计算机控制技术课程设计-基于s7-300plc造纸中段废水处理dcs控制系统设计 33页

基于S7-300PLC的造纸中段废水处理dcs控制系统设计摘要造纸废水按产工艺主要分三部分：蒸煮黑液，中段废水，纸机网下白水。中段废水的处理是重点和难点。制浆中段废水指的是经黑液提取后的蒸煮浆料在洗涤，筛选，漂白以及打浆的过程中所派出的废水。文章针对制浆中段废水的特点特出了一套结构简单应用效果良好的中段废水好氧处理过程控制方案。废水处理采用好氧牛化处理技术，利用好氧微牛物在多氧条件下对有机物的很强大的分解功能，采用人工的控制技术从而去除造纸中段废水中的BOD、COD以及SS成分。针对中段水处理工艺要求以及好氧处理控制过程特点，采用基于S7-300PLC的DCS控制系统。结合过程控制原理，可以实现报警、监控以及先进算法自动控制的系统。该方案采用上位监控计算机和下位机PLC相结合的控制方法。上位监控计算机负责与PLC进行通讯，对整个废水处理流程进行监视和操作，并具有数据记录、故障报警、参数设置等功能。下位机PLC对现场的PH、流量、温度，液位信号及泵阀的运行情况、故障等信号进行采集，并根据预先编制的控制程序输出控制各种泵阀的指示信号,同时完成将下位机的信号传到监控计算机内以接受监控计算机指令。关键词：PLC,中段水，好氧处理，控制系统n摘要I1绪论11.1引言11.2国内外发展状况22中段水处理方案选定33中段水好氧处理的自动控制33.1控制工艺流程33.2液位控制设计43.3进反应器废水温度控制53.4PH控制单元设计63.5营养物质投加控制84硬件部分设计94.1PLC控制系统设计原则和设计步骤94.2控制总体要求104.3PLC选型及传感器的连接114.4系统硬件配置174.5硬件连接图174.5.1电气控制A柜.774.5.2电气控制B柜.214.5.2电气控制C柜215PLC控制程序部分设计215.1STEP7软件的设计步骤215.2程序总体设计方案22总结27参考文献27n1绪论1.1引言水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是牛产环境的重要控制性要素。水资源的可持续运用是经济社会可持续发展的重要保障。我国水资源总量不足，时空分布不均，水资源短缺，洪涝灾害严重和水土流失，水污染形式严峻，已成为当前社会和经济可持续发展的重要制约因素。制浆造纸工业是我国国民经济的重要产业之一，多数企业以稻、麦草为主要原材料。生产过程中废水排放量大，每牛产1顿成品纸，平均耗水在400-600吨，年废水排放量在30亿吨。然而相应的污水处理技术水平跟设备跟不上这种污染速度。远远不能适应企业和环境保护的要求。造纸工业产牛对水的耗费大，污染物成分复杂，污染负荷高，对环境造成的污染问题严重，废水的处理要求水平较高。制浆造纸过程中的很多工艺环节都会产生不同污染程度的废水，原料的不同，工艺方法的差异，生产过程中采用的化学药剂的不同，都会对制浆造纸过程中产生的废水的性状，污染负荷产生不同程度的影响。制浆造纸过程中产生污染性废水的环节主要有以下几个部分：a）备料过程中的废水；b）化学法制浆过程的蒸煮废液；c）污冷凝水；d）机械浆及化学机械浆废水；e）洗涤、筛选过程的中段废水；f）废水回用过程的废水；g）漂白废水。中段水的处理是造纸污水处理的重点跟难点。一般采用的方法有好氧生物处理方法——普通活性污泥法及牛物膜接触氧化，深井曝气，好氧内循环法等并可结合厌氧消化处理一一水解酸化+厌氧污泥床（UASB,EGSB,IC）。还可结合气浮处理一一化学凝聚气浮。其处理主要是除去BOD,COD,兼顾去除SS及色度的处理。处理后水可回用于备料，洗筛工段以及用于厂区绿化，清洁等，处理系统后有污泥产牛。一般处理过程中控制对象多并＞1上匕较分散，并H具有大滞后，非线性等特点。针对以上情况可设计一种基于PLCS7-300的中段水控制系统，采用DCS远程控制，结合先进算法可以对设计出一套经济有效的自动控制方案。可以有效的去除中段水中的BOD,COD等。