西门子模块6ES223-1HF22-0XA8原装代理
由于污水处理的环境恶劣且一些工艺参数要求严格，在人工操作时，会因操作人员的错误判断而影响处理效果，甚至造成不可挽回的损失。在该工程中，我们设计了PLC自动控制系统，实现了污水处理过程的自动控制，工艺过程的操作和工艺参数显示均通过触摸屏实现，工作人员通过触摸屏设置好必要的参数后，只需监控处理过程，进行一些必要的干预。
2污水处理工艺流程简介
电厂含油废水是由离心分离机脱水及维修设备时产生，废水的酸碱度变化大，水质的含油量变化大，乳化程度高，一般的处理系统受各种因素影响比较大(水量、含油量、酸碱度)，造成各项排放指标超标(电厂废水排放标准COD≤100ppm.SS≤70ppm,含油率≤5ppm)。以下介绍一种新型的处理工艺，其流程如图1所示。
废水的处理过程:前级采用旋流分离器对含油废水进行预处理，它利用两种不相溶液体的比重差，在压差的条件下，产生高速旋转，使得密度高的水抛出，密度小的油溢出，实现油水的高效分离，它相对于自然重力沉降平流隔油高效得多，离心分离后能有效地除去大部分的浮重油，降低次级负荷(降低加药量)，次级采用竖流沉淀池进行破乳、絮凝沉淀，在竖流沉淀加药池的混凝方式是加药方向与被处理的废水相对流，保证充分、快速混凝。为配合发挥药物的佳功效，采用特殊的控制方式响应系统各种因素的变化，通过絮凝沉淀完成对石油及SS的有效处理，后级采用氧化-过滤器对COD进行有效降解。系统的COD主要由维修分厂的废水产生，成分主要为芳烃族类，氧化—过滤器通过撞击流的方式，利用气水高速相撞，改变芳烃族类的理化特性，从而降解系统的COD。废水经过以上工艺处理后环保考核的主要三项指标COD、SS、含油率达到了国家一级排放标准(COD≤100ppm.SS≤70ppm,含油率≤5ppm)。
3PLC控制系统结构
3.1硬件结构
自控系统分为两级:上位监视级和下位控制级，如图2所示。监视级由一台日本Hakko公司的V606i型触摸屏和一台打印机组成，实现现场工作状态的同步监视，并可随时打印现场的运行数据。控制级由一台S7-200CPU224 型可编程逻辑控制器(PLC)及一个模拟量采集模块EM 235、一个I/O扩展模块EM223和触摸屏组成。其中，PLC用于liuliang采集、1＃、3＃计量泵的输出信号处理和反洗水泵、搅拌泵、空压机、抽水泵的控制;EM235用于PH计的信号输入和2＃计量泵的输出信号处理;EM223用于水位信号采集和漩流分离器、撞击流装置的控制;触摸屏除了提供监视功能，也具有控制功能，可通过它设定参数及实现对每个系统设备的单独控制。触摸屏和PLC之间通过RS-442/485转换线通信。
3.2软件构成
S7-200型PLC的组态编程采用STEP7软件，该软件基于WIN32或以上版本，具有在PC上对S7-200控制系统进行常规配置、程序编辑、编译及反编译、监控和在线命令等功能。V606i型触摸屏的编程采用V-SFT软件设计，这是HAKKO公司V6系列触摸屏用户画面的专用软件。它运行于bbbbbbs95/98/NT操作系统，仅需指定PLC的型号，当向V6下载画面数据时，对应的PLC通讯程序就会自动下载到V6中，两者之间的兼容不存在任何问题。
4PLC控制系统的功能
为tigao处理效率，减轻工人的劳动强度，保证设备正常运行，PLC控制系统具有生产过程自动控制、在线监视、故障显示报警、生成报表等基本功能。
4.1生产过程自动控制
