水处理超滤装置控制系统的设计,水处理超滤的作用

('目录摘要..........................................................................................IAbstract………………………………………………………………………...II1DCS系统在水处理中的应用......................................1DCS控制系统的简述...................................................................1DCS在水处理中的应用..............................................................42工艺流程及控制要求..................................................6课题设计工程背景及动态..................................................6工艺流程及控制要求..............................................................63系统控制程序设计.....................................................10组态软件........................................................................................10控制程序设计及要求...........................................................174系统的运行及调试.....................................................22人机界面设计............................................................................22运行及调试..................................................................................255总结..................................................................................32致谢.......................................................................................33参考文献.............................................................................34附录.......................................................................................35水处理超滤装置控制程序设计摘要：超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。本设计为水处理超滤装置控制程序设计，主要是采用运用Wonderware公司InTouch软件来设计人机界面以显示阀门的阀检状态和开车/停车等按钮，通过组态设计实现操作员对下位机的操作，以达到预定的控制要求。并运用4-mation组态软件编写的顺序控制程序（SFC）对系统进行控制，实现了装置中阀门有序的开/停。本设计说明书首先介绍了DCS系统在过程控制，特别是在水处理中的应用，其次重点根据本设计课题工艺流程及控制要求，对系统使用4-mation软件进行组态来完成预定的控制要求（运用顺序功能语言SFC），然后叙述了用InTouch设计好人机界面后对系统进行运行和调试，调试运行结果表明了系统运行的方便灵活。关键词：超滤装置；水处理；顺序控制；程序设计ControlProgrammingforUltrafiltrationWaterTreatmentDeviceAbstract:Ultrafiltrationmembraneseparationprocessprincipleisalsoaprincipleactivityofmembraneultrafiltrationusingapressureintheexternaldrivingforce(pressure)interceptthewaterundertheactionofcolloidalparticlesandtherelativelyhighmolecularweightmaterial,whilewaterandsmallsoluteparticlesthroughhadmembraneseparation.Whendealingwiththeroleofthewaterbymeansofexternalpressuretoacertainflowratethroughthemembranesurface,largerthanthemembraneparticles,largemoleculessuchasscreeningeffectsareinterception,sothatthewaterisclean.Thatis,whenthewaterthroughthemembrane,thewatercanberemovedwithmostofthecolloidalsilica,eliminatingthelargeamountoforganicmatter,etc..ThisisadesignofcontrollingsystemforreverseUltrafiltration(UF)deviceofwaterdisposing.MainlyadopttheSequentialFunctionChartslanguage(SFC)controlthesystem,whichdesignedin4-mationconfigurationsoftware.Itrealizethatvalvesisonandoffinsequenceinthereverseosmosisdevice.AndIdesigntheMan-Machineinterface(MMI)torevealthestatusofvalvechecked,thebuttonofbeginningmachineorstoppingmachineusingInTouchsoftware(designedbyWonderwarecompany).Operatoralsocanhandlethesubordinatecomputerusingthoseconfigurationdesigns,soastoarriveatthecontroldemand.ThemanualofthisdesignintroducestheDCSsystem,whichisappliedintheprocesscontrol,especiallyinthewaterdisposing.Andthenitspecifyaccordingtothesystemreachatthecontroldemandusing4-mationsoftwaretomaketheconfiguration(usingtheSequentialFunctionChartslanguageSFC).Finally,itexplainstheMan-Machineinterfacecanbedesignedtorunanddebug,usingInTouchsoftware.Theresultsofrunninganddebuggingindicatethesoftwaresystemrunwell.Keywords：Ultrafiltrationdevice；Watertreatment；SequentialControl；ProgramDesign1DCS系统在水处理中的应用DCS控制系统的简述随着计算机技术、通讯技术的发展，DCS产品不断升级换代，至今最新一代DCS由高速实时数据网络和人机接口站(MMI)与分散处理单元(DPU)三大部分组成，是一套融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品[1]。从70年代中期,第一代集散控制系统问世至今，由于它出从的优越性,被广泛应用在石油化工冶金、炼油、电子等各行各业，发展前景广阔。集散控制系统的发展至今经历了四个时期：1975~1980年为初创期，1980~1985年为成熟期，1985年以后为扩展期,90年代进入网络开放期。初创期DCS已具备集散控制系统的三大组成部分，即分散控制装置，操作装置和数据通信系统，并融入4C技术。DCS的通信系统只是轮流询问方式。当时产品有HONEWWLL公司TDC2000，TAYLOR公司的MOD3，FOXBORO公司的SPECTROM，横河公司的YEWPACKMARKⅡ等等。进入80年代，随着半导体技术、显示技术、网络技术和软件技术等高新技术的发展，集散控制系统的发展进入成熟期。第二代集散控制系统主要是系统硬件和软件的不断更新，体现在系统功能得到扩大或增强，如控制算法扩充，常规与顺序控制、批量控制相互结合；操作、管理及监视范围的扩大，提高了综合管理信息的能力；显示屏分辨率及色彩的提高；多个微处理器技术和冗余技术的应用发展；特别在数据通信方面采用局域网络，由主从式星型网络转变为对等式的总线网络通信或环网通信，扩大了通信范围，提高了转送速率。第二代的DCS产品有HONEYWELL公司的TDC3000、TAYLOY公司MOD300、日本横河公司的CENTOM系统（A型、B型、D型）等等[2]。1987年美国FOXBORO公司推出I/AS集散控制系统，标志着集散控制系统由成熟期进入扩展期。它的主要改变是局域网络方面，I/AS系统采用的光带网和窄宽网符合国际标准组织的ISO的OSI开放系统互联的参数模型，因此，符合开放系统的各个制造厂的产品可以互连、互通信以及进行数据转换，第三方软件也可应用，改变了过去DCS各厂自成系统的封闭结构，集散控制系统由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开发。第三代DCS的产品有HONEWELL公司的带有UCN网的TDC3000，日本横河公司的带SV-NET网的CENTUMCS、CENTUMXL、CENTUMµXL等。进入扩展期的集散控制系统，其网络通信功能增强了，并将过程控制、监督控制和管理调度更有机的结合起来，在控制功能方面不仅有常规、顺序很批量控制的综合，而且增加了自适应、自整定、优化等控制算法，同时采用了专家系统MAP（制造自动化技术）标准以及表面安装技术，为用户提供了广阔的开发场所。90年代世界进入信息与智能时代，微电子技术、计算机技术、通信网络技术和控制技术等高新技术不断地高速发展，带来了集散控制系统突飞猛进的飞跃。开放性、可靠性、互相联系、共享资源以及运行第三方软件等已成为各制造厂商生产集散控制系统的标准。这时期的集散控制系统一改过去的工程操作站为标准PC工作站，采用通信操作软件的，即WINDOWSNT/WINDOWS95或UNIX作为其软件平台，增强了DCS的网络化、开放性、综合性、安全性及可靠性。这时期的主要产品有大型集散控制系统，如横河公司的CENTUMCS3000、三武公司的INDUSTRIAL-DEC等，中、小型集散控制系统，如横河公司的CENTUMCS1000、HONEWELL公司的TPS系统以及三武公司的HARMONAS系统等。由于时代的要求和支撑集散控制系统发展本身内部的冲击,即计算机应用技术发展创造的必要性和第五代计算机的发展，随着控制技术、计算机技术、网络通信技术、人工智能、智能仪表、集成技术等高新技术的发展和各种理论的完善，未来集散控制系统的特点如下：A人工智能系统的引入。B具有三维显示的操作。这种新的操作环境采用全息光显示和仿真立体装置，用激光技术和全息光显示接触空间相结合，采用集中特大的扫描显示系统产生图像和信息，运用音频输入技术，操作人员可以用讲话方式直接和控制系统对话，同时也采用了光轨迹辨认系统。这些高科技的应用更加充实了DCS系统。C其通信技术采用光纤技术。光纤技术已广泛的应用于集散控制系统的通信网络，预计随着光电器件的不断发展，除光纤通信技术普遍采用外，光学计算机的出现也会被竟先使用。DCS不局限于控制(Controlling)，它强调的是过程处理(Processing)，包含了控制及其它一些信息处理功能。DCS可以构成各种独立的控制装置、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA)，它可以完成实时数据采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作，可以对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。集散控制系统（DCS）分散应用于过程控制，全部信息经通讯网络由上位计算机监控，对生产过程实现最佳控制:通过CRT装置、通讯总线、键盘、打印机等对生产过程高度集中地操作、显示和报警。整个装置继承了常规模拟仪表分散控制和计算机集中控制的优点，并且克服了单台微机控制系统危险性高度集中以及常规仪表控制功能单一、人一机界面差的缺点[3]。今后集散控制系统将向两个方向发展，一个方向是向大型化CIPS（ComputerIntegratedProcessorSystem）计算机集成过程系统、CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)计算机集成控制系统发展、现场总线FCS（Fieldbuscontrolsystem）控制。DCS的通讯网络是以以太网为基础的局域网，它的主干网络采用冗余以太网，通讯速率lOMbps/l00Mbps,I/0卡件与DPU通讯采用1:1冗余的10M以太网，智能远程I/0采用1:1冗余以太网与主干网连接。DCS采用了最新的控制和信息技术把生产过程控制数据和信息系统综合在一起，提供了工厂管理一体化的解决方案。DCS采用开放式结构，模块化技术。其合理的软硬件功能配置和易于扩展的性能使得DCS具有较高的性能价格比，广泛应用于电站的分散控制、电厂调度和管理信息系统、变电站监控、电网自动化、轨道交通、钢铁企业的高炉监控、化工企业和造纸厂的过程自动化。集散控制系统又称分散型综合控制系统（DCS）系统，是对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，通过CRT装置、通信总线、键盘、打印机等，进行集中操作、显示和报警。