设计里面并介绍了处理中段水的工艺过程，分析了液位，温度，以及PH,营养物质等环境因素对处理过程的影响，以及电器控制部分的设计原理以及图稿。n本课题研究目的及意义：本文依照处理工艺要求，设计了助凝剂定量加药配置装置,采用PLC为控制核心的自动化控制方式，是处理系统完全以自动化方式运行。同时控制系统提供了必要的软件保护及预警措施，设备安全有可靠保障，使用及维护比较方便。上位机组态软件的应用使得废水处理的控制过程直观、明了，实现了中段水处理的远程监控。1.2国内外发展状况造纸工业是水资源消耗大户，据近几年的资料表明，我国浆纸综合平均每吨产品取水量接近200m3,其中化学浆为190m3/T,化学草浆为270m3/T,纸和纸板为70m3/T,与国外相比相差很大。而我国是世界上严重缺水的国家之一，人均水资源拥有量只有“2300m3”为世界平均水平的四分之一。目前，我国己有11个省、区、市的人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m3用水紧张线，其中9个地区低于500nP的严重缺水线。水资源短缺己成为制约我国经济和社会发展的重要因素，如何节约用水己成为造纸工业发展的一个重要环节。此外，造纸企业是废水排放大户，也是环境污染的主要行业。在美国，造纸工业被认为是第三大污染企业据估计，在加拿大50%的废水源自造纸厂。我国2002年制浆造纸工业污染排放量约占全国污染排放总量的10%以上，排放污水中的化学耗氧量约占全国排放总量的35.3%,居于第一位。因此造纸废水的治理早已成为我国工业污染防治的焦点、热点和难点。如何按照科学发展观协调解决好造纸工业的原料与环境问题，使我国造纸工业走持续发展之路，是经济与社会发展的必然要求。然而一育有些问题困扰着众多造纸企业。那就是造纸污水处理不仅难度大而且需要很大的资金投入。如何寻找既能将造纸制浆废水处理好并且能够从节约资源的方面以最小的资源获得最好的效果成为众多造纸企业对污水处理的优先考虑。造纸废水处理中的难点和重点就是中段水的处理。目前国内外对于中段水的处理方法主要采用的有絮凝法和生物法。其中生物法指的是好氧法，厌氧法以及好氧厌氧结合的方法。同时随着PLC的发展，PLC的特点及优势使得PLC在电气控制部分越来越受到重视,如今PLC在自动控制领域已经发挥着越来越大的作用。目前对中段水的处理自动控制系统中结合PLC的特点国内外均出现以PLC为基础的自动处理中段水的控制系统。n2中段水处理方案选定选择考虑到好氧法和厌氧法的优缺点以及经济和要求等情况，选用好氧法来进行木次中段水控制系统的设计。PLC具有的输入输出模块可以进行液位位等控制，其具有自优化温度控制算法和PID算法。故采用PLC作为电气主要控制元件。3中段水好氧处理的自动控制3.1控制工艺流程好氧处理原理图废水经纤维回收装置回收纤维，格栅截留大型悬浮物后进入集水池。根据液位变送器测定的液位值控制污水提升泵的启动和停止，由泵将污水通过过滤网泵入初沉池，在这里经过一段时间后，悬浮固体将在这里沉淀，50%的SS以及30%的COD和BOD将被去除。中段水在这里温度将有一定的控制。通过液位变送器测得的液位值控制送均衡池泵的启动和停止。将污水送入均衡池。同时通过时间控制单元，经过一段设定的时间后自动启动污泥泵将出沉池里面的污泥泵入污泥浓缩池。当污水从出沉池泵入均衡池后根据液位变送器的测得值来控制搅拌器的工作将处理水搅匀，同样根据液位变送器来控制泵的启动和停止来控制调制池供料泵的工作情况。n当污水从均衡池泵到调制池后。在这里污水将被调制成合适的成分和PH值以及适合好氧微生物生长的需要条件。通过投加泵控制单元加入合适的控制算法控制尿素以及磷酸三钠。当污水在调制池调制完成后被泵入氧化沟通过液位控制单元来控制曝气机的工作情况，同时在曝气池通过溶解氧测定单元来控制鼓风机的工作，以保证氧化沟里面的溶解氧浓度以更好的为好氧微生物提供条件更好的去处化学物。通过控制气管路上的电动阀来实现对风机气流量的控制，当泵停止吋，阀门自动关闭，气管路上的压力传感器可通过控制变频器，实现对风机产气量的控制，当需要吋，不带变频器的鼓风机会自动纳入运行，此时变频器会对第一台风机进行自动调节。