本控制系统的检测仪表为多种类、在线连续检测，其中包括液位、liuliang、pH值的测量和控制。pH计测量的4～20mA信号和liuliang计的脉冲信号输入PLC，经程序运算处理后传输至触摸屏监视和打印，并通过程序里的公式运算，分别输出高速脉冲和4～20mA信号至两个计量泵，进行污水的絮凝剂PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙稀酰胺)的自动调节。检测仪表的控制信号(液位上下限)送至PLC参与系统的逻辑控制。主要控制回路介绍如下:
含油废水一般是中性的，pH值在6～8之间，但当维修车间清洗时，废水将带有碱性，如果pH值超过9，将会对废水的絮凝效果产生影响，要加酸中和，将污水的pH值调节至6.5～7.5。PAC和PAM的加入也必须按一定的顺序和比例，才能达到好的絮凝效果。
影响污水处理效果的主要调节回路有污水加酸中pH值的控制和PAC、PAM加入量的控制，现分别加以详细说明。
(1)污水的pH值调节
我们选用了一台台湾JENCO公司生产的3675型工业式酸度/氧化还原测试仪对pH进行控制。这种控制器除实现pH值检测外，还具备两组开关控制输出(上下限报警)和pH值讯号输出(4~20mA)。我们可通过控制器设定pH值的上下限，将两组开关控制信号输出至PLC，通过程序运算，输出信号，控制3＃计量泵的开停。也可以通过触摸屏上设计的按钮，直接控制3＃计量泵，实现pH值的手动调节。pH值讯号(4~20mA)输出至PLC，经程序换算为数值在触摸屏上显示。
(2)PAC、PAM加入量的控制
由于选用的是日本TACMINA公司的PZi4型计量泵，它可以接收模拟量或脉冲量信号控制，我们将涡轮liuliang计的脉冲信号输入PLC，通过程序内高速计数器计算脉冲数和公式换算,得出PAC、PAM的加药量，再通过程序进行数模转换，由PLC和扩展模块分别输出脉冲信号和模拟量信号来控制1＃、2＃计量泵，使PAC、PAM可以随着liuliang的连续变化而变化，从而使污水处理效果稳定、高效。通过触摸屏可以设定相关参数，或通过界面上内置的高值、中值、低值三个按钮方便快捷地改变参数，还可以在触摸屏上直接输入加药量，对系统进行调控，实现加药量的手动调节。加药量经程序换算为数值在触摸屏上显示。
4.2在线监视、报警功能
对系统运行参数、水位状态、设备状态、各种越限报警信号，进行实时监测、处理、记录和显示。
(1)工艺图的切换
PLC和触摸屏的程序开发时，在触摸屏的屏幕上可以显示动态的工艺流程图和8个子界面，在这些界面上可以显示现场设备的运行状况、仪表检测数据，以及某些工艺参数的变化趋势、历史记录。操作人员可以直接在触摸屏上了解处理系统的运行状态，并且可以随时切换每个界面，调整工艺参数和对自控系统进行干预。
(2)工作流程的自动监控
现场操作人员可在触摸屏上设置各项参数，操作水泵、设备，实现流程的监视、选择流程的启动和停止。触摸屏程序组态了扇形图和柱状图显示liuliang和pH值数据，并将数据记录在历史趋势图中，以更直观地观测生产数据和分析运行过程。
(3)越限报警
控制系统对生产中出现的负载故障和控制参数越限(如pH值超过上限)有声光报警功能，以引起操作人员注意，及时采取措施排除故障，从而使生产恢复正常。
4.3报表功能
为将污水处理情况记录下来，可根据需要由操作人员通过触摸屏的打印输出功能，将里面的一些重要检测数据和历史趋势图打印出来。
5 结束语
从近一年的运行情况来看，该控制系统完全满足电厂污水处理工艺的要求，tigao了处理效率，降低了工人的劳动强度和运行成本，体现了污水处理站的现代化水平，具有和工艺成套应用及推广的价值。
