配置在电厂污水处理控制系统中，根据用户要求及实际情况分析，我们采用西门子公司的系列产品来完成此项目。参照西门子公司提供的产品技术参数，以系列中的实现控制功能，由于该系统模拟及数字输入输出量较多，采用接口模块主机架使用，扩展机架使用连接扩展的信号模块满足系统要求，其中信号模块包括若干数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，模拟量输出模块。现场多台工作泵采用西门子变频器，变频器除了具有第四代变频器的特点以外，还具有应用于风机和泵类的硬件和软件特征，尤其适合用于风机和水泵负载的控制。使用此种型号的变频器可以节约能源消耗，降低运行噪声，对环境起到很好的保护作用。电厂污水处理控制系统的输入输出信号主要分成个部分，放在三个相连的导轨上模拟量输入站集水池液位，二站集水池液位，清水池液位，污泥池液位，过渡水池液位，溶药箱液位，流量计和四个进化器的浊度和压差。模拟量输出四个控制变频器站收集水泵回用水泵加药计量泵加药计量泵。数字量输入分为各个水泵风机的运行，故障反馈信号，手自动选择信号各个阀门的手动开，关控制信号，故障反馈信号和手自动选择信号。数字量输出分别为对各个水泵风机的开关复位输出控制信号各个阀门的开，关输出控制信号变频器的启动，复位控制信号。系统配置了操作员站和工程师站，操作员站的上位机采用研华科技的工控机，监控系统使用西门子监控组态软件，它不仅能很好的支持系列的，还集成了多种网络连接方式，使上位机与自动化系统的连接工作非常方便。而且它提供了适用于工业的图形显示消息报警过程值归档以及报表打印等模块，具有高性能的过程耦合快速的画面更新以及可靠的数据管理功能。图所示为组态示意图。图组态示意图控制方案选择在采用本系统实施方案前，客户拟采用模块及通信处理器模块实现系统要求，由于有其自身的处理器可连接和工业以太网等，可处理数据通信，这样使得系统可扩展性增强。由于考虑到项目总体预算及成本，本方案将前方案中模块换为，并省去通信处理器模块，这样既满足了系统要求，又减少了系统模块，综合计算后为项目开发节约了不少硬件开支。四控制系统完成的功能控制系统功能及指标软件实现根据工艺，整个系统的程序由下列几个部分组成集水池集水池清水池调节水池净化器正洗净化器反洗加药净化器停止。每个程序都可以单独控制和单独运行，同时每个程序又是系统的组成部分，它们之间互相有数据的传输。它们组合在起动作就构成了完整的控制系统程序。下图为工业部分现场图图工业现场程序中编程采用软件。这套软件不仅是个简单的程序编写软件，还集成了硬件组态网络组态系统调试项目管理等各种功能，使项目的实施更加方便。在本控制系统的完成过程中，主要进行了以下几部分的程序设计如图图项目中程序结构图图中对应四个净化器的正洗背景数据块对应四个净化器的反洗背景数据块对应四个净化器的停止背景数据块由废水处理的工艺流程可以知道，废水在经过系列的水池后最终进入四个废水净化器，在净化器里经过工艺的处理后排放到清水池中。从程序角度看，四个废水净化器的控制流程致，因此没有必要为每个净化器编写段代码，只需编写个函数块，让它们都调用即可。为此，对于在净化器中的正洗反洗和停止流程都编写了个程序块，分别是。对于每个净化器来说只要分别调用相同的函数块就行，对于每个净化器中不同状态的数据是利用其不同的数据块来加以区别的。这样在整个程序中即保持了流程的统性，即减少了程序代码，节约了存储空间，又方便维护和修改。模拟量信号因为其在传输过程中有可能会受到其它信号的干扰，而可能出现较大幅度的瞬间变化，而这些值对于系统来说是毫无用处的，甚至有些还可能引起系统的异常运行。由于模拟量总是随着时间连续变化的，所以可以利用滤波算法把瞬间变化的干扰信号过滤掉，把有用的数据传输给控制系统处理。在废水处理控制系统中由于所要求数据处理速度不快，精度也是不要求太高，只是为了防止突然间信号的瞬间变化影响到系统中程序对水质，浊度的判断，所以在系统中使用算术平均滤波算法，算法处理简单，可靠性高，程序编写方便。在程序中定义了作为滤波处理算法的功能块，相当于函数样，参数的传递是变量，返回值是变量。义了作为滤波处理算法的功能块，相当于函数样，参数的传递是变量，返回值是变量。事实证明这种算法已经能够满足现场的实际需要，取得了良好的效果。本控制系统使用的中没有集成相应的系统功能块，故程序中使用作为控制功能块。可以在系列中实现对于连续输入输出变量的控制。中的控制环节为增量式环节，相关参数可以通过输入参数进行实时调整。控制程序块与模拟量滤波算法样都放在定时中断中，它们个是输入滤波，个是输出控制，这样可以准确地掌握程序运行时间，提高控制精度。硬件实现电厂污水处理控制系统的输入输出信号主要分成个部分，分别为模拟量输入输出，数字量输入输出，并放在三个相连的导轨上，如图所示图实际系统的机架结构图输入输出的硬件接口是也是系统设计的部分，它反映的是输入输出与现场设备之间的连接，只有正确连接安装才能使得读取到数字量和模拟量，连接方法的不同可以有效地防止现场的干扰，保证数据的正确性。