当被处理水通过了氧化沟后将会到达二沉池。在这里污水被沉淀一部分污泥被作为接种污泥冋流到调制池，另一部分剩余污泥被泵入污泥浓缩池，同吋清水将被排放。在污泥浓缩池剩余污泥与一沉池的沉淀污泥混合，通过液位控制单元控制助凝剂以及絮凝剂的加入将污泥浓缩。浓缩后的污泥到达压缩机处被切割压缩。最后污泥到达污泥储池。3.2液位控制设计在PLC要运作之前，先对PLC内部进行初始化。然后执行程序选择其中一个泵工作。然后是手动或自动的选择。当水位过高时就启动报警功能，同样如果泵出现故障同样报警，当液位变送器测得的液位值过低时样泵停止工作。PLC的程序是循环执行的，在反复的执行过冲中完成控制任务。其控制规则表如下表3・1所示。P(k)表示k时刻测得的液位值。ALAM液位过高报警。RUN表示泵的运行。表3-1集水池等单池液位控制规则表序号规则描述1如果水池内的液位高于4m,则进行高位报警2如果水池内液位等于4m,则泵启动3如果液位值小于或等于2m,则泵停止均衡池和调制池的液位连锁控制:好氧处理的前提条件就是要确保进入氧化池里面的水质均匀，流量稳定。为此在进调制池前设有流量控制回路。该控制回路在均衡池配有一台液位变送器，根据要求的液位值来控制调制池供料泵以及均衡池潜液式搅拌器的启停。这个控制保证了流量的稳定因此有必要对均衡池和调制池的液位进行连锁控制。根据经验规则可以得到控制规则表如下表3-2所示。n表3・2连锁控制规则表序号规则描述1如果均衡池的液位大于或等于5m,则进行均衡池高液位报警。2如果均衡池的液位小于或等于lm,则进行均衡池低液位报警，同时停止搅拌器M101。3如果均衡池液位大于1.1m，贝9启动搅拌器M101。4如果均衡池液位小于或等于2m,或者调制池液位大于或等于12m,则停止混合反应池进料泵PlOk5如果均衡池液位大于2.1m,并且混合反应池液位小于12m,则启动混合反应池进料泵PlOlo3.3进反应器废水温度控制为了维持恒定的进反应器废水温度，必须克服各种扰动。引起热交换器出水口温度变化的扰动因素主要有两方面：一是进交换器废水的流量和温度用D1表示，二是锅炉房來热水温度，用D2表示。进交换器热水的流量通过FIC301回路调节稳定。锅炉房来的水的水温发生变化时，它需要通过反应器的热水仓，管壁，废水管道3个容积以后才能影响出水温度H1的变化，这时调节器开始动作调节热水阀门。这样很明显，从扰动开始到调节器动作屮间有段时间被耽搁了，这段时间由于扰动的作用已使III出现很大偏差，因此我们采用了吊级控制系统来控制。其原理如下图3・2所示。因为D2的扰动很快能在热水仓温度H2上表现出来，所以检测H3通过HC2控制器来调节热水阀稳定H2,那么调节动作就提前了很多，从而加快了调节速度，改善了调节品质。通过检测H1送入HC1控制器，该控制器根据H1的偏差来改变给定值，从而稳定H1。nHR1+温度控制系统原理图3.4PH控制单元设计对于中段水处理，PH值是影响微牛物活力的重要性因素其控制质量的好坏直接影响污水处理的合格程度。混合反应池的的PH值控制原理图如下图3-3所示。调制池入口和出口均安装有在线PH值检测仪，通过HCL和NaOH投料阀向调制池投加药品调节PH值。PH值控制系统流程图原水PH值与投药量之间的关系受多种因素的影响，而且PH调节具有严重的非线性、滞后性和不稳定性，简单的PID控制算法由于参数固定，不能完全适应对象的变化,对干扰抑制问题处理不足，是其对PH的调节无法到达理想的控制效果。因此我们采用专家控制和串级回路相结合的控制方式来控制调制池PH值。