PLC（可编程逻辑控制器）由于其可靠性高、功能强、可扩展性好等特点，而被广泛应用于油气田各类生产监控系统中。在海上天然气平台的生产过程中，被处理介质往往是高温高压、易燃易爆的气体或液体，故生产安全性问题尤为突出。在这种情况下，须将控制生产处理流程的生产控制系统与专职实现保护功能的设施保护系统分开设计与安装。这样，就确保了当生产控制系统出现掉电、系统失控等故障时，设施保护系统仍能将泵、压缩机、压力容器等生产设备切换到安全状态，从而实现生产设施的安全保护。
2系统结构
由于设施保护系统运行在现场，各种电磁干扰大，工作环境恶劣，选用抗干扰能力强的PLC作为系统控制主体。系统由主从处理器、远程I/O以及人机界面等构成。系统框图如图1所示。
由于I/O点数较多、数据处理量大，故在美国A-B公司的PLC5系列处理器中选用处理容量较大的PLC5/40处理挨。考虑到设施保护系统本身负责生产处理设备的安全保护功能，其自身可靠性非常重要，将处理器部分设计为冗余配置。两台处理通过DH+通信同步工作，但只有主处理器从远程I/O中读写数据。当主处理器发生故障时，从处理器立即接管远程I/O，升级为主处理器。
远程I/O部分选用A-B公司的1771远程I/O适配器。该适配器通过A-B公司的DH+数据总线与主处理器通讯，并刷新各输入/输出模块的I/O点状态。与远程I/O相连的现场设备，不仅包括各类传感器、执行器，还包括一些分散在现场的本地控制器，例如仪表气空压缩机控制器、干气压透平压缩机控制器，均为PLC5系列可编程控制器。考虑到设施保护系统对通信的高可靠性与实时性的要求，这些现场本地控制器不采用串行方式与设施保护系统通信，而使用0/24V开关信号直接受设施保护系统的控制。
人机界面，则由美国费舍尔-罗斯蒙特（Fisher-Rosemount）公司的RS3集散控制系统完成。该集散控制系统既是设施保护系统的人机界面，又是控制处理流程的生产控制系统。出于安全性方面的考虑，生产控制系统不对设施保护系统进行任何控制，仅对设施保系统监视。
为了达到企业管理和生产自动化的紧密结合，系统报表功能由一台与企业局域网相连的报表服务器完成。该服务器定时从生产控制系统与设施保护系统中读取数据，并将数据存入数据库，再自动调用LotusNotes，将生产数据以电子邮件的形式投送到生产经理、生产监督等管理人员的电子信箱中。
3设施保护功能的实现
为了达到保护生产设备的目的，需要通过梯形图程序对设备参数进判断并产生相应的关停指令。关停指令共有四种级别，依次是：FireESD（Fire Emergency Shut Down，火警紧急关停）、ESD（Emergency ShutDown紧急关停）、PSD（Process Shut Down，处理流程关停）以及USD（Unit ShutDown，生产单元关停）。
FireESD指令级别高，由火灾报警盘报告火警信号产生。其动作是，关停生产平台的一切设备，启动海水消防泵与海水喷淋系统。ESD指令由一些表示严重生产事故的信号产生，例如，检测到天然气泄漏。其动作是，除应急发电机以外，关停其他一切设备。PSD指令由一些重要设备的非正常状态产生，例如压缩机喘震，仪表气压力低等。其动作是，关停3整个生产处理流程，但保持发电机、仪表气压缩机的运行。USD则是由局部非正常生产状态产生，例如PID控制回路大幅度震荡、分离器液位高等。其动作是，关停发生故障的生产设备.