对于的数字输入量模块，在直流电压以内都能检测到信号。由于现场的执行器也是发出的直流信号，因此把其直接和现场的开关设备连接来接收开关信号量，图给出了的数字量输入模块接口示意图。图数字量输入接线原理图数字量输出选用晶体管输出模块，晶体管输出的响应时间短寿命长输出口密度高，但是其只能带直流负载而且带载能力弱。同时为了使的输出和现场回路之间隔离，在输出端使用了继电器，通过继电器触点控制现场负载。这样使控制器与现场达到了电气隔离的作用，大大提高了系统的安全性，同时也使输出口带载能力得到了大大的增强。在继电器旁边加二极管泄放反电势能量，起到保护输出口的作用。图给出了数字量输出模块接口示意图。图数字量输出接线原理图采用电流输入连接到传感器上，采集系统模拟量数据。图给出了模拟量输入模块接口示意图。图模拟量输入接线原理图输出电压连接到变频器直接给控制信号。图给出了模拟量输出模块接口示意图。图模拟量输出接线原理图系统的监控与管理系统采用监控组态软件在研华科技的工控机上实现监控与管理，为生产与安全带来极大的方便。经过设计，整个监控系统提供了如下的功能在线自动监视系统可对废水处理装置的各项仪表数据实时的在线监视，并且生动直观的反应在监控界面上面。系统的刷新数据是秒，历史的保存间隔是分钟。图为废水处理系统工艺监控界面。图废水处理系统工艺监控界面在线手动控制系统可提供在线实时的对参与控制的各电动阀门和泵的手动控制操作。当系统运行中需要进行维护或执行其它控制时，可以在线实时的对各个设备手动的单独控制，而不影响其它设备的正常自动运行。工艺参数在线实时设定系统可以提供在线的实时参数修改，当在运行过程中发现工艺需要改进或其它问题，可以由操作员在线改变系统的参数，以使系统工作在最优的控制状态中，如图。图工艺参数设定故障诊断和报警系统可对以下故障自动诊断，并发出预防性的报警。报警高限实时参数异常偏大，大于设定值，是该监测点处于高报警。报警底限实时参数异常偏小，小于设定值，是该监测点处于低报警。报警当实时参数出现异常时，相应的监测点通过颜色的变化，提醒操作员注意，进行相关的操作，若需要可以配合声音报警。故障报警界面如图。图故障报警界面利用历史曲线查询分析远程模拟量的情况利用历史曲线，可随时针对各个运行点的情况，结合本时间各监测点的数据，分析系统的运行情况，净水器的运行状态。运行过程中，系统将自动生成数据报表，并将数据报表保存在历史数据库中，以便随时查询历史记录。图所示为趋势曲线界面。图趋势曲线界面报表的打印报表打印可以根据操作员的要求，生成符合要求的系统报表，并且打印。也可以设定让系统自动的根据间隔的时间实时的打印报表。图所示为报表打印界面。图报表打印界面系统指标系统的数字量输入点为个系统的数字量输出点为个系统的模拟量输入点为个通道系统的模拟量输出点为个通道系统监测数据刷新时间为秒历史数据的保存及报表显示根据硬盘存储器的大小来决定保存的时间。保存的间隔为分钟，初步估计可以有效存储年左右。项目亮点及难点实现定时器问题在定时器的使用过程中，由于设定的定时时间是需要根据实际的工艺来调整的，为此不能在定时器中使用常量定时时间。要新建数据块，建立变量的参数时间选择数据类型，它是个位的数据前面是个标准的例子，表示定时时间为天小时分秒毫秒。使用可变参数是为了和中通讯，使得现场操作员可以根据当前水质等系列变化调整时间值，由于在中没有这个数据类型，只能用位整型类型来操作，这就涉及到了两个数据类型的转换的问题。根据实际情况所得中的型。为了减少中数据的处理量，在中使用脚本对数据进行了处理。中的时间以分为单位，因此型。数据网上发布平台本项目中设计了系统数据的网上发布平台，在这里有两种方案可以考虑，是利用西门子公司提供的软件开发网上的数据传送系统二是利用软件来开发网络浏览系统。由于项目经费限制，我们采取了第二种方案。通过这种方案，界面的设计，和本地化系统的集成就都掌握在设计者手中，使得最后的系统能过符合客户的要求，人性化，易用性都比较高，而开发成本也在控制之中。中动态报表的设计在实际项目中虽然提供了变量趋势显示报表功能，满足了简单的归档数据访问要求，但不能完成该废水处理工程项目提出的复杂数据处理要求如进行有条件的查询和打印，任意时间任意区段的查询等。因此，在设计过程中对归档数据复杂查询技术进行了研究。是个全面开放的组态软件，它可方便地集成标准应用的对象函数和文档提供了访问所有功能的编程接口集成了和对象它允许通过标准接口标准数据库访问归档数据库通过接口与其它程序进行数据交换。这些开放性为自行扩展和进步丰富软件的功能解决该工程问题提供了可能。在本项目中应用技术实现归档数据复杂查询解决该工程问题是可行的根据用户对控制系统有条件查询打印的要求，运用设计控件，然后在中调用该控件，最终实现不能完成的复杂归档数据访问任务。图控件的界面五结束语系统于年月投入运行，两年来系统运行良好，未进行任何维修，电厂废水达到了零排放，大大提高了水的利用率。六应用体会在项目进行的过程中，西门子在工控领域中安全