n系统PH值的最佳范围是6.834)B控制柜SM3318*12位:3个(8*3二24>23),C控制柜SM3318*12位：4个(8*4二32>31)模拟输出AO：A控制柜SM3324*12位：3个(4*3二12>10),B控制柜SM3324*12位:2个(4*2=8>6),C控制柜SM3324*12位:3个(4*3=12>10)数字输入DI：A控制柜SM32132位:4个(32*4=128>113),B控制柜SM32132位：1个(32*1=32二32),C控制栢SM32132位:1个(32*1=32>30)数字输出DO：A控制柜SM32232位:2个(32*2二64>41),B控制柜SM32232位:2个(32*2二64>35),C控制柜SM32232位：1个(32*1二32>13)模块总数：A控制柜为14块,B控制柜8块，C控制柜9块由于一个机架最多只能装8个模块，故共需要5个机架1)PS(电源)模块的选型S7-300模块使用的电源由S7-300背板总线提供。一些模块还需从外部负载电源供电。在组建S7-300应用系统吋，考虑每块模块的电流耗量和功率损耗是非常必要的，所有S7-300模块使用的从S7-300背板总线提供的总电流不能超过1.2A。一个实际的S7-300PLC系统，确定所有的模块后，要选择合适的电源模块。所选定的电源模块的输出功率必须人于CPU模块、所有I/O模块、各种智1能模块等总消耗功率之和。并口要留有30%左右余量。以下是本控制系统的电流、功率计算：各模块从S7-300背板总线吸取的电流=15*l+90*l+60*6+60*4=705mA各模块从24V负载电源吸取的电流二1000+1*0+200*1+200*6+240*4二3360mA各模块的功率损耗二8+1*3.5+1*4.9+6*1.3+4*3二36.2Wn从上面的计算可知，信号模块从S7-300背板总线吸取的电流是705mA,没超过CPU314提供的电流1.2A。各模块从24V负载电源吸取的电流大约3360mA,没超过电源模块PS3075A的5A口留有一定余量。又因为PS3075A的功率损耗为18W,所以该S7-300结构总的功率损耗是：36.2+18=54.2Wo该功率不应超过机柜所能散发的最大功,在确定机柜的大小吋要确保这一点。综上所述选择PS3075A电源模块是合适的，满足要求的。4）接口模块的选择接口模块都具有共同性能：结构紧凑，牢固的塑料机壳中有连接电缆的接口。组装简单，接口模块安装在DIN标准导轨上（插槽3）,通过总线连接器连接到I/O模块。组态简单，接口模块是自组态的，无需进行地址分配。状态和故障指示LEDo由于该系统需要两个机架，故即可采用IM360/1M361接口模块将S7-300背板总线从一个机架连接到下一个机架，也可采用一对IM365接口模块，它具有下列性能IM365的两块模块之一插入CR,另一个插入ER。模块通过固定的lm长的连接电缆连接。无须单独的电源。直接由中央机架连致扩展机架接口，且其价位相对低廉。所以这里我们采用比较经济的IM365接口模块对，这一对接口模块需由lm长的连接电缆相互固定连接。表4・5接口模块参数序号名称型号名称数量1CPU模块6ES7CPU3141314-1AE01-0AB02电源模块6ES7PS3075A1307-1EA00-0AA03F-ROM卡6ES764K1951-0FF00-0AA04后备电池6ES71A.H1971-1AA00-0AA05数字量输入模块6ES7SM321:占4、、、1321-1BL80-0AA0DL24VDC6数字量输出模块6ES7SM322：32点DO,1322-1BL00-0AA0继电器7模拟量输入模块6E7SSM331:8通道6n8模拟量输出模块6E7SSM332:8通道4332-5HD00-0AB0AO9接口模块6E7SIM3652390-1AJ00-0AA010导轨6E7S2390-1AF30-0AA04.3系统硬件配置该控制系统为针对中段废水好氧处理工艺而设计，整个控制系统的控制框架由操作管理部分，过程控制部分和现场设备三部分组成，并且该系统分设计采用三个主控柜分为A,B,C柜。通讯部分采用PROFIBUS-DP网，该硬件系统组成结构示意图如图4・2所示：现场设备部分駛件系统结构4.5硬件连接图4.5.1电气控制A柜此处按照基于槽编址的寻址方式机架0上从五号槽上开始的模拟模块起始地址为272o数字量模块从第四槽开始为为0.0-1.7on至P0(D□ouoNO40I/OMOUOMOt?r■314Ml-U——O—机架00——OM0-9M0-10PLC机架接线图模块接口连接图上图为两个模拟量输入模块SM331,连接现场送来的模拟量输入信号。