅｒｖｏｒ和Ｏｍｃｌｅ数据库。，３４。第３章系统功能附图：ＥＴＨＥＲＮ．３５北京工业大学工程硕士学位论文第４章现场施工与自控调试４．１控制系统的结构此污水处理厂自控系统采用“集中监控与管理，分散控制”的集散型系统。由中控室计算机和总变电室、分变电室、脱水机房、鼓风机房四个现场控制分站组成实时工业控制网。结构上看，整个集散系统构成一个三层次网络控制系统，不同的层次完成各自不同的功能。４．１．１设备层通过模拟量及数字量的输入输出模块，对生产应用中的现场控制及仪表等传感设备具体状态信息的采样，并通过Ｍｏ曲ｕｓ。ＤＨ＋等设备网络总线完成现场设备与控制器之间的控制、信息、诊断数据的传递。主要包括各输入输出模块、通信模块、总线模块和网络模块。４．１．２控制层直接对生产过程进行的控制，包括连锁和循环控制，驱动控制和测量的监控。不同的控制器通过具有实时性，确定性和可重复性的主干控制网（ｃｏｎ仃０１Ｎｅｔ）完成，Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ具有预定信息和非预定信息的传递。统一的硬件和软件控制平台将顺序控制，过程控制和传动控制有机的结合起来，运用典型的控制层产品，可编程序控制器（Ｃｏｎ仃ｏｌＬｏ百ｘ），控制网络产品（ＣｏｎｔｍｌＮｅｔ，Ｉｕ０），工控软件（Ｒｓｖｉｅ、Ⅳ，ＲＳＬｏｇｉｘ，ＲｓＬｉｎｋ））实现设备的现场自动控制。根据工艺流程，全厂共设５个控制分站，，分别设在总变电室（ＰＬＣｌ）、分变电室（ＰＬＣ２）、污泥脱水机房（ＰＬＣ３）、鼓风机房（ＰＬＣ４）、中控室（ＰＬＣ０）。ＰＬｃｌ：负责粗格栅、进水泵房、细格栅间、曝气沉砂池、总变电等部分的设备自控和数据采集。ＰＬＣ２：负责～Ｄ曝气池、分变电站等部分的设备自控和数据采集。ＰＬＣ３：负责污泥脱水机房部分的设各自控和数据采集。ＰＬＣ４：鼓风机房部分的设备自控和数据采集。ＰＬＣＯ；负责中控室模拟屏的实时刷新。４．１．３信患层信息层完成较高级的控制，对某一工艺生产段进行监控和给以操作指导。．３６．第４章现场施工与自控调试它同时接收有生产管理要求的生产命令和报表并将生产结果和故障信息以数据和报表的形式传递生产管理者，同时信息层结构也用于不同工艺段之间的联系。信息层为服务器及相关网络产品Ｐｃ及软件（ＲＳＬｉｎｋ，Ｒｓｖｉｅｗ）组成。监控计算机、服务器、模拟屏等组成了全厂信息层。在中控室设置的监控计算机主要完成对污水处理厂的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警及打印功能。通过彩色显示器可直观地显示全厂各工艺流程的实时工况、各工艺参数的趋势画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。两台计算机互为热备。中控室计算机不但能对下属分站下达调度命令和全局数据，还能直接操作现场设备。就地控制的自动控制程序能根据来自中控室的指令和全局数据结合现场设备的具体情况来自动控制本站的现场设备。操作人员也可以通过操作员终端直接控制现场设备。如中控室监控计算机出现故障各现场分站仍能和稳定的工作。４．１．４通讯由于网络通讯技术已成为自动化技术的重要支柱，在不同的控制级别中行的通讯，分别由各级别的网络完成。如（ＤＨ＋，远程Ｉ，０网，ＥｔｌｌｅｒＮｅｔ）Ｃｏｎ舡ｏｌＮｃｔ等。设备层网络：提供与工厂现场的大量设备的高速数据采集，并极大地减少接线、Ｒ啪ｏｔｅ＂０（远程Ｉ／Ｏ网）和Ｍｏｄｂｕｓ。控制层网络：完成智能化的高速的实时控制，并共享数据和信息。包括：控制和监视设备的协调，操作员接口，远程设备的组态，编程和故障处理。Ｃｏ曲－０ｌＮｅｔ（控制网），Ｄａｔａ择需具备以下特点：（１）开放性开放性已经成为网络的一种标准，这种标准化带来的好处就是使得用户可以选择不同的设备供应商来提供他们最好的设备，而这些设备可以通过标准化的网络联系在一起，协调有序地工作。随着芯片技术、网络技术和软件技术的发展，用户对自动化的要求越来越高，现代的自控系统已经不再是传统的单机ＨｉｇｈｗａｙＰｌｕｓ（ＤＨ＋）。控制层网络（Ｃｏｎ仃ｏｌＮｅｔ）的选应用，在一个现代化的自控系统中，已经不再可能完全由某一家公司提供全部的设备，即便某家公司有这个能力，他所提供的产品也未必都是最好最合适的，３７．北京工业大学工程硕士学位论文这就不可避免的要使用到不同厂家的产品，用户在设计之初，必须选择一个具有广泛支持的标准化网络。（２）高效率控制网络要实现高速确定的传输要求，网络波特率已经不再是主要因素，网络模式成为决定网络效率的关键。（３）多功能用户可以根据需要，构成主从、多主和对等通讯网络，甚至可以在同一个网络上混合构成主从、多主和对等通讯网络，这为网络的应用提供了极大的灵活性。用户根据每个节点的特性选择采用巡检、定时和逢变则报等多种工作方式，这极大地降低了网络上无用信息的传输，有效地利用了网络带宽，提高了网络效率。（４）确定性和可重复性网络速度和效率不随网络上节点数目和网络距离而变化，并且用户可以预先组态网络上节点的信息传输时间（毫秒级），使用者无需编写通讯程序便可确保全部信息在预先设定的时间间隔内得到传输。确定性和可重复性在现代控制系统中得到了越来越多的应用。（５）灵活性具有灵活的拓扑结构，可以方便地构成星型、树型、总线型和环形的拓扑结构。（６）强大方便的网络组态，诊断功能及可靠性信息层网络：采用了工业Ｅｍｅｎｌｃｔ（以太网）。此项目中，采用ＥｍｅｒＮｅｔ（以太网）作为信息网。１９８５年，ＩＳ０（国际标准化组织）确定了以太网的国际标准。现今以太网在商用系统中已非常普遍，在工业控制中以太网常用于程序的维护，将工厂级的数据传入或传出更高的级别的ＭＩＳ或ＭＥｓ（生产执行系统）。完成批量数据的存储、分类、管理及优化事件登录等功能。以太点：・信息传输的标准网络可与多种微机制造商和软件连接支持多种传输介质包括无线通讯方式标准的网络管理软件，易于集成和纠错・・・第４章现场旌工与自控调试・基本指标网络协议ＴＣＰ，ＩＰ最大通讯距离波特率网络介质１０Ｍｂｐｓ单个网络最大节点数双绞线同轴电缆光纤４．２施工标准的制定与施工步骤全厂控制系统的施工主要包括两个部分：仪表和自控系统的安装调试，为了保证工程的顺利实施，必须制定相应的标准及施工步骤，由于污水处理在我国起步较晚，全国还没有专门的国家标准和行业标准，针对工程的特点，制定了以下规范。４．２．１控制系统安装调试标准４．２．１．１总则施工前应做好准备工作，应掌握设计图，技术资料及相关规范。并对其中存在的问题及时向业主和设计单位汇报，寻求合理的解决方案。施工前编写材料分析单，提出关键部位的质控要求和安装调试注意事项，明确施工工艺，安装标准和验收标准。检测仪表及自控系统的安装应按设计图和产品说明书进行。