整个设施保护系统的工作过程是：PLC处理器通过远程I/O对生产设备的压力、温度、liuliang、转速等状态进行判断。一旦检测到非正常工作情况，则立即将生产设备进行全部或局部关停，通过人机界面向操作员报警。
除了由传感器检测到的非正常生产状态可产生关停止指令以外，设施保护系统提供了手动按钮用以产生手动关停止指令。手动按钮散布在生产区各处，由操作人员根据具体事故情况决定是否发出关停指令。
设施保护系统还提供了旁通（Bypass）功能。当维修人员对传感器进行检测或维修时，为了防止设施保护系统产生误动作，需要在梯形图程序中设置旁通位，以便将被维护仪表产生的误关停信号进暂时屏蔽处理。
整个关停过程的程序流程图如图2所示。
4PLC的软件编程
A-B PLC5/40处理器随机提供6200系列编程软件，但在实际编程中采用了Rockwell软件公司的Logic5软件对PLC进行编程。Logic5是基于bbbbbbs的应用程序，相对于6200编程软件具有直观、易用、功能强大的特点。该软件运行于PC机上，通过RS232串行口对PLC进行编程。由于程序复杂，故将程序分为若干个子程序进行编程。这些子程序块依次是，加电初始化模块、主从处理器同步模块、人机界面通信模块、模拟量高/低报警判断模块、FireESD/ESD/PSD/USD信号产生模块以及关停动作执行模块。经后来的系统调试实践证明，这种模块化的编程方式对安装调试提供了很大的方便，具体程序流程图如图3所示。
5人机界面功能的实现
人机界面由RS3DCS与报表服务器组成。
由于RS3DCS提供了与PLC 5系列处理器通信的子模块，故人机界面与PLC 5处理器的通信设置相对较为简单。只需将RS3DCS的控制块设置为PLC BLOCK，并将PLC型号设置为AB PLC 5即可建立与PLC的通信。通信建立后，便可在RS3DCS的流程画面、历史曲线以及报警设置等组态画面中引用PLC处理中的变量。借助RS3DCS强大的组态功能，可方便地实现对设施保护系统状态的监视与跟踪。
RS3DCS提供了简单的报表功能，但相对生产管理信息系统的要求还有很大的距离。在RS3DCS原有报表功能上重新开发了报表生成系统。报表服务器的报表软件，采用VisualBasic进行编程。该程序共分为三部分，依次是，数据通信部分、数据库读写部分以及报表生成部分。程序使用串行口通信控件从RS3DCS中读取数据，并通过ODBC使用SQL语言对数据库进行读写操作，后再调用Lotus Notesbbbbbb生成电子邮件格式的报表，并通过局域网将报表传递到生产管理者的信箱中。
6结束语
该系统在应用实施后运行良好，并经多次突发性事故证明了已达到保护生产设备的要求，从而确保了安全生产，降低了生产成本。系统的报表系统自运行以来为企业的管理信息系统提供了大量的生产数据，达到了为操作与管理人员提供及时、可靠的数据的要求。
、编程方式
所有的A-BPLC（Micrologix1000, SLC500,PLC-5和Controllogix）都支持梯形图的编程方式，而大多数PLC-5系列处理器（增强型以上系列）还支持结构文本及顺序功能图两种编程方式。
1、梯形图
梯形图是一种典型，也是基本的编程方式，它采用图形语言，沿用了继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，并增加了一些继电接触控制没有的符号。梯形图形象、直观，对于熟悉继电器表示方式的人来说，非常容易接受，而不需要学习更深的计算机知识。这是一种为广泛的编程方式，适用于顺序逻辑控制、离散量控制、定时/计数控制等操作。
梯形图一般由多个不同的阶梯组成，每一个阶梯又可以由一个或几个输入指令及一个输出指令组成。输出指令应出现在阶梯的右边，而输入指令则出现在输出指令的左边，如图1所示。
图1
2、结构文本
结构文本类似于BASIC编程，利用它可以很方便地建立、编辑和实现复杂的算法，特别在数据处理、计算存储、决策判断、优化算法等涉及描述多种数据类型的变量应用中非常有效。对于PLC-5处理器结构文本可以支持以下结构。