其模块地n模块接口连接图上图为三个模拟量输入模块SM331,连接现场送来的模拟量输入信号。地址为PIW302—PIW356on上图为三个模拟量输出模块SM332,将CPU的控制信号转换为模拟量送到现场。其地址分别是从PQW272—PQW294onMl-424V-CHOCH16CHICHI7CH2CH18CH3CH19CH4CH20CH5CH21CH6CH22:H8CH24:H9CH25^110CH26:HllCH27^112CH28:H13CH29^514CH3C^15CH31CH23CH16M1-624V-24V-"TGNDGNDCHS:Hg:CH1OCH11SM32124V-7；~T"Ml-"24V^24V-SM321SM321SM3212H0^ilCH17CH17CH18CH18CH19CHIS:H4CH2CCH5CH21?H6CH22CH22CH7:H8:CH25L:H】OCH2flCH27CHT?H12CH28CH2S:H13CH29^i!4CH303115CH31Ml-524V-CHICCH21CH31:Hl2H2:H1O:Hll2H122H132H142H15241T6■/S9C1:169c1CHICH2CH2模块接口连接图此图为4个数字量输入模块SM321,连接现场送来的数字量输入信号。其分布地址为10.0—115.2n模块接口连接图n上图为两个数字量输出模块SM322,将CPU的控制信号送到现场。其分布地址为QO.O—Q5.04.5.2电气控制B柜B柜的结构与A柜一致其硬件为B柜需要模拟量输入模块SM331三块，模拟量输出模块SM332两块。数字量输入模块SM321需要一块，数字量输出模块为两块。其模拟量输入模块的的地址分布为PIW384—PIW428,模拟量输出模块的地址分布为PQW304—PQW314.O数字量输入模块的分布地址为116.0—119.7,数字量输出模块的分布地址为Q8.0—Q10.U电气控制柜B柜各分布地址的详细测控点见附录I4.5.2电气控制C柜C柜硬件连接图与A柜相同，区别是C柜需要的模拟量输入模块为四块，模拟量输出模块为三块，数字量输入模块为一块，数字量输出模块为一块。其中模拟量输入模块的分布地址为PIW448—PIW508,模拟量输出模块的分布地址为PQW320—PQW338,数字量输入模块的分布地址为124.0—127.5,数字量输出模块的分部地址为Q12.0-Q13.4o5PLC控制程序部分设计5.1STEP7软件的设计步骤木部分的程序采用的是STEP7编程软件。控制系统软件开发的过程与任何软件开发一样，先要进行可行性研究，然后，还要经历需求分析、软件设计、编码实现、软件测试和运行维护等几个环节。1）需求分析需求分析是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望。通过对应用问题及其环境的理解与分析，建立信息、功能及系统行为的模型，将用户需求精确化完全化，最终形成需求规格说明。良好的分析活动有助于避免和尽早剔除早期错误。2）软件设计软件设计是将需求规格说明逐步转化为源代码的过程，软件设计是对程序结构、数据结构和过程细节逐步求精的过程。它主要包括两个部分：一是根据需求确定软件和数据的总体框架；二是将其精化成软件的算法表示和数据结构。程序设计包括程序结构设计与数据结构设计两部分内容。3）三种典型程序结构的特点及选用a）线性程序结构用线性结构设计的程序连续放置在一个块内（通常为OB1）,块n中的程序按顺序执行。这一结构是最初的PLC模拟的继电器梯形逻辑的模型。b）分部程序结构这是一种部分模块化的程序结构，程序被分成若干部分放在若干功能块中，每个功能块含有用于一种设备的一系列逻辑，放置在组织块中的指令决定控制程序的各功能块的执行。c）结构化程序结构它可用于对复杂程度高，程序规模大的控制应用程序设计。结构化程序可以垂复使用某些功能块，只需再在使用功能块吋为其提供不同的环境变量（实参）就能完成对不同设备的控制。