检测仪表及自控系统在安装前应进行认真核对：规格型号应符合设计要求，附件、备件完好、技术文件齐全等。施工中的安全技术措施符合现行有关安全技术标准和产品技术文件的规定，重要安装工艺事先制定安全技术措施。与仪表及自控系统安装有关的土建工程应符合建筑工程验收规范的规定。如电缆沟，水泥支墩等。检测仪表及自控系统安装所需的材料应符合国家标准要求。４．２．１．２施工要求（１）概述施工单位必须具有此项工程的安装资质。施工组织设计必须由有关技术人员认真编写，并由业主或监理工程师批准后进行施工。３９．北京工业大学工程硕士学位论文组织施工人员学习施工方案，并进行技术，质量，安全的交底，列出监控部位和监控要点。对于隐蔽工程，必须在隐蔽前通过业主或监理工程师的检查，并做好检查记录。施工中应在业主和监理工程师的指导下做好与其他专业施工的配合工作。施工中发现问题应及时与业主或监理工程师协商调整，不得擅自对施工方案进行改动。施工中应做到文明旌工，严格执行国家和北京市的各项有关安全生产和文明旄工的有关规定。对施工过程中违反操作规程，不按图施工出现的质量问题，依照有关规定进行处罚和赔偿。施工单位应按生产厂家的要求对仪表及控制设备进行储存，运输。防止仪表及设备的损坏。在旌工中使用的计量仪器仪表应符合国家计量法的规定。（２）电缆的敷设电缆的型号，规格应符合设计规定；电缆支架，支撑，桥架，托盘应牢固可靠。应按设计图进行敷设，不得擅自改变电缆的敷设路径和方式。电缆在室外穿管埋设时，埋深距地面应保证不小于７００ｒｎｒｎ。与工艺管线保持大于５００ＩＩｌｍ距离。与热力管线保持大于１０００ＭＭ距离。做好隐蔽记录，并在地面设置电缆走向标志。电缆沟内敷设电缆时，沟内保持干净整齐，电缆上应设防护罩。在缆沟或桥架上敷设电缆时，高压电缆，动力电缆和控制电缆应分层架设，不得相互交叉。必要时，应加金属隔板隔离。电缆在户外穿管埋设距离大于心不３０米时应考虑加电缆手井。敷设电缆时，应有足够的长度余量。每条控制缆应至少留有２０％的空芯作为备用。并在控制室一侧同一并联接地。电缆应采用人工敷设，不得使用绞车作业。电缆与就地仪表连接时，采用金属软管或挠性连接管做过渡保护管。．４０，第４章现场施工与自控调试所有穿管出口距地面０．３米，户外加防水弯。管缆进出构筑物时应做防水处理并用耐腐耐火填料密封空隙，同时符合有关规定。（３）检测仪表安装检测仪表的安装支架应牢固可靠，不得变形或损坏。检测仪表管线应与建筑结构平行或垂直，连接螺纹应使用化学润滑剂或麻丝，以防螺纹磨损或损坏。检测仪表及管道应远离供热管道，与其它管道间距应符合规范要求。检测仪表安装时，应严格按照施工图纸及有关合同核对产品型号，规格，铭牌参数及产品合格证书，做好检查记录，发现问题及时与业主沟通。安装前应掌握施工图及厂家的技术资料，对仪表进行性能检查，如耐压，绝缘，外形，并做好记录。仪表的安装调试技术标准严格按照施工图及厂家的技术资料。首先进行取源部件的安装，特别是工艺管道的取源部件的安装，如取源接头，取压接头及流量测量部件，安装应满足设计要求，不影响工艺管道，设备吹扫，冲洗及试压。避免在施工现场进行检测仪表管道的弯管或调整，不得使用加热方式进行弯管或调整。检测仪表管安装后，应及时清除管道内的水和杂质，并按要求着色标记。检测仪表安装后，管道应无渗漏。仪表接地体埋置深度和接地电阻值必须严格遵守设计要求，接地连接紧密，焊逢平整，防腐良好。（４）自控设备安装及调试自控设备的安装由专业技术人员实施，采取防静电措施，严格执行操作规程。自控设备的连接应保证紧密，接触良好，无松动，应有明显的接零接地点。设备的安装位置应便于检查，维修，通风良好，不影响临近设备的安装与解体。控制，就地控制应准确无误，灵敏可靠。自控设备安装后应进行单机和系统调试，保证仪表，信号正常，控制准确．４１．北京工业大学工程硕士学位论文无误。各控制信号应特别防止高压信号窜入，损坏设备。网络及各类总线应严格按照产品说明书及相应的技术规范连接，确保上下位机的通讯及整个网络的正常工作。４．２．１．３执行标准《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（ＧＢＪ９３—８６）。《工业自动化仪表安装工程质量检验评定标准》（ＧＢｌ３ｌ一９０）。《自控安装图册》（ＨＧＪｓ一８７）。《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（ＧＢ５０１６８—９２）。《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（ＧＢ５０１６９—９２）。《工业安装工程质量检验评定统～标准》（ＧＢＪ５０２５２。９４）。《施工现场临时用电安全技术规范》（ＧＢＪ４６－８８）。有关部门现行的行业及地方标准。设备生产厂家的技术要求。设计图标明的技术标准。４．２．２工程范围和施工调试４．２．２．１工程范围表４．１自控仪表及监控系统设备表名称水质检测仪表超声波液位差计超声波液位计超声波液位计超声波液位计超声波液位计电磁流量计电磁流量计电磁流量计电磁流萱计溶解氧仪污泥浓度计污泥浓度计型号ＣＥ３５—．ＰＡＡｌｌｌｌＡ４ＦＢ３数量１８２１１１６安装位置进水渠道ＦＭＵ８６２—。Ｒ１ＡｌＡｌ格栅间回流污泥泵房ＦＭＵ２３ｌＥ——ＡＡｌ２ＦＭＵ２３１Ｅ—ＡＡｌ２ＦＭＵ２３１Ｅ——ＡＡｌ２储泥池冲洗水池进水泵房进水泵房回流污泥泵房脱磷间回用水间曝气池回流污泥泵房污泥泵房回流污泥泵房ＦＭＵ２３２一ＡＤｌ２ＰＲＯＭＡＧ５０Ｗ９ＨＰＲＯＭＡＧ５０Ｗ２Ｈ２１１８２１２ＰＲｏＭＡＧ５０Ｗ５０ＰＲＯＭＡＧ５０Ｗ１ＦＣＯＭ２５３一ＤＸ０００５ＣＵＭ２５３一ＴＳｏｏｌＯＣＵＭ２５３—－ＴＳ００１０超声波明渠流量计ＦＭＵ８６１一Ｒ１８１Ａｌ．４２第４章现场施工与自控调试出水计量槽超声波明渠流量计压力变送器插入式热流量计插入式热流量计水质检测仪表氧化还原电位计ＦＭＵ８６１一Ｒ１８１Ａ１ＰＭＣ７３１—Ｇ１ｌＫ９Ｍ】１Ｒ】ＡＴ７伊一Ａ４０８１１ＡＣＡｌｌ１１２鼓风机出风管鼓风机出风管曝气池空气管出水渠道曝气池ＡＴ７俨一Ａ４０８１１ＡＣＡｌｌ８ｌ２１１８１１ｌ１ｌＣＥ３５一ＰＡＡｌ１ｌ１Ａ４ＦＢ３ＣＰＭ２５２——ＰＲＯ００５浮球液位开关空气调节阀ｐＬＣＯＰＬＣｌＰＬＣ２ＰＬＣ３ＰＬＣ４ＭＡＣ一３ＳＡＲ０７．１／ＧＳＭｌｏｏ．３／、哩４．３ＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢ进水泵ｌ，除砂泵２，回流泵２，储泥池１，冲洗水池１，脱磷间４曝气池空气管中控室总变电室回流污泥泵房脱水机房鼓风机房中控室监控计算机工业电视摄像头工业电视摄像头工业电视摄像头工业屯视摄像头工业电视摄像头ｊ［业电视摄像头工业电视摄像头Ｔ＝业电视摄像头主机，打印机，ｕＰｓＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０ＴＺＣ７９０２ｌ１１１ｌ１１２１总变电室鼓风机房进水泵房曝气沉砂池脱水机房回用水间曝气池回流污泥泵房综合楼工业电视摄像头Ｔ业电视监控系统录像机，多路控制器，键盘，监视器ｌ中控室名称仪表屏蔽电缆１Ｘ（２Ｘ１．