赋值：赋一个整数或浮点数值给一个数据单元
非保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或当顺序功能图（SFC）的步被扫描后，这些位被清零。
保持型位赋值：赋一个二进制数给一个位单元，当处理器工作模式从编程方式到运行方式时或SFC的步被扫描后，这些位并不被清零。
IF-THEN-ELSE：有条件的执行一段程序
FOR-NEXT：重复执行一段程序
WHILE：只要输入表达式为真就重复执行一段程序
REPEAT：重复执行一段程序直至某输入表达式为真
EXIT：在处理器到达正常结束条件之前退出循环结构（REPEAT，FOR或WHILE）
CASE：根据一个数学表达式或操作数据的值有条件地执行一段程序
；；：相当于一个无操作指令NOP
梯形图功能：可调用任一梯形图程序或指令。
下面是一段利用结构文本的编程例子：
IF （T4：0．DN） THEN
TON(T4：0，，100，0)
ELSE RES（T4：0）
END-IF
3、顺序功能图SFC
SFC是一种顺序控制语言，用这种语言可以对一个控制过程进行控制，并显示该过程的状态。对于用户的应用，可将逻辑分成易于处理的步和转换来替代较长的梯形图或结构文本。SFC中的每一步对应于一个控制任务（实际上是一段为了完成某一个控制任务的程序，该程序可以是梯形图、结构文本、SFC的任一形式），用方框表示，步与步之间有转换条件（也是一段程序），通过对该条件的检测来决定处理器什么时候可始执行下一步，转换条件用水平线表示。通过显示这些步和转换条件，你可在任何时刻看到一个机器过程的状态。简单的SFC程序例子，如图2示。
图2
二、指令系统
A-BPLC具有丰富的指令系统(约有110多条指令)，不同系列的PLC所能支持的指令的种类有所区别，但一些基本指令却是大家共用的，下面主要介绍PLC-5系列可编程序控制器的指令类型。
1、继电器指令
继电器指令用于监控数据表中的位状态，如输入位或者计时器控制字的位，继电器型指令包括：
检查通（XIC）；检查断（XIO）；
输出激励（OTE）；输出锁存（OTL）；
输出解锁（OTU）；立即输入（IIN）；
立即输出（IOT）。
2、计时器/计数器指令
计时器和计数器指令用于控制基于时间和事件计数的操作，包括：
通延时计时器（TON）；断延时计时器（TOF）；
保持型计时器（RTO）；加计数（CTU）；
减计数（CTD）；计时器/计数器复位(RES)。
3、比较指令
比较指令用于比较表达式或指定比较指令的值，它包括：
比较（CMP）；等于（EQU）；
大于等于（GEQ）；大于（GRT）；
小于等于（LEQ）；小于（LES）；
极限测试（LIM）；屏蔽相等比较（MEQ）；
不等于（NEQ）。
4、计算指令
计算指令用于计算表达式或用指定的算术指令进行算术运算，它包括：
计算（CPT）；乘法（MUL）；
取反（NEG）；正弦（SIN）；
平方根（SQR）；排序（SRT）；
减法（SUB）；正切（TAN）；
反正弦（ASN）；反余弦（ACS）；
对数（LOG）；自然对数（LN）；
除法（DIV）；余弦（COS）；
清零（CLR）；平均值（AVE）；
反正切（ATN）；加法（ADD）；
标准差（STD）；X的Y次幂（XPY）。
5、逻辑指令
逻辑指令用于逻辑操作，包括：
与操作（AND）；非操作（NOT）；
或操作（OR）；异或操作（XOR）。
6、转换指令
转换指令用于整数与BCD之间的相互转换及度与弧度之间的相互转换，包括：
整数转换成BCD码（TOD）；
从BCD码转换成整数（FRD）；
弧度转换成度（DEG）；
度转换成弧度（RAD）。
7、位处理和传送指令
位处理和传送指令用于位调整和位传送，包括：
位分配（BTD）；字传送（MOV）；
屏蔽传送（MVM）。
8、文件指令