5.2程序总体设计方案每当CPU的状态由停止转入运行状态时，不论是用CPU面板上的开关，还是用STEP7软件包在编程器上的软开关实现状态切换，操作系统都要调用OB100,所以我们一般在组织块OB100中完成环境变量和参数的初始化工作。OB100结束后，操作系统调用0B1,当0B1运行结束后，操作系统再次调用0B1,如此0B1不断循环，这一过程也称为扫描循环，调用0B1的时间间隔称为扫描周期。扫描周期的长短主要由0B1中的程序执行所需时间决定。所以我们在0B1中主要编写主程序来调用其他功能块。STEP7提供了一个以固定间隔循环运行的组织块OB35。时间间隔由编程工具设置或修改（缺省值为100ms）其范围从1ms-Imino当允许循环中断时，OB35以固定的间隔循环运行。我们使用OB35的循环性中断来设定循环采样模拟输入信号。使用OB35应注意：必须保证设置的时间间隔值比OB35中程序的运行时间长，否则造成系统异常，操作系统将调用异步错误OB80。系统对模拟信号和数字信号的处理过程如下：1）模拟信号处理模拟量控制流图将现场被控的模拟量通过传感器和变送器的采集送到模拟量输入通道，模拟量输入模块将4-20mA的电流信号变为数字信号，CPU通过对模拟量输入端周期性的检测，将数字信号采集到后进行滤波处理，处理后的数值再进行标度变换，变换后的数值进入n报警环节，对高于上限或低于下限的数值进行报警提示和数据舍弃处理。再将满足要求的数据送入PID控制模块，进行相应处理。最后通过输出通道（模拟量输出模块）对现场实施控制。2）数字信号处理将现场被控的数字量直接与数字量输入模块的输入端口相连，CPU通过对数字输入模块端口的访问来采集数字信号并在WinCC界面上显示。数字量的输出是通过上位机的WinCC界面将控制信号通过CPU输出到数字量输出模块的端口来对现场进行控制。下来编写相应的子程序来完成整个控制系统的控制要求：3）子程序介绍a）采样子程序采样是把43个模拟量通道的模拟量信号周期性的采入模拟量输入模块SM331,采样子程序的作用就是控制CPU周期性的检测模拟量输入模块，如果有数据就将其读入CPU内。建立相应的采样子程序数据块来存放采样数据。以下为采样子程序程序流程:采样了程序流图b）滤波子程序把采样进来的数值进行单通道循环滤波，滤波的方法是把8次采样数值相加后再除8,以消除外界干扰信号造成的峰值干扰。建立相应的滤波子程序数据块来存放滤波后n的数据。以备其他子程序来调用。以下为滤波子程序框图:求平均值修改地址指针数掘装入数捌块.进入F•循环周期C）标度变换子程序在滤波数据数据块中取出滤波后的数据进行标度变换以备后续程序使用，并将标度变换后的数据存入标度变换数据块内标度变换子程序见附录。以下是标度变换子程序流程图。n标度变换孑程序流程图d）报警子程序对标度变换后的高出上限或低于下限的数值进行上下限报警。把超过报警限的数值舍弃并设置相应的标志位。报警子程序详见附录ILe）联锁子程序联锁子程序的主要功能是当系统进入异常状况时，系统控制的一连串保护动作。包括：供电的撤消、电机的停机和一系列阀门的保护动作。0PID控制子程序在介绍PID控制子程序之前，先介绍该PID程序所采用的PID算法。按偏差的比例、积分微分控制是应用最广泛的控制规律。在实际的经验及道理分析证明。这是控制规律在相当多的工业对象进行控制时能取得比较满意的结果，在PLC控制系统中也首先采用这种形式的控制方式。在常规的控制系统中，为了改善系统性能,提高调节品质，除了按偏差的比例调节外，还要引入偏差的微分以克服系统的惯性滞后,提高抗干扰的能力。nPID有几种不同的形式，它们分别是：位置式和增量式。位置式：模拟仪表的调节动作是连续的，任何瞬时的控制量输出u都对应于：执行“5)=M2(“)+7,列门+7]/T[e(n)-e(n-])]]机构的位置。由：冋可知，数字PID控制器的输出也和阀位对应。故称为位置式。计算机实现位置式不够方便，这是因为类加偏差珀)，不仅要占用较多的存储单元,还不便于编程。增量式：根据控制理论不难写出N吋刻控制量的增量△.