０）型号单位米米７５００１１００４０００５０００２５０数量仪表屏蔽电缆仪表屏蔽电缆仪表屏蔽电缆仪表屏蔽电缆仪表屏蔽电缆仪表控制电缆仪表控制电缆２Ｘ（２Ｘ１．Ｏ）３Ｘ（２Ｘ１．０）５Ｘ（２Ｘ１．Ｏ）１０Ｘ（２Ｘ１．０）米米米米１４Ｘ（２Ｘ１．Ｏ）ＫＶＶ５００ＫＶＶ５００４Ｘ１．５１０Ｘ１５１２００９０００２００米米．４３北京工业大学工程硕士学位论文仪表控制电缆仪表控制电缆仪表电源电缆ＫＶＶ５００ＫＶＶ５００ＶＶ一１１０牟１６Ｘ１．５２４Ｘ１．５米米６００１００１００１２２５Ｘ２．５米米套米模拟盘安装槽钢监控计算机操作台椅电缆梯架视频电缆监视器安装支架摄像头高杆５００Ｘ５０２０３５００ｌＲＧ５９ＢＵ米套剪刀式高杆１５米套１９摄像头安装支架平均高度２．５米套施工前准备工作一仪表管线及自控设备施工一电缆敷设、电缆校接线一仪表及自控设备校验一计算机系统、工业电视监控系统调试一系统运行总调试。在安装中应注意配合全厂的工艺设备及今后的运行管理，每一个设备及仪表都有设备位号，用以确定设备在工艺控制中的位置及作用。由于自控系统监测全厂设备的运行和管理，在施工中应注意机械设备，电气，仪表位号的统一性，避免由于位号混乱，造成控制混乱，同时在施工计划的制定上应充分考虑到其滞后于机械设备和电气的安装。４．２．２．２自动控制投入使用前，须完成施工调试及检查工作：（１）设备电气性能检查ａ．对电气接线进行核查。ｂ．对电气设备设定值检查。ｃ．就地电气控制检查，包括手动操作，电机转向，起停操作，并将结果绘制成表格。其中应包括设备位号，设备名称型号，生产厂家，额定值和设定值。ｄ．各现场仪表交送器通电检查，现场调校。（２）在对（１）项检查完毕后，进行输入输出信号检查。ａ．进入ＰＬＣ输入输出模块的现场信号是否正确，包括数字量控制信号和状态信号，模拟量输入输出信号。由于条件，其中输出信号可在测试位置完成。ｂ．信号检查完毕后，填好输入输出表，对于改动，接线错误应有标注。（３）ＰＬＣ工作站检查４４．第４章现场施工与自控调试ａ．硬件检查：检查ｃＰＵ模块，Ｉ／Ｏ模块，通讯模块是否正常。ｂ．软件检查：在硬件检查及问题处理完毕后，对软件功能进行检查。操作员接口检查，正常显示工艺流程画面，显示参数正常，画面切换正常，基本设备远方操作正常。控制性能检查：根据功能分析表，检查各设备在各控制方式下是否达到控制性能要求。（４）上位监控计算机检查ａ．显示检查，主画面及工况画面显示检查各模拟量输入输出及显示是否正常，包括液位，液位差，ＰＨ值，溶解氧ＤＯ，氧化还原量，污泥浓度等，必须与仪表实际显示值相符。检查数字输入输出量显示是否正常，包括各设备的显示状态与实际状态是否相符，各设备的远程操作是否正确。ｂ．功能检查通讯检查，包括监控计算机与各ＰＬＣ工作站的通讯是否正常，通讯内容实时更新，在一定长的时间范围内各显示正常，不出现通讯中断，或发生不明故障后，短时间内自动消除。ｃ．控制功能检查：对上位机监控功能检查，包括各种设定参数的修改，各控制量的报表，运行趋势图，报警功能，历史值存储及调用，全厂高压电气部分的监测。（５）ＭＩＭＩＣ模拟屏显示功能检查对应现场实际情况对模拟屏进行调试，具体包括各现场工艺参数的显示调整及各设备显示状态与实际工况的对比检查。．４５北京工业大学工程硕士学位论文第５章运行与改进５．１曝气沉砂池除砂机控制的改进５．１．１除砂机功能及控制过程。５．１．１．１除砂机功能及工作过程除砂机主要去除污水中的砂石和细小颗粒，以免沙石在渠道和管道中沉积损坏后续设备。鼓风机提供上升的浮力使颗粒物分区沉淀，砂石由桥车上的气提系统提升到积水槽中，再由砂水分离器脱水分离。同时，除砂桥上的刮泥板将去除漂浮在水面上的油脂。除砂机由以下几部分组成：结构部分，电缆鼓，控制部分，驱动行走部分，砂泵，导向轮等。其主要电控设备有：两台带减速箱的驱动电机，一台刮泥板驱动电机，一台提升砂泵。桥车工作过程如下：１）等待：桥车停在水流方向下游，刮泥板抬起，提升砂泵停。２）停留时间Ｔｌ到：桥车高速向上游方向运行。３）运行到沉砂池中部：桥车切换到低速运行。４）运行到上游：桥车停，刮泥板落下。５）停留时间Ｔ２到：启动提升泵，桥车低速向下游运行。６）运行到沉砂池中部：桥车切换到高速运行。７）运行到下游：桥车停，刮泥板抬起，提升泵停，等待下一个循环。Ｔ１，Ｔ２停留时间根据工艺要求在一定范围内可调。５．１．１．２控制对象及控制点电气控制主要由控制箱完成。其包含主要的电气开关，继电器，接触器等。其外部状态输入节点主要有：刮泥板高，低限位开关，中间位置高低速转换开关，行程接近开关。输出控制节点为：驱动电机高，低速运动，驱动电机』下反向运行，提砂泵开停，刮泥板向上运动，刮泥板向下运动等。桥车控制根据输入节点判断桥车的运行状态。．４６．第５章运行与改进其工作过程为典型的顺序控制。顺序控制在工业生产过程控制中使用十分广泛．早期的顺序控制器是用继电器、矩阵板、数字逻辑电路等组成的。而今天可编程控制器（简称ＰＬｃ）和工业控制微机（简称工控机）已经成为这领域中的两种主要机种，它们都是以微处理器为核心，都具有功能齐全、通用性强、性能可靠等特点。顺序控制实际上是一种数字逻辑控制（一般是时序逻辑），时序逻辑系统包含有存储元件和反馈通路，这类系统用时序图、状态转换图、状态转换表来描述，具有直观明了的特点，在数字逻辑设计中已得到广泛应用。在继电器逻辑中普遍使用的动作图也是一种时序图，但它们都只起到辅助分析和辅助设计的作用，最终都需要把它们变换成相应的逻辑方程，才能用电子元器件、继电器实现，或画成ＰＬＣ能识别的梯形图。因此以下采用状态转换图、状态转换表进行系统逻辑说明设计思想，使系统设计变得简单、直观。５．１．２桥车控制过程的状态转换图和状态转换表首先将桥车经过简单抽象，来说明如何用状态转换图和状态转换表来描述桥车控制过程。图５．１是抽象化的桥车的系统结构示意图。桥车的原始位置在Ｃ地（即水流下游方向），此时刮泥板抬起，当按动启动按钮ＳＢｌ后，桥车驱动电机正转，桥车前进到Ｂ地，撞到限位开关ｓＡ２，桥车由高速切换成低速。并继续向Ａ地（水流上游方向）前进，撞到限位开关ＳＡｌ后，桥车停留一段时间，放下刮泥板，启动提沙泵，之后驱动电机反转，桥车高速向Ｂ地返回，再次撞到ＳＡ２后切换到低速，并继续运行，返回到原始位置Ｃ地，刮泥板抬起，停提沙泵。以后桥车不停地从Ｃ地出发反复上述动作。直到按动停按钮ＳＢ２，小车返回Ｃ地不动。这是一个典型的顺序控制系统，小车的进、退、停的状态转换与各开关的动作有关，还与系统的历史状态有关，因此是一个时序逻辑系统。