整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一、人一机联系差，以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既在管理、操作和显示三方面集中，又在功能、负荷和危险性三方面分散DCS不局限于控制(Controlling)，它强调的是过程处理(Processing)，包含控制及一些信息处理功能。集散型控制系统的层次分成以下四级：（1）现场装置管理层次的直接控制级（过程控制级）在这一级上过程控制计算机直接与现场各类装置（如变送器、执行器、记录仪表等等）相连，对所连接的装置实施监测、控制，同时它还向上与第二层的计算机相连，接受上层的管理信息，并向上传递装置的特性数据和采集到的实时数据。（2）过程管理级这一级的过程管理计算机主要有监控计算机、操作站、工程师站。它的综合监视过程各站的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程处理。（3）产品管理级这一级的管理计算机根据产品各部件的特点，协调各单元级的参数设定，是产品的总体协调员和控制器。（4）总体管理和经营管理级这一级居于中央计算机上，并与办公室自动化连接起来，担负起全厂的总体协调管理，包括各类经营活动、人事管理，等等。DCS在水处理中的应用集散控制系统（DCS）是一种以微处理器为分散型综合控制系统，DCS系统综合了计算机技术、网络技术通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。在莱钢轧钢厂中小型车间水处理自控系统采用了浙大中控SUPCONJX-300XDCS系统，把计算机、仪表和电控技术融合在一起，实现了数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠[4]。在这里的水处理自控系统运行在WindowsNT环境下，拥有NT的更多功能，灵活易用，并且算法丰富，组态方便。系统由工程师站、操作站、控制站、过程控制网络等组成。配置灵活是DCS的特点，用户可根据需要，对卡件、网络进行冗余、部分冗余或不冗余选择，在保证系统可靠，灵活基础上降低用户的费用。配置如下：（1）系统配置根据水处理系统规模，系统设计了1个控制站，1个工程师站兼操作站。控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。工程师站兼操作站包括工控PC机、彩色显示器、鼠标、SCNET2网卡、专用操作员键盘、打印机等。在此机器上可完成系统组态维护、实时兼控等功能。控制站内部以机笼为单位，本系统用了一个机柜中的两个机笼。机笼固定在机柜的多层机架上，每只机柜最多配置7只机笼：1只电源箱机笼和6只卡件机笼（可配置控制站各类卡件）。水处理过程控制网络采用Scnet2网络，Scnet2网络连接系统的工程师站、操作站和控制站，完成站与站之间的数据交换。Scent2可以连多个Scent2子网，形成一种组合结构。Scent2网络又叫过程控制网，采用了双绞线高速冗余工业以太网作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。控制站网络又叫SBUS，采用主控制卡指挥式令牌，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。每个Scent2网理论上最多可带1024个节点，最远可达10000米。（2）控制站性能每个机笼最多可配置20块卡件，即除了最多配置一对互为冗余的主控制卡和数据转发卡之外，还可以配置16块各类I/O卡件。水处理系统控制站主要配置如下：主控制卡1块（SP243X）；模拟量输入摸板（SP313X）；数字量输入摸板（SP331）；数据转发卡（SP233）；数字量输出摸板（SP243X）；模拟量输出摸板（SP233）。主控制卡必须插在机笼最左端的两个槽位。在一个控制站内，主控制卡通过SBUS网络可以挂接8个IO或远程IO单元（即8个机笼）。主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保证实时过程控制的完整性。主控制卡的高度模块化结构，用简单的配置方法实现复杂的过程控制。（3）网络配置SUPCONJX-300XDCS系统采用高速工业以太网SCent2作为其过程控制网络，它直接连接了系统的控制站、操作站、工程师站，通讯接口单元是传送过程控制实时信息的通道，具有很高的实时性和可靠性，通过连接网桥，SCent2可以与上层的信息管理网或其他设备连接。过程控制网络SCent2是在10baseEthernet基础上开发的网络系统，各节点的通讯接口均采用了专用的以态网控制器。数据传输遵循TCP/IP和UDP/IP协议。SCent2的通讯介质、网络控制器、驱动接口等均可冗余配置，在冗余配置的情况下，发送站点（源）对传输数据包（报文）进行时间标识，接收站点（目标）进行出错检验和信息通道故障判断、拥挤情况等处理；若检验结果正确，按时间顺序等方法择优获取冗余的两个数据包中一个，而滤去重复和错误的数据包。而当某一条信息通道出现故障，另一条信息通道将负责整个系统通信任务，使通信仍然畅通。在保证高速可靠传输过程数据的基础上，Scnet2还具有完善的在线实时诊断、查错、校错等手段。系统配有Scnet2网络诊断软件，内容覆盖了网络上每一个站点、每一个冗余端口，每一个部件。网络各组成部分经诊断后的故障状态被实时显示在操作站上以提醒用户及时维护[5]。2工艺流程及控制要求课题设计工程背景及动态随着工农业生产发展和人口的增长，各种生活、生产活动对水环境所造成的污染正在不断加剧，工业发达城镇和乡镇工业集中地区附近水域的污染尤为突出。水资源紧缺及水污染严重，已成为当前人们关注的问题，污水处理问题迫在眉睫。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛的应用于纯水制备、苦咸水海水淡化等领域。反渗透膜作为反渗透制水设备中的核心部件，将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物质及胶体等杂质去除。反渗透膜水处理技术是一门崭新的跨学科实用化技术，被公认为是当代最有前途的高新技术之一，特别适用于废水处理。鉴于目前生产过程中广泛应用的DCS系统，作为工业自动化方面的毕业生，无论在科研、设计院、企业工作都有必要了解过程控制的发展方向，熟悉DCS系统的设计方法。本次所完成的就是用DCS系统控制水处理反渗透装置[6]。工艺流程及控制要求本此水处理系统主要包括超滤水箱、水洗部分、增压泵、阻垢剂投加部分、高压泵、5μ精密过滤器、RO膜元件以及各种显示仪表和控制阀门等。反渗透装置是在具有十几毫米并带支撑物的纤维丝上敷设一层薄膜，水流经此膜时可将水中小于5μm的化合物滤掉，剩余的水质中只有阴、阳离子等物质，然后再进入阴阳混床中进行处理。RO膜为系统的心脏，操作与维护是RO系统正常运行的关键，为了发现潜在的问题，需对系统运行数据定期分析。高压泵提供膜组件所需的产水量和水质的压力。本次设计水处理反渗透装置的设计制水能力为220m³/h，主要由四套超滤装置和两套反渗透装置组成。超滤装置产水能力为476m³/h。水处理装置生产过程中，需要实现系统的监控，同时要求有序控制整个装置的阀门的导通和监控，是一种典型的时序控制。