(□)为：△“(“)=R“2(”)1)+7/T[e(n)-2e(n-)+e(n-2)]}=心[附)-f("-1)]+m+k^efn)-2e(n一1)+e(n-2)](3-3)其中：kp=H6称为比例系数人二吊①称为积分系数kd=kf)TdIT称为微分系数在式(3・3)中△u(n)对应于第N时刻阀位的增量。故N时刻的实际控制量见式(3-4)0u(n)=u(n-l)+Au(n)(3-4)PID控制子程序的实现步骤包括：a)回路控制类型的选择即就是具体控制回路的选择，在这里我选择在工业控制中应用比较成熟的按偏差的比例、积分调节和按偏差的微分调节。b)回路输入的转换和标准化分两步进行：第一步是把16位整数值转换成浮点型实数值。第二步是把实数进一步标准化为0.0〜1.0之间的数。c)回路输击转换成刻度整数值回路输出值一般是控制变量，比如在汽车速度控制中，可以是油阀开度的控制。同时转换成相应的16位整数。这一过程是给定值或过程变量的标准化转换的逆过程。d)正作用或反作用的回路的选择如果增益为正，那么该回路为正作用回路。如果增益为负，则为反作用回路。对于增益为0的积分或微分控制来说，如果指定积分时间、微分时间为正，就是正作用回路；指定为负，则为反作用回路。n该系统能完成工厂中段废水处理自动控制的要求和中段水处理各环节的任务，并能降低废水处理的成木，促进工厂控制的自动化。该设计是以PLC为控制器的DCS系统,并用WinCC组态了一个HMI平台，能显示中段水控制现场设备的运行情况，并随时进行现场监控R能更好地完成对设备的控制。无论是在硬件还是软件设计上，我都遇到了不少的问题，在克服困难的过程中，我学到了许多，特别是在课堂上学不到的东西。通过木次设计，让我很好的锻炼了理论与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际,又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。最后，非常感谢老师的指导和同学们的帮助！参考文献[I]王孟效，孙瑜，汤伟，张根宝.制浆造纸过程控制系统及工程[M].北京：化学工业出版社,2003.⑵施英乔，丁来宝，李萍等.高得率制浆(APMP)废水厌氧-好氧处理的研究[J].广东造纸,2003,(3)：76-79.⑶李刚，杨立中，欧阳峰。厌氧消化过程控制因素及PH和EH的影响分析[J].西南交通大学学报.2001.36(5)：518-521.[4]杨翠荣，庞全，张玉清.智能PH控制及在化工过程控制中的应用[J].自动化仪表1999.20(8)：34-36.[5]金以惠•过程控制[M].北京:清华大学出版社,1993：103-146.[6]胡寿松•自动控制原理[M]・北京：科学出版社,2002：88-224.[7]廖道文等.集散型控制系统的设计与应用[M].北京：清华大学出版社.1994.80.64-69[8]王家桢，王俊杰.传感器与变送器[M]北京:清华大学出版社，1996年8月.[9]基于PLC和变频器的工业废水预处理自控系统[J]・自动化仪表[II]李志健，王晓昌，孙长顺.制浆造纸废水处理技术评述[J]•陕西咸阳：西北轻工业大学学报.2002.06-0081-03.[12]武书斌造纸工业水污染控制与治理技术[M].北京：化学工业出版社.2001.[13]李志建等生物技术在造纸工业的应用研究进展[J]•中国造纸.2001.(1):51-54[14]贺延龄废水的厌氧生物处理[M].北京中国轻工业出版社，1998.[17]SIEMENS.SIMATICS7系列、维修和编程[Z].n错误!未找到引用源。n本账号发布文档来源于互联网和个人收集，仅用于技术分享交流，版权为原作者所有。如果侵犯了您的知识版权，请提出指正，我们将立即删除相关资料。免费格式转换请发豆丁站内信。网易博客http://turui.blog.163.com/腾讯微博htt^://l.qq,com/turuizx新浪微博hHp://weibo.com/hiyoho直接联系QQ2218108823