分析和设计这类问题首先要根据提出的任务确定系统的状态个数和定义各状态的特征。图５．１所示例子的状态定义见表５．１。ＳＢｌＣ图５．１桥车运行过程示意图．４７．北京工业大学工程硕士学位论文状态名状态特征ＳＯＳｌＳ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５Ｓ６Ｓ７输出ＫＭｌＫＭ２ＫＭ３ＫＭ４ＫＭ５ＫＭ６ＫＭ７０Ｏ１１ＯＯ０桥车在ｃ地处于静止桥车在Ｃ处等待Ｔ１桥车高速从ｃ地前进到Ｂ地桥车低速从Ｂ地前进到Ａ地桥车停留一段时间Ｔ２桥车低速从Ａ地返回到Ｂ地桥车高速从Ｂ地返回ｃ地按停按钮ＳＢ２后’，Ｊ、车返回到Ｃ地０ＯＯＯ１ＯＯＯ０Ｏ０Ｏ００Ｏ００Ｏ０ＯＯＯ１ＯＯＯ０ｌＯ１１ＯＯ１１Ｏ１００１０ＯＯ１１１０Ｏ１表中所定义的每一个状态表示系统的一个稳态（并不等于桥车静止），在每个状态中系统输出变量的值稳定不变。在表中，状态特征是状态的文字描述，它是从设计任务中提取出来的。要注意不要漏掉任何一个状态，任何一个条件发生变化，都表明了桥车的不同状态。如ｓ７是按停车按钮后桥车后退状态，它不同于ＳＯ和Ｓ６，因为它返回后桥车停止不动了。状态定义表中还必须定义各输出变量的值，在这里输出是桥车驱动电机的正转接触器Ｉ：Ｍｌ和反转接触器硒舵，高速接触器ＫＭ３，低速接触器ＫＭ４，刮泥板驱动电机正转接触器ｌ￡Ｍ５，刮泥板驱动电机反转接触器ＫＭ６，提沙泵接触器ｌ【Ｍ７。表中用逻辑１表示接触器吸合，Ｏ表示接触器断开。根据设计任务和状态的定义可画出状态转换图，如图５．２所示。图中圆圈中符号为状态名，圆与圆之间用带箭头的线连接，箭头表示状态转换的方向，连线旁的字符表示与该连线相接的两个状态之间转换的条件。这些转换条件是输入变量的值（开关的通、断等）和定时器的值作依据，及输出变量的值作为条件。例如从ｓ２（桥车低速从Ｂ地前进到Ａ地）转换到Ｓ３（桥车停留一段时间）的条件为ＳＡｌ（限位开关ＳＡｌ动作）。因此图４．２能非常直观和清晰地反映除砂机桥车工作过程，反映出桥车每一个状态（现态）向下一个状态（次态）转换的顺序和条件。把状态转换图直接应用于设计还有一定困难，因此还需要把它变换成易于人们接受和理解的数据形式，这就是状态转换表。表５．２是桥车的状态转换表。．４８．第５章运行与改进表中现态是指桥车运行过程中所处的当前状态；次态是指现态的下一个状态，每个状态至少有一个次态，也常会有多个次态，不同的次态的转换条件必定不相同。输入变量是状态转换的条件，用逻辑值ｌ和０表示，Ｘ表示该输入变量对本状态的转换无关。在应满足的条件中有一项为主条件，其它为辅助条件。主条件带有触发性，即当主条件从无效变为有效时，触发一次状态转换，而辅助条件通常应在主条件发生之前已满足。例如从ｓ０（桥车静止）转换到ｓ１（桥车等待）的主条件为ｓＢｌ从０变为１，即按动了启动按钮；辅助条件是ｓＢ２＝Ｏ（停止按钮未同时按动）和ｓＡ３＝ｌ（桥车在ｃ地）。在图５．２中只标明了主条件，目的使图清晰、明了，在设计实际系统时，辅助条件必须要注意，以满足可靠性要求。图５．２桥车状态转换图表５．２带时间变量的状态转换表现态输出变量次态转换输入变量ＫＭｌＳ０Ｓ１Ｓ２Ｓ３时间ＳＡｌＸ…，ＫＭ７ｎ主条件Ｓ１Ｓ２Ｓ７Ｓ３Ｓ７ｓ４Ｓ７ＳＢｌ１ＳＢ２Ｏ０１ＳＡ２ＸＸＳＡ３１１变量ＴＸ１００ＳＢｌＴ１ＳＢ２ＳＡ２ＳＢ２ＳＡ３ＳＢ２……Ｏ…．．０ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸ１ＸＸＸ１ＸＸＸＸＸ１１Ｏ１Ｏ１ＸＸＸ……ＯＸＸＸ一４９北京工业大学工程硕士学位论文Ｓ４Ｓ５Ｓ６Ｓ７ＯＯＯＯ……１……】……１ｎＳ５Ｓ７Ｓ６Ｔ２ＸＸＸＸＯ１ＯｌＸＸｌＸＸＸＸＸＸ１ＸＸＸＸＸＸＳＢ２ＳＡ２ＳＢ２ＳＡｌＳＢ２ＳＡｌＸＸＸＸ１ＸＳ７Ｓ１Ｓ７Ｓ０ＸＸＸ０１ＸｌＸＸＸＸＸ状态转换图和状态转换表与设计任务的文字描述很接近，依照状态转换图设计工作变得容易，避免了复杂的逻辑设计，便于检查和调试，修改也很方便。如果需要桥车增加一个动作，只需要定义一个新的状态Ｓｎ＋ｌ，状态转换图及状态转换表也做响应的修改，即增加一个状态行，写出响应的条件及次态，并对与其有关连的状态作一修改，其它都不需要改变。５．１．３状态表的数据结构和控制实现为了实现桥车的控制，可以分别采用继电器控制，ＰＬｃ控制及微机控制，以下分别用三种方式的实现桥车的控制功能，以做比较。５．１．３．１继电器组合实现桥车的控制电路中通常要把状态转换图和状态转换表进一步变换成逻辑方程，再用数字逻辑器件来实现，通过表２列出ＫＭｌ到ＫＭ６的逻辑表达式：｝：Ｍ１一ＳＢ２＋（ＳＡ３＋ＳＡ２）ＫＭ２一ＳＢ２＋（ＳＡ２＋ＳＡｌ）＋ＳＢ２ＫＭ３一ＳＢ２＋（ＳＡ２＋ＳＡｌ）＋ＳＢ２ＫＭ４一ＳＢ２＋（ＳＡ２＋ＳＡ３）ＫＭ５＝ＳＢ２ＫＭ６一ＳＢ２’ＳＡ３＋Ｔ２ＫＭ７＝一ＳＢ２＋（ＳＡ３＋Ｔ２＋ＳＡ２＋ＳＡｌ）通过以上方程，采用继电器及接触器的组合，就可以实现桥车的控制，原桥车系统就是采用了这种分离元件的控制。５．１．３．２桥车微机控制系统的实现在微机控制系统中则可用软件实现状态的直接转换，但必须把状态转换表用计算机所能接受的数据结构表达出来，以便计算机能快速处理。下面是表４．２状态表的数据结构。表５．２中的数据分为两部分：即输出变量和输入变量。输出较简单，每个．５０第５章运行与改进状态的输出是一个固定的值。输入变量有多个，而每次状态转换并不一定每个变量都起作用，故在作状态转换时需要判断哪些是和状态转换直接相关的变量，哪些是无关变量，这可通过设置关键字和屏蔽字的办法来解决。关键字指现状态到次状态各输入变量必须满足的值，其中无关项取０，比如ＳＯ状态，就可取ｓＢｌ＝１，ｓＢ２＝Ｏ，ｓＡｌ＝０，ｓＡ２＝Ｏ，ｓＡ３＝１，Ｔ＝Ｏ作为关键字；而屏蔽字表示出输入变量中哪些是直接相关变量。比如ＳＯ中，只有ＳＢｌ，ＳＢ２，ＳＡ３是直接相关变量，屏蔽字对应位取值１；而ｓＡｌ，ＳＡ２，Ｔ为无关变量，对应位取值０。将各输入变量按位组合在一个字节中（当多于８个变量可增加字节数），时间项亦占字节中的一位，关键字和屏蔽字亦按同样顺序组合成字节。这样在每次取出输入变量后和屏蔽字相与，就得到了各直接相关变量的值，而把无关变量屏蔽掉了。用屏蔽后的值与此状态关键字相比较，若相等，则转到次状态；若不相等，则维持当前状态。在转到一个新状态后需确定是否需时间变量，若有时间变量，则要确定定时时间常数。系统可设置一公用定时器，以中断或查询方式作为定时基准，其它时间变量可通过对基准计数来完成定时，当定时时间到时，将对应输入变量中的时间位置１。根据以上分析，对表５．２可给出如下的数据结构，其中用０～７表示ＳＯ～Ｓ７。输出表数据结构为０ＵＴＳ：ＤＢ０００００００Ｂ；ｓｏ状态的输出，Ｄ０＝ＫＭｌ…。Ｄ６＝ＫＭ７。