系统的匹配能力工艺流程水量平衡图2-1。图2-1系统工艺流程水量平衡图2.2.1超滤装置的启动在确保UF处理系统已正常运行的情况下，超滤装置的启动分为初次投运和停运后启动两种情况。串洗分四组，启动时需要气水洗或水洗一遍，只能逐组启动，不允许两组或两组以上同时启动。2.2.2超滤装置初次投运初次投运采用现场手动与控制室点动结合的办法进行，首先对四组UF浓水管排气，再制水对UF水箱清洗并使其水位达2m，然后逐组进行30min的水冲洗后即可投入正常运行，具体步骤如下：(1)初次投运准备a把UJ0301清洗干净，并且打开其手动排污阀。b检查系统其气动阀门全部处于关闭状态，并打开四组超滤装置浓水总管上手动排气阀。c打开超滤系统内部收有手动阀门，打开UJ0301a,b的进口手动阀门。d打开KV-101A、B、C、D至浓水总管上排气阀中均匀水流出，表明四组浓水管中已无气体后关闭四组手动排气阀门。e打开KV-102A、KV-102B、KV-102C、KV-102D，开启UJ0301a。f30S后打开UJ0301a出口手动阀，打开KV-103A、B、C、D。g30分钟后，关闭UV0301手动排污阀。h在UV0301液位达到米后备用。(2)初次投运的启动a开启UJ0302a，30S后开KV-108A。b关闭KV-101B、KV-102B、KV-101C、KV-102C、KV-103C、KV-101D、KV-102D、KV-103D。c打开KV-107B和KV-104B，冲洗30分钟后关闭KV107B和KV104B。d打开KV-101A、KV-102A、KV-103A。e打开KV-101C、KV-102C、KV-103C,C组正常运行。f打开KV-107D、KV-104D，冲洗30分钟后关闭。g打开KV-101D、KV-102D、KV-103D，D组正常运行。h打开KV-107A和KV-104A，冲洗30分钟后关闭。i打开KV-101A、KV-102A、KV-103A，A组正常运行。j按A组自动启动程序按钮，系统进入以A组为领头组别的依次气水洗串洗及正常产水程序。k通过A、B、C、D四组进水、产水管上手动阀门分别手动调节各组流量满足工艺要求，即各组进水流量、浓水流量、产水流量分别控制在152m3/h、76m3/h、76m3/h左右。2.2.3停动后的启动停动后的启动分四组全停的四组逐组启动及四组中至少有一组运行情况下其它组别的启动两种情况。四组全停情况下的首组启动按下列顺序采用控制室点动开启，其过程如下：如先启动A组：a关KV-102A、101A、103A，开KV-105Ab在PI105=时，开KV-104A及UJ0302ac20S后关KV-105A,开KV-106Ad10S后关KV-106A,开KV-107A、KV-108Ae1分钟后，关KV-107A及KV-104Af延时5min关UJ0302a及KV108Ag开KV-101A、102Ah打开UJ0301a，压力上升后开启出后阀。2.2.4超滤装置的停运超滤装置的停运指超滤装置停止产水并退出系统。操作人员根据现场情况，可实施一组或数组的停运。由于UF是RO的前级处理。UF的运行组数应与RO的开启组数能力相匹配，否则应先停相应组数RO装置，再依次停UF组别。在停运最后一组时，注意UF水箱液位是否达到米，若不到暂时不停该组，至液位达到米时停运。最后关闭UJ0302a及KV108A，关闭UJ0301a及其进出口手动阀门。最后检查，系统所有阀门全部处于关闭状态。UF处理系统即管道混合器进口至PIC122出口阀门全部关闭，还原剂投加汞及蒸汽进口阀均关闭。2.2.5系统能力匹配的注意事项A启动一组RO系列，UF装置必须有两组处于运行状态。两组以上UF运行时，可通过每组UF产水管上手动阀调节其单套产水量，以与其能力相匹配。B启动二组RO系列，UF装置必须4组均处于运行状态，当其中一组需维修或化学清洗时，可调节其余3组UF产水量至每套98m³/h，但不允许长期如此运行；两组UF同时停运，则应停运一组RO系列。C由于一二级除盐水箱均为800m³，共1600m³，为保证220m³/h的二级除盐水箱供水量，系统调节时间如下：aUF停运两组或RO停运一组，可维持对外供水12小时。bUF四组或RO两组全停，可维持对外供水6小时。cUF停运一组，RO可开二组，但停运组UF系统应在24小时之内检修完毕。3系统控制程序设计组态软件本次系统设计所用的组态软件为4-mation仿真组态软件，4-mation（MOORE产品公司一种软件的商标名，其含义是四种组态语言的结合）是一个软件包，用于APACS的系统组态。应用场合为实时过程控制，包括连续生产过程、批量间歇生产过程以及类似连锁保护控制等离散状况。它是一种图形的，以Windows为基础的工具。考虑到还没有一种编程技术能满足所有过程控制应用项目和工业的需要，4-mation提供的是一整组的组态工具，而不是只支持单一种技术。这组态工具是用于过程控制的四种不同编程语言，它们分别是：功能块FunctionBlock；梯形逻辑LadderLogic；结构文本StructureText；顺序功能图SequentialFunctionCharts。这些语言是用图形格式来实现，因而易于学习，操作直观方便。在任何一种组态中，可包含上述四种语言之一或者它们的组合[7]。3.1.1软件及硬件平台4-mation的基本硬件平台是IBM（或兼容PC机）运行及以上操作系统；典型的最低要求是：一个386/20MHz的微处理器及8MB的RAM。其它可选的硬件平台是工业计算机模件（ICM）。ICM是一个工业包装的，IBM兼容的PC机，其尺寸适配于MODULRAC标准架。ICM包括有一个486/50MHz的微处理器，16MB的RAM和一个120MB硬盘驱动器，支持任何标准键盘及监控器，以及其它外围设备。4-mation是用强化版本的“C”编程语言（C++）写成。因广泛使用“C”语言，结合MOORE产品公司的软件编程技术，使得4-mation有潜力可以使用于许多硬件平台。现在，4-mation适用于MS-Windows，并能正常进行工作，使它亦能适用于其它操作系统[8]。3.1.2组态的分层结构APACS变成技术使用组态层，允许组态的组织按各级功能进行，这些级从上到下为：A系统级ThesystemLevel；B源级TheresourceLevel；C程序级TheprogramLevel；D派生（衍生）功能块级TheDerivedFunctionBlockLevel。4-mation组态软件最基本组成为3232页（sheet），它是Windows环境中的一个窗口，从上到下为1至32，横行为从左到右为A至AF，行列的交叉点称为单元。一个单元可以包含单一信息，这样就有3232=1024个离散单元贮存信息。每个变量，连接线及功能块输入，输出节点等都要占有一个单元。显然，对于一个系统的组态程序，通常大大地多于一个单页，同时还要综合各种语言。因此，4-mation提供了建立和编制更多程序页的办法，其方法是使用派生功能块。由用户为一个派生功能所占用的单元提供另一个3232的子页。每个子页可根据需要提供更多的子页。在一个组态的分层结构中，某一特殊页相对于低它一层的几个子页而言是父页。然而这几个子页有可以成为其它几个子页的父辈。如此类推，通过这种分层结构，可完成一个大系统及混合编程语言的组态。每页处理顺序为先从上至下，一条一条地进行；然后从左至右移动。换句话说，A1单元执行后，接着是A2，A3……，A32；然后是B1，B2……，B32直至AF32单元。