3. 控製係統硬件設計
汙水處理站環境惡劣，操作和維護人員在中控室完成對整個汙水站監控，並根據現場狀態及時維護。汙水站控製係統由PLC、變頻器、壓力傳感器及上位機組成。本係統的控製核心為SIEMENS S7-300，硬件主要由電源、CPU、數字量輸入輸出、模擬量輸入、通信單元等模塊組成。控製係統主要完成數字、模擬信號采集，邏輯分析和控製，數字、模擬信號輸出，數據通信控製等功能。變頻器根據管網壓力結合自帶PID功能對電機進行調速，保持管網壓力恒定。控製係統及汙水處理狀態采集到PLC中，通過WINCC在工業計算機實時顯示。
4. 控製係統軟件設計
程序的編製采用模塊化結構，針對汙水處理的特點，把程序設計為電機控製子程序、參數采集程序、係統報警子程序和安全保護程序等。由於本係統設備比較集中，主控製采用SIEMENS公司S7-300控製器，因此係統采用SIEMENS通信模塊CP340將汙水處理各個單獨的設備組成工業網絡。CP340通信處理是Siemens公司提供的串行通信的低成本解決方案，是Siemens公司PLC與其他智能終端進行數據交換的橋梁。
係統通信子程序是軟件中的重要部分，對變頻器和反應池的檢測和控製、故障代碼采集都采用通信的方式，一根通信電纜一次性采集、傳輸多組數據，減少電氣連線和信號幹擾，已成為智能儀表的發展方向。
該通信模塊提供了三種不同形式的傳輸接口：
①、RS232C
②、20mA(TTY)
③、RS422／RS485
但每個CP340隻提供一種接口形式。該模塊可以實現三種通信協議ASC II碼，3964（R）和打印機驅動，通過集成在STEP 7中的參數化工具可進行簡單的參數化，其設置主要包括通信方式（波特率、數據位數、停止位數和奇偶校驗）、接收幀結束方式、接口方式等，編程人員要關注的是根據智能儀表的通信協議編寫程序。CP340使shi用yong自zi由you口kou模mo式shi與yu這zhe些xie設she備bei進jin行xing信xin息xi互hu換huan。自zi由you口kou通tong信xin是shi通tong過guo用yong戶hu程cheng序xu控kong製zhi通tong信xin口kou的de操cao作zuo模mo式shi。利li用yong自zi由you口kou模mo式shi，可ke以yi實shi現xian通tong信xin連lian接jie多duo種zhong智zhi能neng設she備bei。STEP 7中的功能塊FB2(P_RCV)和FB3（P_SEND）是係統自帶的專為CP340提供的通信功能塊，利用STEP7自帶的功能塊可以減少編程時間降低編程難度。
采用CP340主從站、半雙工的通信方式時，通信子程序考慮：
①、采用半雙工的通信方式，在每個時刻總線上隻能有一個站處於接收或發送狀態。由於主、從站的工作方式為主站主動、從站完全被動，所以在程序中當主站成功發送完控製命令後，應該給予從站足夠的時間反應主站命令。
②、對每次接收的數據都應該進行校驗，保證接收的數據的正確性從而避免係統發生誤動作。
③、dangzhenduanxitongchuxiancuowulijizhiweibiaoshiwei，geichuxiangyingdebaojingxinxi，bingqiegenjubaojingxinxizidongduigaibaojingxinxigeiyufenlei，duizhongguzhangzuotingchejianxiu。shebeiguzhangshi，duicishebeitingchebingqiepingbicishebei，chengxujiangbuzaifangwengaishebei，zheyangkeyidadajieshengyouyuduocizhongfuduiguzhangshebeitongxinsuodailaidechengxuzhixingshijianguochang。
④、每(mei)次(ci)發(fa)送(song)新(xin)信(xin)息(xi)前(qian)，確(que)保(bao)接(jie)收(shou)緩(huan)衝(chong)器(qi)中(zhong)的(de)內(nei)容(rong)取(qu)走(zou)，並(bing)且(qie)應(ying)對(dui)接(jie)收(shou)緩(huan)衝(chong)區(qu)和(he)接(jie)收(shou)緩(huan)衝(chong)區(qu)清(qing)零(ling)。電(dian)動(dong)機(ji)控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)依(yi)據(ju)管(guan)網(wang)實(shi)際(ji)壓(ya)力(li)值(zhi)，自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)電(dian)機(ji)（即變頻器頻率出現工頻或者最低PI調節頻率時）。因yin此ci采cai集ji的de管guan網wang壓ya力li值zhi的de可ke靠kao性xing尤you為wei重zhong要yao，壓ya力li取qu自zi管guan網wang的de壓ya力li傳chuan感gan器qi，其qi傳chuan輸shu線xian較jiao長chang，並bing且qie經jing過guo幹gan擾rao較jiao大da的de變bian頻pin器qi等deng設she備bei，所suo以yi在zai使shi用yong雙shuang絞jiao屏ping蔽bi線xian的de基ji礎chu上shang必bi須xu經jing過guo軟ruan件jian濾lv波bo等deng處chu理li。