当输出多于六个可用更多位表示；ｓ１状态的输出；Ｓ２状态的输出；ｓ３状态的输出ＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢ∞０００００Ｂ１０１００００Ｂ１００ｌＯＯＯＢＤ００００１１ＢＤ１０１００ｌＢＤ１１０００１ＢＤ１１０ｌＯＯＢ；ｓ４状态的输出；ｓ５状态的输出：ｓ６状态的输出；ｓ７状态的输出状态转换表地址索引为ＳＴｌ’ＡＢ：ＤＷＤＷＤＷＤＷＤⅥｒＳＴＳＯＳＴＳｌＳＴＳ２ＳＴＳ３ＳＴＳ４ＳＴＳ５ＳＴＳ６ＳＴＳ７：ｓ０状态表入口地址：ｓ１状态表入口地址：Ｓ２状态表入口地址：Ｓ３状态表入口地址：ｓ４状态表入口地址：Ｓ５状态表入口地址ＤＷ［ＤＷ：ｓ６状态表入口地址：ｓ７状态表入口地址ｆＤＷ．５１，北京工业大学工程硕士学位论文对于状态ｉ可采用如下的数据结构ＳＴＳｉ：ＤＢｎＪ；ｓｉ状态的次状态数ＤＷＫｗｓｉＡ，ｌ；第２，３。．ｎ个次状态表的入口地址，紧跟的Ｋｗｓｉ为第１个次状Ｉ（ｗｓｉＢ，．隐表入口ＫＷＳｉ：ＤＢＸ１１；关键字，Ｄｏ＝Ｔ１，Ｄ１＝Ｔ２，Ｄ２＝ｓＡ３，Ｄ３＝ｓＡ２，Ｄ４＝ｓＡｌ，Ｄ５＝ＳＢ２．Ｄ６＝ＳＢｌ：若变量更多可用多字节表示ＭＷＳｉ：ＮｓＴｓｉ：ＳＴＳｉＴ：ＤＢＤＢＤＢＸ１２；屏蔽字，位顺序同关键字；次状态为ｓｊｊ１Ｓ１３涮状态需定时标志，Ｄｏ＝ｌ，需定时．当需多个定时可依次用Ｄｌ，Ｄ２，．等位表示：Ｔ的时间常数，多个常数紧随顺序存放；第２次态关键字：第２次态屏蔽字ＤＷＫＷ－ｓｉＡ：ＤＢＤＢＸ１４Ｘ２ＩＸ２２ＭＷＳｉＡ：Ｓ０状态表ＳＴＳＯ：ＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢ１１０００１００Ｂ１１００１００ＢｌｌＴＣＯＮｓＴ；状态ｓＯ共１个次状态；关键字，ＳＢｌ｜屏蔽字；次状态为ｓｌ；Ｓ１需定时；定时Ｔｌ时间常数ＫＷＳＯ：ＭＷＳ０：ＮＳＴＳＯ：ＳＴＳＯＴ：ＤＷＳＴＳｌ：ＤＢ２；状态ｓ１共２个次状态ＤＷＫＷＳｌＡ０００１０００Ｂ０１０１０００Ｂ２Ｄ０ｌｏ００００Ｂ０１０００００Ｂ７ＤＫＷＳｌ：ＭＷＳｌ：ＮＳＴＳｌ：ＳＴＳｌＴ：ＤＢ涕２个次状态表入口第１次状态关键字．ＳＡ２；第１次状态屏蔽字ＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢＤＢ：第１次状态为ｓ２：Ｓ２不需定时ＫＷＳｌＡ：ＭＷＳｌＡ：ＮＳＴＳｌＡ：ＳＴＳｌｌ’Ａ：；第２次状态关键字，ＳＢ２；第２次状态屏蔽字；第２次状态为ｓ７：ｓ７不需定时．５２．第５章运行与改进Ｓ６状态表ＳＴＳ４：ＤＢ２：ｓ４共２个次状态；第２个次状态表入口．同ｓ１；第１次状态关键字，ｓＡｌ；第１次状态屏蔽字；第１次状态次状态为ｓ６：ｓ７不需定时ＤＷＩ（ＷＳ４：ＤＢＤＢＤＢＤＢＫＷＳｌＡ００１００００ＢＭＷＳ４：ＮＳＴＳ４：ＳＴＳ４Ｔ．０１１００００Ｂ６Ｄ有了以上数据结构，程序只要作简单的计算比较处理就可完成各状态之间的转换。根据以上的数据结构，设置一单元存放当前状态，则从ｏＵＴＳ表中可得到当前状态的输出值；由ｓＴＴＡＢ状态转换表地址索引中可得到每个状态的转换表入口地址。而每个状态表入口处存放的是该状态的次状态数及各次状态表的入口，其中第一个次状态表紧接存放，则入口地址可由计算得到。若将控制算法作为一个子程序，则可用图５．３的框图来实现状态转移。图５．３时间变量处理框图对于各输入变量，可用中断方式输入，即任一输入变量一旦有变化，让．５３北京工业大学工程硕士学位论文其产生一次中断，在中断服务程序中将各变量读入，然后调用图５．３框图程序处理。也可采用定时查询各输入变量，～旦扫描到有变化就调用图５．３的框图处理。当转到一新状态，需清除上次状态的定时到标志，若新状态需定时，则设置新的定时常数和需定时标志，定时处理程序框图如图５．４。它既可放到定时中断程序中，也可放到查询扫描程序中。用图５．３的框图，每个状态的处理方法一样，与状态表的内容和状态的多少无关。若需增减或修改状态，只需改前面状态表中的数据而不需改程序。这种处理方法不需复杂的逻辑运算，只需简单的查表、比较、转移，程序结构清晰，执行速度快。对于输入变量多于８个，可设置多字节关键字和屏蔽字（字型或双字型）；定时变量若不只１个，也可设置多位定时标志和计时器分别计时；输出变量若多于８个，也可用多字节输出。以上这几种情况仍可按图５．３的框图处理。若进一步考虑到程序的通用性，可定义一张数据表来表示出下列内容：输入变量字节数及各字节中的有效位数，时间变量个数，输出变量字节数及各字节中的有效位数。图５．３的框图在处理时都按此数据表的格式进行，则对于任意变量的情况都不需修改程序。５．１．３．３小型ＰＬｃ实现桥车的控制通过状态表，得知桥车共有五个外部输入量，另有操作开关输入量六个，二个时间量，七个输出量，用小型ＰＬｃ也可实现这一功能，其输入输出及辅助触点如下：数字量输入点：１１１２１３１４１５１６综合报警桥牛晤行桥车在上游位置桥车在下游位置速度转换１７１８１９ＩＡＩＢ桥车操作起停信号桥车操作正反运行信号复位操作信号手动／自动操作信号提砂泵操作起停反馈信号刮泥板操作升降反馈信号．５４第５章运行与改进数字量输出点ＱｌＱ２Ｑ３Ｑ４Ｑ５Ｑ６Ｑ７驱动电机正转驱动电机反转桥车高速运行桥车低速运行刮泥板抬起信号刮泥板放下信号提砂泵起停信号根据输入输出表及状态转换表，利用梯形图就可实现桥车的ＰＬｃ控制。通过以上分析，实现桥车的控制可以有不同的方式，而状态转换表是实现控制的基础，利用分离元件进行控制是比较常规的的方法，但由于所用分离元件太多，接线复杂，而且控制箱在考虑散热及元器件布局后，尺寸较大，而且各元气件之间的联系不易体现，对于维护和修改存在一定难度。原控制箱采用了分离元件设计，其元器件近百个。因此决定用ＰＬＣ或微机对其进行改进，用微机实现顺序控制简单易行。控制算法具有通用性，与控制对象无关，改变控制对象时，不需要修改程序，只需要根据控制对象提出的任务设计出状态转换图和转换表，比用梯形图进行逻辑设计更为简单方便，但由于此方法不具有通用性和重复性，无操作接口，因此无法在线修改参数，而且状态或时间参数改变后都必须对程序从新进行编译因此使用小型ＰＬｃ对原控制进行改进成为首选。在改进中，选用的ＰＬｃ有十六路继电其输入，八路输出，此ＰＬｃ具有显示单元和操作按钮，可在线进行编程和修改，操作员也可进行参数修订，因此对于调试及运行非常方便。改进后的控制，经现场运行证明性能可靠系统，维护方便。５．２用棚ｏｄｂｕｓ通讯总线实现电量的监测５．２．１现场总线简介随着自动化技术的不断发展，通讯技术也成为工业控制系统领域最具活力的一部分，并取得了巨大的进步，其最为成功的就是现场总线技术的应用和发展，以及工业以太网技术进入工业自动化领域，它满足了系统可靠性和灵活性的要求。