若遇到派生块，则它的子页被扫描，一旦完成后，又返回到父页继续执行。4-mation组态本章讲述4-mation工作时应遵循的步骤。所有饿组态功能都是通过图符条，下拉菜单及程序对话框来实现的。这里介绍如何选用恰当的菜单及对话框来完成所期望的任务。如前所述，APACS编程技术使用组态层，这些层次从顶到底是：系统层资源层程序层派生功能层每次一个组态开始或打开时，用户在这些层次中移动。掌握层次间的相互作用对组态操作是必要的。A系统层系统层呈现在用户面前的是模块树（ModuleTree），它是打开一新的或已存在组态的第一幅屏幕。当建立一新的系统组态时，构造模块树是必须完成的第一件事，它是整个系统基于的关键屏幕。1）系统模块树系统模块树可使用图解地查看系统中所有模块的位置，它展示了由组态所控制的硬件的物理位置。系统可包含一个机架或扩展到多个机架，每一模块树是又资源模块（例如ACM，ICM等），I/O模块（例如SAM，RIM，VIM等）或及其它通讯，供电模块组成。每一资源模块是一条分支，组织在资源模块下的I/O模块以缩格形式出现。资源模块驻留在M-BUS上，而I/O模块驻留在IOBUS上。树中左上段的节点代表系统名（当首先打开一新的组态时输入的名称），树中所示的线条展示了MODULNET，MODULNET及IOBUS。MODULNET是在系统名右下的一个标记，节点得志列在这里且对应于恰当设置的MBX。连在节点上的M-BUS是另一个标记，它包括ACM的机架及插槽得志和模块类型及其资源名称。用以描述ACM的物理位置。IOBUS是在模块ACM右下的标记，它包括机架及插槽得志和模块类型名。用以描述每个I/O模块的物理位置。代表模块总线上节点的框中的“+”号，指示该模块有子块，把节点用鼠标点一下可展开这些子块。当一个节点扩展时，节点中的“+”号变成“-”号。2）系统模块树的建立现在讨论怎样离线地开始一个新资源组态，包括系统创建和模块树的建立。B资源层模块树（ModulTree）只是显示了系统硬件布置组态。现在开始资源模块（ACM控制模块）的组态，以实现各种方案，系统资源模块的组态是从源网络树开始的。资源层的组态：在系统模块树中，用鼠标在要组态的资源块上双击，资源的源网络树出现了，显然，该源网络资源名就是模块树中输入资源模块时的定义名。由于用户还没有组态，源网络树打开后，只有一个RESOUREC-BLKS层，这是系统自动生产的。一旦用户组态完成，源网络树就自动形成[9]。双击源网络树中资源名，首先出现的是3232的资源页，值得注意的是，尽管标准功能块是组态语言中的通用元素，但此时不允许直接放在资源页上，只有程序块是唯一允许出现在一资源页上的组态元素，其目的是将资源组态的任务分成较小的部分。有两种类型的程序块：1）I/O扫描（预先定义的）2）用户定义的由于只有程序块是允许出现在资源页上，所有用户组态必须放在用户定义的程序块内，每一资源组态必须以一用户定义的程序块开始，当然也可以利用预先定义的整体I/O扫描和部分I/O扫描程序块。C程序层由前述可知，在资源页上只有程序块，是没有原始组态的。为了完成控制系统的组态，需要转换到一个新的3232的程序页，在该页上，它们可以利用标准功能块、用户定义块及派生块和其它元素。一般来讲，它们也不是把最原始的组态放在程序页上的，首先是空间有限，其次是为了机构清晰，一般是采用派生功能块。为了系统地完成一个控制组态，程序设计者应该预先有一个完整的、清晰的总体设计方案及层次结构，什么地方利用派生功能块、用户定义块，采用何种语言，这样的编程设计才层次分明，结构完整；同时便于修改和查找。APACS的组态是严格要求按照从上至下的组态层次的。在程序页中，大量地应用着派生功能块，以扩展组态空间，使设计模块化。4-mation组态软件的使用4-mation在离线或在线方式中运行。离线方式提供常规的组态环境。在线方式则呈现运行中的组态，同时提供故障处理和测试的工具。这意味着一个软件包可以被用来组态、测试、起动、及维护，避免了对软件的重新学习。A打开或建立系统文件（1）选择“文件/打开File/Open”菜单项，出现如图3-1所示的“打开系统”话框；图3-1打开系统对话框（2）选择“online”在线选项按钮（缺省值）；（3）点“OK”按钮，出现系统模块树如图3-2所示；图3-2新建系统模树块（4）在file母菜单中选择Object/Item,可以修改自定义的名字，如图3-3。图3-3修改自定义系统模块树名B增加资源模块建立模块树时，首先应把控制模块按标准模块架上的位置组态好，其步骤为：（1）将光标放在模块树的系统的名上，从页底部图符条中选择“增加ADD”F1图符，出现了“硬件模块HardwareModules”对话框；（2）选择所需要的资源模块（各种类型已列出）；（3）增加节点，机架及插槽地址；（4）给该资源一个名称；（5）在冗余组框中选择所要的冗余类型；注意：1、对PeertoPeer冗余（仅ACM冗余），ACM必须为奇编号插槽。2、对NodetoNode冗余（全冗余），ACM必须为偶编号的节点上。（6）选择“OK”命令按钮，现在模块树引导框中有“+”号；（7）重复（1）到（6）步，增加多个资源。小心选择恰当的节点，机架及插槽地址，以及冗余类型和资源名；（8）在“+”号中点一下，直到资源展开出现在模块树中。C指定I/O模块到ACM上（1）将光标放置在指定增加I/O模块的ACM上；（2）选择“增加ADD”F1图符以增加I/O模块（EAM、IDM、VIM等）；（3）选择所要的I/O模块；（4）指定系统地址（节点机架、插槽），在“检查Check”命令按钮上点一下来确证指定地址没有被使用；（5）点“OK”按钮；（6）重复第（2）到（5）步，直到所要的I/O模块都加入为止。D编辑模块树在某些情况下，已组态的模块树是可以编辑的。（1）模块树中给一资源更名a将光标放在要更名的资源上；b选择“编辑目标/项目Edit/Object/Item”菜单项；c在资源名编辑框中输入新的名称；d在“OK”命令按钮上点一下，完成了更换新的资源名。（2）模块树中给一模块再定地址a将光标置于重新确定地址的模块上；b选择“编辑目标/项目”菜单项；c在系统地址区域中输入新的地址；d点“OK”命令按钮完成操作。（3）从模块树中删除一模块a将光标置于要删除的模块上；b按DEL键。值得注意的是删除该模块前，必须首先清除该模块的组态。例如要删除I/O模块，必须首先清除该模块的组态通道。E建立一个程序块（1）在资源页上，从图符条中选择程序图符F2（PROGRAM）；（2）将光标放在期望的单元位置，将“功能块类型FunctionBlockTypes”对话框打开了，在“类型Types”选项中选择“程序Program”；（3）在“建立Create”命令按钮上点一下。将打开的是“功能块说明FunctionBlockDeclaration”对话框（4）在“功能块类型FunctionBlockType”编辑框中输入程序块的类型名。如果不需要输入和输出，跳到第13步，双击prom1；（5）选择“输入Inputs”选项按钮；（6）在“I/O名称I/OName”编辑框中输入该输入节点的名称；（7）用右上部选项按钮来选择输入的数据类型。类型出现在“I/O数据类型I/ODataType”编辑框中；（8）在“添加ADD”命令按钮上点一下，该输入出现在输入清单中，重复第6到第8步直到所有的输入节点都加进去为止；（9）选择“输出Outputs”选项按钮；（10）在“I/O名称”编辑框中输入该输出节点的名称；（11）用右上部的选项按钮来选择输出的数据类型，类型出现在“I/O数据类型”编辑框中；（12）在“添加”命令按钮上点一下，该输出出现在输出清单中。