文件指令用于文件数据的运算和文件数据的比较，包括：
文件算术和逻辑指令（FAL）；
文件检索和比较指令（FSC）；
文件拷贝（COP）；
文件填入（FLL）。
9、移位指令
移位指令用于模拟部件和信息的运动或流动，包括：
位左移（BSL）；位右移（BSR）；
先入先出装入（FFL）；先入先出卸出（FFU）
后入先出装入（LFL）；后入先出卸出（LFU）。
10、程序控制指令
程序控制指令可以改变梯形图程序执行的方向，包括：
跳转（JMP）；禁止用户中断（UID）；
恒假指令（AFI）；标号（LBL）；
允许用户中断（UIE）；暂时结束（TND）；
中止（BRK）；循环（FOR，NXT）；
SFC复位（SFR）；子程序（SBR）；
跳转到子程序（JSR）；返回（RET）；
主控复位（MCR）；转换的结束（EOT）。
11、I/O信息指令
用于信息的传送，包括对本地或远程I/O框架上的块传送模块进行读写，以及处理器之间的信息传送。
块传送写（BTW）；块传送读（BTR）；
信息指令（MSG）。
还有用于控制具有连续性和重复操作特性的自动流水线上的顺序器指令（如顺序器输入SQI，顺序器输出SQO，顺序器装入SQL），用于过程控制的PID指令；用于检测用户程序的诊断指令，以及ASCⅡ指令等。大量的指令使用户在开发程序中，可以选取合适的指令，从而大大节省开发时间。
三、编程软件及编程设备
RockwellA-B各个系列的PLC都具有相应的编程软件及仿真软件。表1给出了目前广泛使用的各系列PLC相应的一些编程软件。
表1 PLC的编程软件
PLC系列 PLC-5SLC-500或Micrologix100
编程软件 PLC-5A.I.系列 SLC500 A.I.系列
RSLogix5RSLogix500
仿真软件 RSEmulute5RSEmulate500
其中A.I.系列的编程软件是基于MS-DOS的软件包，可以对相应的A-BPLC各系列处理器实现离线和在线开发、文档和报表功能，由于A.I软件使用菜单和功能键等特点，初学者易于使用，其强大的编辑和诊断工具又会为梯形图开发和故障检测节省大量的时间。帮助系统则可以帮助用户熟悉软件的特点，并提供PLC指令集的详细信息。
RSLogix5及RSLogix500是一个基于Microsoft 32 位，在bbbbbbs95或bbbbbbsNT下的软件包。它提供了用户所希望的每一种功能，如完全视窗化的友好界面、灵活易用的编辑器、点中-点击方式进入输入输出组态、强有力的数据库编辑器、诊断和排错工具和可靠的通讯等。RSLogix产品的编程方案适合于任何层次的开发人员。重要的是RSLogix产品还完全兼容于以前基于MS-DOS的Rockwell编程软件所生成的程序，从而使跨平台的程序易于转换及维护。RSLogix系列产品更适宜于现代化的编程。在起动和运行前，对所编的程序进行测试和调试是很有必要的，RSEmulate系列仿真软件包就可以用来模拟一个或多个运行的SLC500或PLC-5处理器(RSEmulate500仿真SLC500，RSEmulate5仿真PLC-5)。RSEmulate 系列仿真软件也是基于Microsoftbbbbbbs的软件包，它除了仿真SLC500，PLC-5之外还可以用于故障检测、梯形图扫描选项、串行设备模拟等，使用十分方便。
对于RockwellA-B各个系列的PLC，我们可以通过不同的通讯方式，利用不同的编程设备进行编程。常见的编程设备有个人计算机（386或以上）和A-B专用的编程器。我们可以通过编程器的串口对A-BPLC进行一对一的编程，也可以利用网络对多个PLC进行编程：例如在DH+网上对PLC-5进行编程，如图3示，在DH-485网上对SLC500进行编程，如图4示等。对于SLC500或Micrologix1000,我们还可以利用手持式编程器（HHT）进行编程。
图3
四、结束语
A-B公司生产的各系列PLC，由于支持多种编程语言