常规的模拟控制采用４～２０ｍＡ电流或Ｏ～ｌＯｖ电压信号作为输入信号，其特点是实时性好，无需考虑由于采样时间和通信时间对系统性能产生的影响。对于计算机控制系统，由于其具有各种数字通信接口，首选的当然是无需．５５．北京工业大学工程硕士学位论文Ａ／Ｄ转换的直接数字控制。由于各种应用场合的复杂情况及实际需要，通常上位机与下位机的安装距离较远，因此必须由一定的通信协议，将二进制信号转化为控制信号来协调上、下位机工作。从控制角度来说，由于采样时间的影响，数字控制可能有别于模拟量的控制，而产生一些不利因素。但在一定的采样周期内，其性能不受影响。因此数字控制已广泛地应用于各种计算机控制中。在这种数字控制系统中，通信成为信息交换与控制的关键。不仅要求速度高而且要求可靠性好。通信介质根据控制需要可采用铜缆、光纤、无线电波、红外线、激光束等。通信方式可用并行或串行方式，并行方式一次可传送一个或多字节，因此传送速度快，占用系统时间少。但其通信线多，不仅成本高，而最重要的是，受传输距离的制约，不适合工业现场应用。串行通信是工业现场常采用的一种方式，如采用Ｒｓ—４８５接口，不仅具有较强的抗干扰能力，而且只需一对双绞线，便可实现较远距离的通信，节约了硬件投入，但其一次只能传送一位，且受波特率，通信速度较并行通信慢得多。因此时间因素是串行通信应着重考虑的。在较高的波特率下，串行通信是计算机控制的首选。与通信总线形式相比，点对点连接方式，其有以下缺点：Ａ．提供信息数量有限，集成能力不高。控制站获取的管理信息有限，大量的数据如设备参数，故障及故障记录等数据很难得到，难以实现设备之间及系统与外界间的互操作性和互换性。Ｂ．系统开放性差，不同厂家缺乏互换性。Ｃ．成本高，大量Ｉ／０电缆的铺设施工，不仅增加了成本，也增加了系统的不可靠性。Ｄ．可维护性差，由于现场设备信息不全，在线故障诊断，报警，记录功能不强，很难完成设备的远程参数设定，修改等，影响了系统的可维护性，另外，由于连接线过多，也为维护带来了困难。而且随着设备及电气生产厂家的自动化水平的提高，其产品都带有附加的通信功能，也为控制系统与设备的数据交换提供了可能。５．２．２数据总线通信格式在前～节已经讨论过，在设备层运用总线的优点，总线是一种串行总线结构，其基本数据帧格式如下。Ｉ报头Ｉ地址ｆ请求类型Ｊ数据．５６．Ｉ校验和ｆ报文结束Ｉ第５章运行与改进在串行通信中，不论数据类型如何，它们都以帧的形式进行传输，每一帧都由帧头、站地址、帧格式、数据块、帧尾及校验和构成。所有信息均以二进制码或ＡＳｃＩＩ码传送，其信息控制元素可以包括以下专用字符：注解元素ＨＥｘ一码ＡＳＣＩＩ一字符０２ＨＣＴＪｕ—ＢＳＴＸ正文开始ＥＴＸＥＯＴＣＴＲＬ—Ｃ０３ＨＪ下文结束发送信息头ＣＴＲＬ—ＤＣＴＲＬ—ＥＣＴＲＩ．＿－Ｆ０４Ｈ０５Ｈ０６ＨＥＮＱＡＣＫＮＡＫ通信请求接收正确校验和错ＣＴＲＬ—＿Ｕ１５Ｈ以上控制元素均作为帧信息的前缀，用于从机对接受信息进行判断处理。在控制中涉及多种类型的数据，如启、停命令，运行参数，频率设定值，电压电流值等。表中第一行给出了组成帧的基本元素，如ＥＯＴ为帧头，ＡＤＤＲ为站地址，Ｄ加渔为数据块，ＥＴｘ为帧尾，……。帧头和帧尾用以标识传送开始和结束，以分开两条不同的帧信息，以免接收不完整的信息。站地址也是必不可少的，保证工作中的每一台从机都能接收到相对于自己的信息，并及时向主机返回信息。有时，主机要向所有从机发送相同命令，如启动命令（ＳＴＡＲＴ）。这时不必向每台从机分别发送，而可采用广播方式，把一条信息同时发给所有从机。实际上广播方式就是给出一个特殊的站地址，它不同于所有站地址的值（具体由通信协议规定）。但对于较重要的控制信息，应尽量避免采用广播方式，主要由于这种通信方式从机无回执信号，易使系统出现失控。当主机按规定的通信格式发出信息后，从机是如何响应的呢？以向变频器写入频率设定值为例说明响应过程。当变频器接收到主机发出的信息后，变频器将对接收的数据进行校验，并作出相应的回答，如数据正确，将回答ＡＣＫ；如校验和错误，则回答ＮＡＫ。主机根据回答信息可以判断发送是否成功。５．２．３Ｍｏｄｕｂｕｓ实现电量监测和变频器控制全厂电力测量包括高压电力计量和低压电量计量，其中高压部分包括进线相电压，相电流，全厂有功功率，无功功率及电度。低压包括各主要电气设备的电压，电流和功耗。由于全厂电量监控点较多，而且分部较广，因此单独布线不仅增加了工程量，而且对于资源也是浪费，因为所选用的电气元件具有通讯功能，因此可以利用其本身的功能，不仅可以获得更完整的信息，而且节省了大量的布线。原设计采用了点对点的连接，全厂的电量监测量大约为８０个数字量，２０个模拟量，需要２个６４路ＤＩ，２个１６路ＡＪ，不仅占用大量有限．５７北京工业大学工程硕士学位论文资源，而且信息无法满足监测的需要。在改进中，决定采用总线通讯方式，用双绞线来取代大量的点对点接线工作，而且通过数据交换，可以得到更详尽的信息。但是由于目前总线没有统一和的标准，各厂家都有不同的总线标准，因此给总线的应用带来了一定的难度。本控制系统采用罗克韦尔公司的ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ５５５０ＰＬＣ作为工作站，而所用电气元件采用施耐得公司的产品，两者采用不同的通信协议，给通信造成了一定困难。解决方案有两种，一是寻找中间厂商的产品，实现不同协议的转换，二是直接运用Ｒｓ４８５通信接口，对ＰＬｃ进行编程实现通信功能，由于第二种方式需要对两种通信协议都有较深的认识，且由于ＰＬＣ编程不同于通用的微机程序，因此程序的通用性及可读性较差。决定采用第一种方案，采用了Ｐｒｏｓｏｆ【公司的产品实现了不同总线协议的通信。该产品可实现两种不同协议的无缝连接。此模块可直接插入ＡＢ公司ＰＬｃ的机架，并通过配置完成ＭｏｄＢｕｓ的通信功能与ＰＬｃ的处理器模块进行数据交换。ＭｏｄＢｕｓ协议为主／从式总线结构，有ＲＴｕ和ＡＳＣＩＩ两种模式，其具体配置如下：协议：Ｒ！ｎＪ或ＡＳＣＩＩ波特率：１ｌＯ—１１５２００校验位：奇校验，偶校验，无数据位：５—８位停止位：ｌ—２位ＲＴｕ模式和ＡＳｃＩＩ模式的区别一是在于ＲＴｕ模式为二进制码传送，ＡｓｃＩＩ模式为ＡｓＣⅡ码传送。其次两者的帧格式不相同。ＲＴＵ模式：ｆ站地址ＡＳＣＩＩ模式：ｌ命令请求Ｉ数据ｆ循环冗余校验ｌ当上匆爵１蔟五两臻拓下■——＿Ｌ——１—————上——一Ａ．初始化硬件一初始化Ｃｏｎ昀ｌＬｏｇｉｘ驱动器。一测试Ｒ怂Ｉ并清零。一初始化串行通信口。Ｂ．等待ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ处理器的配制命令。．５８．第５章运行与改进Ｃ．初始化模块寄存器Ｄ．打开驱动端口。以上工作完成后，模块就可与其它节点进行通信。在实际中，由于设计并未考虑使用变频器控制水泵，以使进水流量及液位达到稳定，当水量变化较大时，影响了后续工艺的正常工作。