重复第10到12步直到所有的输出节点都加进去为止；（13）在“OK”命令按钮上点一下。所生成的程序作为一个成员出现在3-4所示的“程序块类型”对话框中；（14）在“功能块类型”对话框中在“选择Select”命令按钮上点一下。新的程序块将出现在光标所在的程序块页上[10]。控制程序设计及要求控制程序设计要求包括如下：（1）停车程序（包括A组和B组程序设计方框图）（2）渗透表面冲洗程序（包括A组和B组程序设计方框图）（3）反渗透正常运行程序（包括A组和B组程序设计方框图）根据控制要求，本系统的逻辑控制程序用4-mation组态软件中的梯形逻辑来编写反渗透停车程序，以及用顺序功能图来编写正常程序。梯形逻辑编程提供传统梯形逻辑网技术，得到高性能的离散量控制和联锁（反渗透停车程序见附录中）[11][12]。顺序功能图（SFC）语言，使用户能用图解的方法来定义一个顺序。步是SFC基本组成块。它有两种形式：一个初始步以及一个步。一个初始步确定一个图表的起始点，同时给它指定一个名称。如图3-4所示就是一个初始步。图3-4一个SFC初始步的例子离散变量的动作，这种类型的动作符号有两字段。第一个字段是动作的限定词（qualifier），第二个是布尔量本身。布尔量本身可以用在组态的另外一处，或者可以直接视为一个输出通道。动作的限定词确定：当一些步操作时，对布尔量会发生什么事。离散变量动作例子见图3-5。图3-5离散变量动作例子动作变换将现行操作的步传送到图表的一步。两个变换不应相连，总是由一个步分开。每个变换有一个它所关联的条件。这里就以A组正常运行控制程序为例进行分析说明，其程序设计方框图如图3-6所示。同时也列举了部分程序清单进行。图3-6反渗透运行控制程序设计方框图例：用4-mation组态软件编写的反渗透正常运行程序清单：在程序中，“S”表示的是阀门或泵的“开”，“R”表示的是“关”，“D”表示的是“延时”。两步中间的表示是条件，表明下一步是在条件满足时才往下执行。程序设计完成后,要进行系统调试，才能知道设计是否符合要求。在资源页打开On-Line中的变量控制栏中不断的赋予新值，改变变量[13]。在运行状态下观察结果是否与控制要求符合。如果不符合对组态进行修改。这个菜单选择进入变量控制对话栏，它可以对组态，参考，变量进行控制。这些变量可以是不激活，激活或修改。首先选择变量然后选中变量控制对话栏，就会看到变量名，变量类型，变量值显示在对话栏。变量的名字或软件清单通过名字编辑栏选择写入按钮输入。这个功能仅仅只能在在线形式下修改。如果选择的变量是步尔类型，TRUE就可通过TRUE按钮输入，FALSE则用FALSE按钮或可以使用脉冲按钮。4系统的运行及调试前面几部分介绍了DCS在水处理中的应用及系统工艺流程及控制要求，进行了系统控制程序的设计，现在就根据前所述的要求及设计的程序对系统进行人机界面设计及对系统运行和调试情况进行分析说明。人机界面设计4.1.1InTouch设计软件介绍及其使用InTouch是美国Wonderware公司开发的，世界上第一个集成的。基于组件的MM系统-Factorysuite2000中的一个核心组件。它具有世界领先的HMI(人机接口界面)和面向对象的图形开发环境，便于高效、快捷地配置用户的应用程序。人机界面采用VISION软件，除了完成其他的界面功能外，在流程图上，还显示了所有阀门的阀驱动信号和阀检状态，步长，当前步时间，当前步序，累计循环次数，延时时间，以及开车/暂停，延时，清零，阀驱点动等按钮，通过组态设计实现操作员对下位机的操作，达到系统的控制要求[14][15]。AInTouchwindowmaker简介Intouchwindowmaker是应用程序产生工具。他不同于其他软件所采用的字符图形或像素图形，而是采用了面向对象的图形技术。Windowmaker有三种基本的简单对象：线，填充图形和文本，每一种简单对象类型都会影响他的显示，这些属性包括线颜色，填充颜色，高度，宽度，取向等等，它们可以是静态的，也可以是动态的。静态属性的应用层序操作过程种是不可更改的，而动态属性与表达式的值相关联，当表达式的值改变时，就会引起动态属性的改变。例如，对象的填充颜色可以与离散表达式的值相关联，当表达式的值为真时，可以填一种颜色，当他为假时，又可以填一种颜色，简单对象的大多数属性都可以设为动态的，对象可以有多个动态属性，这些动态属性可以组合已达到所需效果[15][16]。（1）线：一条线是由一个或多个类型线段组成的对象。颜色是可链接的属性，线的宽度和样式则是不可链接的属性，但可以被设置为缺省属性。（2）填充图形：填充图形是一个二维图形，它是由线保卫起来的一个封闭区域。包括矩形，圆角矩形，圆，椭圆和多边形。填充图形的属性包括：线颜色，线度，线样式，填充颜色，填充颜色百分比，高度，宽度，位置，可见性，取向和大小。（3）文本：文本是由一行字符串组成的对象。文本的属性包括：字体，大小，颜色，粗体，下划线，斜体，对齐方式，可见性和位置。（4）复杂对象：除了简单对象，InTouch支持复杂对象。（5）位图对象：位图对象使操作者能将图拷贝并贴入信用程序中。趋势图趋势图是一个矩形绘图区，它用图形表达了一个或多个变量随时间的变化，InTouch有实时趋势显示良种趋势对象。（6）符号：符号是操作者定义的简单对象（线，填充图形和文本）组合，并且被当作一个单独的对象处理。符号属性的任何改变，不管了windowmaker中静态属性的改变，还是windowmaker中动态属性的任何改变，都会影响符号中的所有组元。同样的，在windowmaker中，填充颜色选项也会改变所有组元的填充颜色。填充颜色可以通过工具箱选定。一个符号的制作是通过选定两个或多个对象，然后激活“安排组合”符号命令来完成。如果在组合成一个符号之前，组元对象具有不同的属性，并且在组成符号之后这些属性也为被改变，那么对同一个属性，一个符号的组元对象可以具有不同的值。双击一个可激活“特殊功能｜动画制作链接”命令，以定义符号的动画属性。选中符号并拖动手柄可以缩放一个符号，符号中的文本也可以通过使用“文本｜缩小字体”或“文本放大字体”或工具箱中的工具来重定大小[17]。（7）单元格：单元格是两个或多个对象，符号或其他单元格的集合。单元格中各对立的图形元素之间保持固定的空间位置关系，单元格中的每个组元都可以有它自己的链接。单元格用于创建虚拟设备，如游标控制器。一个单元格的制作是通过选定两个或多个对象，符号或单元格，然后选择“安排分解单元格”命令来完成。一旦一组对象被组合成一个单元格，他的内部属性，如颜色，大小，动画链接等就不能再更改，唯一的方法是使用“安排/分解单元格”命令将其分解。在windowmaker中，通过链接操作可以再重新生成单元格。当创建多个相似的“设备”以“连接”到不同的标记名时，单元格是非常有用的。双击单元格可激活”特殊功能替代标记“命令，可将前面创建的单元格的再制连接到一个新的标记名上。（8）向导：向导在应用程序开发过程中很容易使用和配置。选择一个向导，将其贴入窗口，然后双击它，就会弹出一个配置对话框，其中包含了配置向导所需项的控制段。开发复杂的向导可以提供幕后类型的操作，入创建完全显示窗口，创建活转换数据库，输入Autocad图形以及诸如Intouch配方管理器和SPC附加程序等其他应用程序。向导可以被看作是一种大多数情况下可缩放和配置的“智能单元格”。