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基于组态软件和ＰＬＣ的造纸污水处理监控系统

３．１组态软件ＭＣＧＳ

位机采用研华６１０型工控机，机上装有废水处理运行软件。

该软件采用组态软件ＭＣＧＳ所提供的开发环境构建。在ＭＣＧＳ

开发环境中有五大部分：设备窗Ｅｌ、主控窗口、实时数据库、用户

窗Ｆ－Ｉ和运行策略，如图３所示，分别从这五个方面构建废水处理

运行软件。

ＭｃＧｓ

期摘口

设翻腑

肋钢

荑雌

稳黼

－４启动目自＃

一象嘲群

一设黼

－Ｉ匿是

一翅酝瞧

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一象嫩

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一捐敷耀

一退燃

ＬＪ徽

Ｕ翻计咻

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图３

ＭＣＧＳ组成框架示意简图

１）主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以

放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口

的打开或关闭。

２）设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口

内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接

与驱动设备用的数据变量。废水处理软件利用了ＭＣＧＳ支持上

述硬件驱动的特性，能够读或写ＡＤＡＭ模块信号，读写ＰＬＣ的

相关寄存器。因此可以通过ＡＤＡＭ模块控制水泵及蠕动泵的转

速，读取ＣＯＤ检测值。使各个单独的设备统一在软件的管理

下。软件运行时，设备窗口不可见。

３）用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，

诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。在

用户窗口建立了废水处理自动控制系统主界面，建立进出水

ＣＯＤ、ＰＡＣ和ＰＡＭ用量、进水流量等各变量的日、月、年变化曲

线，这些窗口是本系统的人机交互界面。主要的操作在废水处理

自动控制系统窗口（图１）完成，其他窗口可以浏览相关的曲线

走势和数据

４）实时数据库窗口：是工程各个部分的数据交换与处理中

心，它将ＭＣＧＳ工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口

内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、

动画连接及设备驱动的对象。在实时数据库中建立了多个数据

对象。数据对象的类型有数值型、开关型、字符霉５１和组对象型。数

值型对象可以存储数值，参加运算，并能与ＡＤＡＭ的模拟量通

道相连接。开关犁对象与ＰＬＣ的某些寄存器连接，能表示其所

处的状态。组对象型对象是多个数据对象的集合，可以方便地同

时存储在数据库中，便于浏览和分析。在建立用户窗Ｅｌ后，把这

些数据对象和相关的动画构件连接。软件运行时通过操作动画

构件，能对数据对象执行输入、输出。

５）运行策略窗口：主要完成工程运行流程的控制。包括编写

控制程序（ｉｆ．．．ｔｈｅｎ脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提

取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。在运行策略窗

口可以建立多个策略。所谓“运行策略”是用户为实现对系统运

行流程自由控制所组态生成的一系列功能块的总称。废水处理

软件除缺省的启动策略、退出策略外，还生成了循环策略和数据

存盘策略。利用ＭＣＧＳ自带的脚本编辑器，在循环策略内部生

成多段控制程序。这些控制程序对本废纸造纸废水处理控制系

统的自动运行起到了关键的自动控制作用。

在数据存盘策略内部利用ＭＣＧＳ自带的策略工具箱里的

“Ｅｘｃｅｌ报表输出”策略构件，对包括进水ＣＯＤ，出水ＣＯＤ，絮凝

剂流量，助凝剂流量等数据对象成员的存盘组对象进行设置，按

一定形式输出。软件运行过程中可以随时通过一个热键将相关

数据存盘输出到指定的Ｅｘｃｅｌ文件。

另外，ＭＣＧＳ还提供自定义策略，可以根据具体情况白行编

写控制程序挂接到ＭＣＧＳ中以完成特定的功能。本废水处理控

制系统即利用ＶＢ语言编写预测控制模型，形成一用户构件，完

成出水ＣＯＤ的预测和加药量的计算。

３．２下位机ＰＬＣ

下位机采用西门子Ｓ７—２２６ＡＣ／ＤＣ／ＲＥＬＡＹ型ＰＬＣ。通过

编制程序，ＰＬＣ町以独立控制电磁阀。ＭＣＧＳ中有该ＰＬｃ的驱

动程序，因此可以和Ｓ７—２２６通讯。ＰＬＣ只需要控制电磁阀１，

电磁阀２，和排泥阀。用西门子公司提供的专门编程软件

ＳＴＥＰ７

Ｍｉｃｒｏ／Ｗｉｎ３２编程。编程后下载到ＰＬＣ中。程序如下：

ｎｅｔｗｏｒｋｌ

ＬＤ

ＳＭＯ．Ｏ

ＡＮ

Ｔ３８

ＴＯＮ

Ｔ３７，＋３００

ｎｅｔｗｏｒｋ２

ＬＤ

Ｔ３７

ＴＯＮ

Ｔ３８．＋６００

ｎｅｔｗｏｒｋ３

ＬＤ

ＳＭ０．Ｏ

ＡＮ

Ｔ４０

ＴＯＮ

１＂３９．＋７２００

ｎｅｔｗｏｒｋ４

ＬＤ

Ｔ３９

ＴＯＮ

Ｔ４０．＋７２００

ｎｅｔｗｏｒｋ５

ＬＤＮ

Ｔ３９

ＡＮ

Ｔ３７

＝

Ｑ０．０

ｎｅｔｗｏｒｋ６

ＬＤ

Ｔ３９

ＡＮ

Ｔ３７

＝

Ｑ０．１

Ｎｅｔｗｏｒｋ７

ＬＤ

ＳＭＯ Ｏ

Ａ

Ｍ０．１

＝

Ｑ０ ２

其中ＰＬＣ的输出端点ＱＯ．Ｏ，ＱＯ．１．ＱＯ．２分别对应电磁阀１，

电磁阀２，排泥阀。Ｍ０．１是位寄存器。在ＭＣＧＳ实时数据库中建

立相应的变量对应上述输出位和寄存位。通过动画组态，ＭＣＧＳ

能够读取电磁阀的开关状态。并可以在ＭＣＧＳ中操作Ｍ０．１位，

使排泥阀动作。

４结束语

通过这个造纸污水处理实验窜监控系统，能够在实验室实

现造纸污水处理自动控制。可以模拟造纸厂污水处理车间运行，

避免了到造纸厂进行实验，影响造纸厂的生产，而且为进一步研

究造纸污水处理智能控制打下基础。

参考文献

［１］马邕文，吴娇，万金泉，等．废纸造纸废水的水解酸化处理［Ｊ］．中国造

纸，２００６，２５（１０）：２２—２４

［２］马国华．监控组态软件及其应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００１

［３］；Ｉｔ京昆仑通态自动化软件科技有限公司．ＭＣＧＳ用户指南［Ｋ］，２００３

『收稿日期：２００８．１２，３］

　

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