因此决定对六台进水泵（实际中五台参与运行，一台热备用）加一个变频器控制，其液位控制过程如下；ＶｍａｘｌＶｍａｘ２Ｖｍａｘ３ｆ｜。｜７Ｖｍｉｎ３Ｖｍｉｌｌ２｝／｜Ｖｍｉｎｌ．｜７／Ｌｅｖｅｌ２／Ｌｅｖｅｌ３ｌ台变频泵＋２固定泵ｌ台变频泵＋５固定泵ＬｅｖｅＩｌｌ台变频泵ｌ台变频泵＋ｌ固定豸图５．４变频器液位控制图在这里仅画出三台作出说明，设定了六个液位门限值Ｌｅｖｅｌｌ一Ｌｅｖｅｌ６，当实测液位ＬＳＬ０１＜Ｌｅｖｅｌｌ时，启动一台变频泵，其频率计算为：泵速；（Ｖｍａｘｌ－Ｖｍｉｎｌ）／（Ｌｅｖｅｌｌ—１ｅｖｅｌｌｎｉｎ）＋ＬＳＬ０１当实测液位ＬＳＬ０１＞Ｌｃｖｃｌｌ时，启动一台变频泵和一台固定泵，其频率计算为：泵速＝（Ｖｍａ）【２－Ｖｍｉｎ２）／（Ｌｅｖｅｌ２—１“ｅ１１）牛ＬＳＬ０１当实测液位ＬＳＬ０１＞Ｌｅｖｅｌ２时，启动一台变频泵和两台固定泵，其频率计算为：泵速；（Ｖｍａｘ３一Ｖｍｉｎ３）／（Ｌｅｖｅｌ３－１ｅｖｅｌ２）。ＬＳＬ０ｌ以此类推，得到不同液位的泵速计算公式。而流量控制可利用ＰＬｃ的ＰＩＤ控制模块，根据设定流量对变频泵进行控制，达到进水液位或流量的稳定。而．５９．北京工啦大学工程硕士学位论文由子聚ｐ毛ｃ工俸蘩没有ＡＯ模羧量输出模块，鬻蠢鼗擎蕊…模块，其髑甭率又太低，因此就不能利用常规的４—２０ｍＡ模拟辫信号去控制变频器，采用的变频器具有ＭｏｄＢｕｓ通信功能，而Ｍｏｄｂｕｓ总线可挂３１个从机，因此可给变频器分配一令建敷，不仪解决了交频器豹数字控裁，蕊虽由予实瑷了总线通信，在不增加接线的情况下，可以获得设备的大量运行参数。为排除由于随机干扰造成的差错，本系统采用灌发数据的方法来排除差镑。具体方法是：警交籁器运两校验稻链误（ＮＡＫ），羹｜ｌ圭枫可重发三次，若三次均出错，则判定为硬件故障，提示用户检修。在传输数据时，还可能因某种原因，如变频器末通电线突然掉电婷情况，造成主梳接收不笺遨匿傣号甭持久等待，嚣魏程程穿中必须有通信超辩羲断，以免程膨陷入死循环，保涯系缆正常运行。图５．５ＰＬＣ通信处理穰序框图－６０．结论结论该污水处理厂的全厂控制系统，采用三级网络结构，充分利用了网络、ｃＲＴ等技术。设定参数控制即可由现场ＰＬＣ工作站控制单独完成，又可由上位Ｐｃ机实现设定及监控，符合当前控制集中，危险分散的需求。此外，污水处理厂由于其工艺过程相对于石化，冶金等系统来说模拟控制量较少，大多为数字量控制，对于实时数据采集和控制要求较低，有技术资料表明，当污水处理厂的规模在六十万吨以下时，采用ＰＬｃ加上位机的控制方式较为经济，而且其运行可靠，系统组成结构清晰，维护简单。因此，ＰＬＣ控制系统在现有的污水处理厂得到了广泛的应用。由于网络技术的发展，现有的ＰＬｃ系统都带有标准的工业以太网卡和工业总线卡，现场级采用各种工业总线提高通信可靠性，管理级采用高速ＥＴＨＥＲＮＥＴ网络连接，因此ＰＬｃ与上位机及ＰＬｃ之间可实现大量的数据交换，为以后的功能扩展提供了接口，这种分布式体系结构不仅可以实现设备的分层分级管理，还可以降低系统的复杂性。小到工艺流程的阶段优化控制，大到全厂的控制系统的决策控制都可借助于网络技术实现。单元工艺控制器应用，采用单元工艺控制器实现对特定工艺单元的检测和控制，如智能加药优化控制、除磷优化控制、污泥脱水控制、曝气控制等等。这些控制器可以工作，采集本地的信息，以图形的方式显示当前的运行状态，结合最优的控制算法和不断调整的控制策略进行控制。同时，将采集和处理的信息传递到管理计算机系统，也可以从管理计算机网络得到其他信息，作为该控制器分析和控制的补充。该方式有利于污水处理厂不断提高自身的技术水平，也有利于对单元工艺控制的不断升级和发展而不影响整个污水处理厂自控系统的正常工作。运行决策支持网络通过ＩＮＴＥ鼢咂Ｔ网络或其他网络连接到运行决策支持网站，新的更智能化的辅助分析工具和软件将进行更完整的分析，对于重大问题，污水处理运行专家可以直接在网上进行诊断和分析。目前该污水处理厂自控系统减轻了人工操作的复杂程度，在一定程度上保６１．北京工业大学工程硕士学位论文证了污水处理厂的稳定运行，满足污水处理自动控制高可靠性的要求；逐步实施污水处理厂单元智能控制，从每个单元运行上逐步实现节能降耗；基于全厂规模使用运行决策支持系统，保证污水处理厂的运行故障解决和预防，实现全厂优化运行；有助于构造多个污水处理厂的区域或流域的网络系统，提高综合决策和管理水平；借助于人工智能和计算机技术将自动控制、人工智能和系统科学中一些相关学科分支结合起来，建立了一种适用于复杂系统的控制理论与技术。随着污水处理要求的不断提高（如对氮磷的要求，对其他有毒有害物质的要求），新型工艺不断采用。分析表明，将来的发展趋势是良好的工艺技术和自控手段的有机融合是新型工艺的重要发展方向；污水处理过程，特别是生物处理过程，具有一些鲜明的特点：时变性：进水的水量，水质都会随时间变化。非线性；活性污泥系统经常运行在非线性的状态，微生物的生长等都可以用类似Ｍｏｎｏｄ方程的形式表达。过程的复杂性：活性污泥过程中发生的反应多，并会随运行条件的变化而变化。污水处理过程缺乏完整的数学模型，控制依赖于经验知识，对活性污泥系统中生物反应过程需要更深入更全面的理解。自动控制就是要尽量减少水处理过程中外界和内部变化及扰动的影响，使处理设备运行稳定，更进一步说是使处理设施在局部或整体的范围实现一定程度的优化，从而实现系统优化运行，提高资源利用效率。自控系统必须能捕捉进水的水质水量变化及其引起的其它参数的变化，并作出相应的反应；控制程序必须能够适应生物处理的非线性表达。简单的线性程序控制（ＰＬｃ控制）已不能满足要求，污水处理对于能描述和控制污水处理过程基于模型的前馈控制系统（ＭＰｃ）的需求越来越迫切。用类似于人的智慧和经验，采用定量方法和定性方法相结合的方式来引导求解过程。智能系统注重于任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库与推理机的开发，其核心在高层控制，通过对实际环境或过程进行组织、决策和规划，以实现问题的求解。基于规则的专家系统是目前专家系统的主流，它使用经验性知识，依靠定性推理的方法对污水处理厂运行中的故障进行诊断和解决，对提高污水处理厂的运行水平有很大帮助。应用计算机模拟软件对污水处理厂的实际运行情况进行模拟研究，为污．６２结论水处理厂运行人员提供了一种对污水处理系统进行试验、验证控制策略和预测处理效果的简单、快速、安全的方法。专家系统与动态模型的结合，形成了由专家系统完成污水处理厂运行状况分析和控制策略选择，由动态模型通过数值模拟计算进行控制策略验证和影响分析的全过程服务，实现了污水处理厂运行决策支持整体工作的计算机化，能够为污水处理厂的运行提供良好的帮助。