精jing確que判pan斷duan管guan網wang壓ya力li，大da大da減jian少shao了le切qie換huan泵beng的de次ci數shu，且qie采cai用yong了le變bian頻pin器qi不bu僅jin提ti高gao了le係xi統tong的de安an全quan性xing也ye克ke服fu了le電dian機ji起qi動dong時shi的de大da電dian流liu衝chong擊ji。係xi統tong報bao警jing子zi程cheng序xu是shi對dui係xi統tong所suo有you的de告gao警jing信xin號hao處chu理li程cheng序xu，例li如ru電dian源yuan故gu障zhang、蓄水池水位超限、電動機溫度超溫、變頻器故障和PLC模mo塊kuai故gu障zhang等deng。由you於yu選xuan用yong了le具ju有you中zhong斷duan能neng力li的de數shu字zi量liang和he模mo擬ni量liang輸shu入ru模mo塊kuai，所suo以yi當dang硬ying件jian檢jian測ce到dao現xian場chang故gu障zhang信xin號hao時shi，便bian自zi動dong執zhi行xing硬ying件jian中zhong斷duan處chu理li程cheng序xu塊kuai（OB40），對故障進行判別並按故障級別作相應處理。
上位機采用組態軟件WinCC，針對串口操作，可以通過調用編寫好的VB串口通訊程序來實現數據交換，也可以用全局腳本VBS實現對串口的訪問，在WINCC圖形編輯器中調用Active X控件MSComm，如添加按鈕，按鈕鏈接了一個VBS鼠標動作，主要是對串口進行初始化。在MSComm中組態了一個oncomm事件，利用事件觸發的形式對串口進行讀寫操作。在按鈕1的鼠標事件中做端口初始化，具體代碼如下：
Sub procedure20
，打開串口
Dim objMSComm1
Dim tagConnection
Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens("Main").ScreenItems("MSComm1")
Set tagConnection = HMIRuntime.Tags("Connection")
If objMSComm1.PortOpen = False Then
objMSComm1.Commport = 1
objMSComm1.Settings = "9600,e,7,1"
objMSComm1.InputLen = 0
objMSComm1.PortOpen = True
tagConnection.Write(True)
HMIRuntime.Trace("Port open." & vbCrLf)
Else
HMIRuntime.Trace("Port is already opened." & vbCrLf)
End If
End Sub
Sub procedure1()
‘關閉串口
Dim objMSComm1, tagConnection
Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens("Main").ScreenItems("MSComm1")
Set tagConnection = HMIRuntime.Tags("Connection")
If objMSComm1.PortOpen = True Then
objMSComm1.PortOpen = False
tagConnection.Write(False)
HMIRuntime.Trace("Port close." & vbCrLf)
End If
End Sub
5. 汙水站係統特點
（1）可靠的控製策略。遠程自動控製、遠程手動控製、就地控製三種控製方式保證係統安全啟停。變頻器、電機等設備都具有獨立的控製且能夠相互備用，即可以在自動方式下實現任意組合的連鎖控製，又能在手動方式下獨立控製。
（2）形象的監控見麵，強大的報表功能。工業控製計算機顯示汙水處理工藝流程圖、設備運行情況、運行趨勢圖、故障報警畫麵等。操作人員通過這些畫麵可以全麵的了解汙水處理運行情況，方便對設備進行操作。大大降低操作人員工作強度。
6. 結束語
基於PLC、變頻器、無線通訊等設備組成的汙水處理工業網絡，很好的滿足了現代化汙水處理需求。采用Siemens公司的S7-300xiliekongzhiqi，tongguochuankoutongxungongneng，genjuxianchangdebubianbuxiantedian，caiyonggongyewuxiantongxun，shixianleshujuyuanchengcaijiyujizhongjiankonggongneng，dadajiangdilewushuichulichengben，muqiangaixitongyunxingxiaoguolianghao。