当选定一个向导时，他的四周会出现一个大的方形手柄，拖动其中一个手柄可以检查该向导是否可以缩放，如果向导的大小不变，那么它就不可缩放的，如果双击一个向导，但没有弹出对话框，那么该向导是不可配置的。选定向导并选择工具箱中的“安排分解单元格”命令，可以将向导分解为原始组元[18]。BWindowmaker工具箱Windowmaker工具箱所包含的工具可用来创建和操纵对象，或在应用程序窗口内执行其它功能Windowmaker工具箱是动态的。因而，当单击某一工具时，它将凹进，并关于它的说明将出项在工具箱下面的消息区。一旦选定了一个对象，并操作者在窗口内单击鼠标，工具箱中那些功能可用于所选对象的工具将被激活并凸出。通常windowmaker中只要有一个打开的窗口，工具箱就是可见的，但可通过“特殊功能/显示/隐藏工具箱”命令而隐藏。但放大或缩小议对象大小，可按住“shift”健使对象纵横比不变。在缺省状态，一个被画并选中的对象大小的信息将显示在工具箱的下面。但光标位于工具箱的工具上时，关于此工具的说明将在消息处出现。但光标位于窗口的空白区，将显示它的位置。“工具箱配置”对话框可以通过“特殊功能配置工具箱命令或通过工具箱控制菜单来访问[15]。4.1.2用InTouch软件画流程图首先进行标记名字典定义。在InTouch中，数据主要氛围内存型和I/O型。其中，内存型数据为InTouch程序内部定义的变量（如年，月，日），I/O型数据的来源一般为其它计算机结点或本机运行的其它程序（如I/OServer），生产现场的所有数据就是I/O型，若要在操作站的动态画面上显示，就必须在标记名字典中定义，且与控制站的内部地址一一对应。本次设计数据为I/O型数据。我们可以设计许多操作画面，包括流程画面图、报警画面、流量和液位趋势图画面、PID调节画面、退出和登陆画面、监控数据显示画面等。工艺人员能构造操作画面上直观地看到工艺流程，能及时发现异常现象[19]。对重要阀门设置了手动开关按钮，能够在控制室内手动开关重要阀门，保证系统的安全运行。所有的工艺操作度可用鼠标在相应的画面上进行，操作方便，界面友好。各阀门的开关状态在画面上用不同的颜色区分，即绿开红关。在InTouch中设置调节画面，画面上除保留KMS面板上的各项功能外还设置了趋势画面，通过调用趋势图可进行参数整定及查看各参数的历史。本次系统中的流程图在画图过程中由于一个画面放不下，就设置了两个画面。所以，在动态链接时，就要设置“显示下一个”按钮等，具体在下一节中的动态链接中涉及，此处就不再赘述了。运行及调试4.2.1程序与流程图链接ADDE简介组态软件要与人机界面进行连接才能更好的完成控制要求。4-mation与InTouch之间是通过DDE动态链接进行的。通过它，我们将定义各个阀门，以保证整个模拟过程的正常运行，达到我们所要的结果。DDE是动态数据交换（DynamicDataExchange）的缩写。DDE是由微软设计的一种通讯协议。它允许Windows环境下的应用程序彼此间发送，接收数据和指令。它在两个正在运行的程序间实施客户机/服务器方式。服务程序可以提供数据并且接收其它需要数据程序的请求。发请求的应用程序叫客户机程序。一些应用程序（如InTouch和MicrosoftExcel）可以同时作为客户机或服务程序[20]。[14]请求数据可分为两种类型：一次性和永久性数据联链接。使用一次性请求，客户机程序向服务程序请求数据的一个“快照”。一次性请求的一个离子是一个正在运行“生产报告”宏指令的程序。（例如Excel）这个宏指令将为另一个程序打开一个通道，请求指令的数据，然后关闭通道，使用这些数据来产生一个报告。永久性数据连接被叫做“热”连接。当一个客户机程序和其它的程序建立了一种热链接时，它要求服务程序在某一项数据值改变时通知客户机。永久性数据链接一直有效，直到客户机或服务程序中断链接或对话。InTouch提供一种能力来定义DDE类型的数据库中的数据点（标记名），通过DDE，可以从其它Windows程序中连续获得这些数据点。为InTouch提供数据的趁许必须支持DDE协议。支持DDE的一个流行程序是微软的Excel电子表格程序。InTouch可以从Excel电子表格中读取值或将值写入Excel中。Excel也可以从InTouch运行的数据库中读取值或将值写回数据库中。这种交换在两个正在运行的程序间实时发生的[21]。无论何时，源端的数据值发生改变，远程获取的数据值会自动更新。这种能力可用来配置这种超级程序，这种程序通常包括两个或更多个交互操作的程序。例如：创建一个电子表格，在一个产品的生产过程中进行优化运算。电子表格通过从InTouch数据库中读取值来获得数据，这些值可能来自现场的控制器中或传感器中。然后，InTouch再从电子表格中读回结果，以优化值来控制不同的产品参数。BDDE的地址命名方法通常DDE协议使用三部分名称来识别一个数据元素，它们分别是：应用程序名，主题名和项名。要想从其它程序中获取数据，客户机程序通过指定这三项打开一条与服务程序间的通道。为了让InTouch能从其它程序中获取数据，必须知道提供数据的应用程序名，包括数据值的应用程序的主题名和主题内的某一项名。另外，InTouch还需要知道数据类型：离散型，整形，实型（浮点数）或文字型（字符串）。当在InTouch数据库中定义标识名时，它将自动执行所需要的动作来获取和维护这个项目值。当另一个Windows程序需要InTouch的数据值时，它必须知道三个DDE地址项：1）VIEW（应用程序名）是包含数据元素的运行的InTouch程序。Tagname（主题名）是一个词，当在InTouch数据库中读写标识名时，通常使用它。如图4-2所示。ActualTagname（项名）是一个实际的标识名，是为InTouch标记名数据字典中的项目而定义的。C链接一旦一个对象或符号被创建，就可以通过动态链接赋予它“生命”，动态链接使对象或符号改变外观来反映标记名或表达式值的变化。如本次设计中阀门符号，它的计算机控制仪表是KV110、KV112，当它关闭显示红色，当它打开显示绿色（如图4-1所示）。阀门符号也可作成出发按钮，通过接触，来使阀门启动关闭。这些都可以通过选定对象或符号并定义其动态链接来实现。如图4-2所示。图4-1对象标记对话框图4-2标记名字典定义对话框InTouch支持两种基本形式的链接：接触链接和显示链接。接触链接允许操作者向系统输入。显示链接允许输出给操作者。数值游标或下压按钮就是接触链接的例子，颜色填充，位置或闪烁链接则是显示链接的例子。“显示链接”给操作者提供输出，25种类型归入下面的：部分线颜色链接，填充颜色链接，文本颜色链接，对象大小链接，位置链接，填充百分比链接，其它链接和数值链接。离散量表达式颜色链接中，对象或符号的填充，线，文本颜色属性可以链接到离散量表达式的数值上。为创建这种链接，选择对象并即或“特殊功能/动画制作链接”命令或双击对象，访问链接选择对话框，在“填充颜色”一栏，单击“离散”按钮，访问“填充颜色”---离散量表达式“链接详细资料对话框。（如图4-3所示）接触链接允许对象或符号由操作者触发，运行时接触链接将被对象周围可见的“接触框标识。用鼠标单击激活触敏按钮，触摸屏幕上的图象（如果出没屏存在），按下选定的等价键或Enter键“按键框”在对象周围时），都可激活按钮。可定义的接触链接有9种类型。“接触链接”允许操作者向系统进行输入，这个输入可以打开或关闭阀门，输入新的报警点，运行一个复杂的逻辑脚本或文本字符串进行登陆等。