由于课题的研究开发时间，工作还很不全面，对于设备在现场运行的情况和用户的具体要求考虑难以周全，如为了节约能源，鼓风机还可实现优化控制。但本课题最主要的目的是为以后的污水处理厂的设计和实际应用给出了一定的解决方法，此控制系统在实际中已运行，其性能可靠，满足工艺控制的要求。．６３北京工业大学工程硕士学位论文参考文献朱善君等，“可编程控制系统原理．应用．维护＂，北京，清华大学出版社，１９７２年；武培达，焦振学等，“电气控制技术＂，北京，北京工业学院出版社，１９８７年；阎石。“数字电子技术基础”，第３板，北京，高等教育出版社，１９８９年，２３６—３１０页［４］ＰＬ７Ｃｏ衄ｕＩｌｉｃａｔｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ＳｐｅｃｉｆｉｃＦｕｎｃｔｉｏｎｓ．ＳｃｈｎｅｉｄｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＧＩｎｂＨ．，Ｊｕｌｙ１９９８．［５】杨向平，涂兆林，王洪臣主编。城市污水处理厂运行控制与维护管理。科学出版社，１９９７。［６］徐良贤，张声坚等译。计算机网络与互联网。电子工业出版社，１９９８。［７］Ａｌｉｖａｒ６６ｓｐｅｅｄｃｏｎ仃０ｌｌｅｒｓｐｒ０铲ａｍｍｉｎｇｍａｎｕａｌ，ＧｍｕｐｅＳｃｌｌｌｌｅｉｄｅｒ．，Ｊｕｌｙ１９９９．ｍｏｄｂｕｓＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ／ＤｅｂｕｇｇｅｒＰｏｎＵｓｅｒｓｉｎｔｅｒ‰ｅｍｏｄｕｌｅＧｕｉｄｅ，Ｐｒ０Ｓｏｆ【Ｔｂｃｌｌｌｌｏｌｏ鼢Ｉｎｃ．Ｊ锄ｕａⅨ２０００．［８】ＭⅥ５６－ＭＣＭ［９】Ｍｏｄｂｕｓｃｏｍｍｌｌｌｌｉｃａｔｉｏｎ叩ｔｉｏｎｆｏｒＭｉｃｒｏｌｏｇｉｃＡ，ＰｏｒＨ，ＳｃｌｌＩｌｅｉｄｅｒ＇Ｅｌｅ埘ｃ．２００１【１０】Ｒｓｖｉ州３２ＧｅｔｔｉｎｇＲｅｓｕｌｔｓＧｕｉｌｄ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０００．［１１】ＲｓＮｅｔｗｏｒｋｓＧｅｔｔｉｎｇＲｅｓｕｌｔｓＧｕｉｌｄ，ＲｏｃｋｗｅＵＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０００【１２］ＲｓｌｉｎｘＧ甜ｉｎｇＲｅｓｕｌｔｓＧｕｉｌｄ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０００［１３】黜ｌｏ垂ｘ５０００ＧｅｔｔｉｎｇＲｅｓｕｌｔｓＧｕｉｌｄ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０００【１４】２００１全国水处理自动化技术研讨会论文集，上海，２００１，１０。［１５】郭凤文，水工业自动化控制技术的发展趋势。《中国给水排水》。２００１。３［１６】常弘等，现场总线中三种基本通信模式分析。《电工技术杂志》。２００１，６［１７１江秀汉等，计算机控制原理及应用。西安电子科技大学出版社。１９９９。【１８］朱善君等，可编程序控制系统工程原理应用维护，清华大学出版社，１９９２【１９】徐用懋．工业控制计算机的现状与发展．中国计算机用户，１９９４。【２０】王常力．集散控制系统的现状与应用．中国计算机用户，１９９８。［２１】罗安．ＤＣＳ的过去、现在和未来．自动化博览，１９９８。【２２］王常力．工业控制计算机的现状与发展．自动化博览，２００１。［２３】黄步余．分散控制系统在工业中的应用．北京：中国石化出版社，１９９４。［２４】张颖等．现场总线与工业企业网．微计算机信息，１９９８。．６４参考文献【２５】齐从谦编，ＰＬｃ技术及应用。机械工业出版社，２００１。［２６】孙增忻等，智能控制理论与技术。清华大学出版社，１９９７。［２７】王燕生等，可编程序控制器及其应用，机械工业出版社，２００１。［２８】唐宝玉等，实用污水处理厂网络监控系统。《电气自动化》，２０００，５。［２９】孙同井等，可编程序控制器应用基础，山东科技出版社，１９９６。［３０］于海生等，微型计算机控制技术，清华大学出版社，１９９９。［３１】１７５６一ＯＦ８ｈｌｓｔａｌｌａｔｉｏｎＩｎｓｍｌｃｔｉｏｎＭａｎｕａｌ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００ｌＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎＩｎｓｔｍｃｔｉｏｎＭａｎｕａｌ，ＲｏｃｋｗｅＵＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００１［３２】．１７５６～ｏＢ３２［３３】１７５６－～ＩＢ３２ＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎＩｎｓ由ｍｃｔｉｏｎＭａｎｕａｌ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００ｌ【３４］１７５６—ｏＢｌ６ＥＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎＩｎｓｔｍｃｔｉｏｎＭａｌｌｕａｌ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００ｌ【３５】１７５６．～ＩＦ８ｍｓｔａｌｌａｔｉｏｎＩｎｓ蚋ＪｃｔｉｏｎＭａＩｌｕａｌ，ＲｏｃｋｗｅｌｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２００１【３６】Ａ１ｔｉＳｔａｎ４６ｕｓｅｒｍａＩｌｕａｌ，Ｇｒｏｕｐｅｓｃｌｌｌｌｅｉｄｅｒ，２００２［３７】李大友编，计算机网络，清华大学出版社，１９９８［３８Ｊ李士勇编，模糊控制神经控制和智能控制论，哈尔滨工业大学出版社，１９９６［３９】李嘉等，引入以太网技术是现场总线技术发展的必然趋势，《自动化仪表》，２００１，１１［４０】钟才杰，一种新型污水治理工程监控系统，《计算机学术论文》，２０００。６５．北京工业大学工程硕士学位论文致谢此论文写作经过了几个月的时间，但鉴于自己的水平有限，对问题认识和分析还很肤浅，尤其对国外污水处理管理和研究的最新动态了解不够，论文中有许多不足和不尽人意的地方，希望能得到各位老师、专家和有关人员的批评指正。在论文的开题、资料收集和写作过程中，一直得到我的导师李建更老师的精心指导和热心帮助，对论文进行了认真的审查和修改，在此向表示衷心的感谢。同时还要感谢北京工业大学计算机学院的领导和老师，感谢为我们讲课、服务的每一位老师。此论文还得到了北京城市排水集团总工、专家王洪臣同志及高工陈东升同志、谢继荣工程师的大力帮助，在此表示衷心地感谢。６６．