这些字段通过触摸它们来激活，如果被链接的对象或符号含有放置在它上面的文本对象，上面的文本对象将被用来显示数据值。图4-3“显示链接”界面图4-4设置“显示下一个”对话框4.2.2对系统进行运行及调试A组态程序运行前面一节中已经讲了由于整个流程图被分为了两个画面，所以在运行前需将两个流程图部分也链接起来，以便操作员选择。操作为：打开如图4-3界面后，在画面左下方的TouchPushbuttons下选中“Action”然后在双击后弹出的对话框里就可以设置“显示下一个”，（如图4-4所示）。来设置一个按钮“TEXT”（见流程图）。完成系统控制组态程序的编写以及流程图的制作和动态链接后，我们现在对组态程序进行运行。系统运行步骤如下：（1）4-mation在线形式下打开编好的组态程序，把程序打至在线（如图4-5）；（2）在工具栏中选择on-line点击打开“SFCControl”，并把控制方式设置为AUTO形式。（如图4-6）；（3）流程图界面窗口设置为“Runtime！”。完成以上3步后，程序开始链接运行，并在流程图上显示了设定了的阀门的开关颜色变化，展示了阀门开/关状态，进行观察和对照。通过以上操作，也发现了不少问题，有些步，不能按照预定的要求执行，大致有以下几个问题：（1）反渗透停车过程中，程序混乱，完全不能按要求执行；（2）在阀门动作中可以观察到，有几个控制阀门如KV112、KV109一直处于停止状态，颜色没有变化（即没有动作）；（3）在程序中设置的某个延时没有执行。图4-5系统在线显示状态B问题纠正及调试针对以上出现的几个问题，经过老师的指导及自己的分析和反复调试后，通过以下方式进行对应修改：（1）透停车过程中，之前由于没有考虑到它不可以跟运行程序那样用SFC设计为循环控制，因为停车不需要循环，如果循环就会出现程序混乱。经过仔细改正后，我们把这个停车程序用梯形逻辑进行编写，控制信号就成了一个脉冲信号，问题就解决了。（2）阀门没有动作，很可能的原因是链接时出现了问题，经过检查，确实是链接错误，改为与之相应的正确的路径后，再观察阀门就有了动作。（3）延时没有执行，一般是程序有错误，检查后发现，是因为控制变量不正确，因为在打开阀门时，这个阀门就为真，再通过它本身去控制延时，由于延时部分一直是真的，这部分将起布道任何作用，所以，应该在延时段上增加一个辅助的中间控制变量。图4-6选择程序运行方式界面经过以上的运行及对出现的问题进行纠正和调试，最终，系统程序能够按照预定的要求执行。基本上模拟运行成功，运行调试结果表明系统运行方便灵活。5总结21世纪全世界面临的最大问题之一是水危机，缺水越来越严重，如何将污水转废为宝成为人们急切关注与解决的热门问题。为了更高效地治理污水，人们已逐步将计算机技术和自动化技术应用于污水处理的过程控制中。膜技术是21世纪初最具有发展前景的高新技术，以其独特的分离性能在给水和废水处理中逐渐得到广泛的应用。本文以膜法污水处理中的超滤工段控制系统设计为课题。采用4-mation软件的顺序功能语言（SFC）编写程序来实现对系统的控制以及运用InTouch软件进行人机界面设计来实现显示阀门开/关状态，最终实现操作员对下位机的操作达到系统的控制要求。通过本课题反映了DCS应用于化工行业的各个领域的优越性，DCS具有系统功能可扩展性，通信能力强等优点，尤其是其特有的逻辑顺序控制解决了一些普通模块所无法解决的控制功能。该系统投用到污水处理工艺中，实现了中控室的远程起停车，全部过程均可在控制室完成，不必到现场去操作，这样节省了许多人力和精力，使处理过程更加完善，水质达标率高，完全实现了集中统一控制的目的。通过本设计也显示了用到的4-mation软件和InTouch软件的灵活性和实用性，4-mation软件包括的四种不同编程语言是用图形格式来实现的，易于学习，操作直观方便，区别于一般DCS系统中仅有的功能块语言和一般的PLC控制中仅有梯形逻辑语言，使其硬件有灵活和最佳的用途；InTouch软件更有着具有领先的HMI（人机接口界面）和面向对象的图形开发环境，便于高效、快捷地配置用户的应用程序的优点。致谢本文是在易天元老师的悉心指导下完成的。从毕业设计的开题到设计的各个环节，易老师都给了我很大的帮助。易老师渊博的学识，严谨的治学态度，敏锐的洞察力和诲人不倦的师德我将永远铭记在心。易老师的平易近人给我留下了深刻的印象，他跟我们每一个学生都相处的非常融洽，当我们遇到困难时，老师总是会帮你解答并且引导我们加深对相关知识的理解。在毕业设计这段时间里，不管在学习能力、查阅资料的能力还是实际动手能力和专业知识上都有了很大的提高，这为我踏上以后的工作岗位提供了很大的帮助。因此，很感谢学校为我们提供了这次机会，感谢学校为我们的毕业设计提供的硬件环境。另外，还要感谢同组的孟希望同学，我们在设计中相互帮助，有问题一起讨论，因为我们的团结合作才能使我们的毕业设计圆满完成。最后，我衷心地感谢所有支持我的人们,是他们给予我精神上的鼓励和物质上的支持，使我能够顺利完成我大学四年的课程。再次感谢我的指导老师易天元老师！参考文献1杨宁，赵玉刚.集散控制系统及现场总线.北京：化学工业出版社，20032王树青，赵鹏程.集散控制计算机控制系统（DCS）.杭州：浙江大学出版社，19943周泽魁.控制仪表与计算机控制装置.北京：化学工业出版社，20024厉玉鸣.化工仪表及自动化（第3版）.北京：化学工业出版社，19995张学斌.DCS组态软件的研究与开发.武汉：武汉大学，2004，1～466李晓光，任莹.DCS系统在水处理中的应用.仪器仪表用户，20037周雪冰.DCS在水处理系统中的应用.中国工控信息网，2005-6-228邵刚.膜法水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社，20029李本高，朱泽华，李永存.工业水处理技术.北京：中国石化出版社，200210徐寿昌.工业冷却水处理技术.北京：化学工业出版社，198411王晓琳，丁宁.反渗透和纳滤技术与应用.北京：化学工业出版社，200512许振良.膜法水处理技术.北京：化学工业出版社，200113王大保.反渗透系统设计及预处理工艺探讨.工业水处理，1997，17（4）：6～914APACS用户指南15InTouch用户指南16吕景泉.可编程控制器及其应用.北京：机械工业出版社，200117,DistributedComputerControlforIndustrialAutomation,MarcelDekker.18StephanieNeil.ProgrammingthePLC.ManagingAutomation,200219MikeControl:MakingThePLCInternet-Ready.PulpandPaperCanada,200320NormanA.Anderson，InstrumentationforProcessMeasurementandControl，ThirdEdition，PublishinginRadnor，Pennsylvania，，198921王树青，韩建国.工业自动化专业英语（第2版）.北京：化学工业出版社，2001附录附录1：工艺流程图：附录2：超滤停车程序框图（A组）开始停需停的组别中的一组，如A组进入A组气水洗程序至A组转入备用延时5Min关UJ0302a关KV108A组UF停车UJ0302a关了吗KV108关了吗YNYYNYYN附录3：用4-mation软件SFC编写超滤冲洗程序清单（3）超滤气水洗程序框图（A组）：（2）超滤正常运行程序清单',)