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摘要：PLC是综合计算机技术、自控技术和通信技术的一种通用型自动控制装置。PLC也成为了污水处理控制系统的重要组成单元之一，在该系统中各单元按一定拓扑结构互相连接构成了污水处理的控制系统。本文对PLC控制技术进行了介绍。
关键词：自动化技术 PLC 污水处理
随着我国自动化控制技术的发展，自动化控制技术逐渐被污水处理厂采用。尤其是近几年来，我国新建城市污水处理厂大都采用了目前较为先进的可编程控制器系统，大大缩短了我国污水处理厂与世界上先进发达国家污水处理厂在自动控制领域的距离。
为保证污水处理过程的安全性、可靠性和生产过程的连续性，提高污水处理厂的自动化水平，控制系统采用目前国内外污水处理长广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器（PLC）的集散型控制系统，以及监控和数据采集系统。集散型控制系统的特点是将管理层和控制层分开。管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制層主要是通过现场PLC或计算机完成个子管辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制，同时在传统控制的基础上，提供了智能控制的可能性。
1、PLC概念
PLC自问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会（IEC）于1987年作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术、计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一工业具体应用 ，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。
2、PLC的工作原理
在PLC启动运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段即为一个扫描周期。
（1）输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，先扫描所有输入端子，并将各输入端子状态存入各自对应的输入元件映像寄存器，此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段，在程序执行阶段或输出刷新阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像寄存器中的内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才将输入端的新状态写入到寄存器中。
（2）用户程序执行阶段
根据PLC梯形图程序扫描规则，PLC按照先左后右，先上后下的顺序执行程序。当指令中涉及输入/输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子的状态，从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中，对元件映像寄存器来说，每一个元件（输出软继电器）的状态会随程序的执行过程而变化。
（3）输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存寄存器中，通过一定法式输出驱动外部负载。对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，用集中采样集中输出的工作方式虽然在一定程度降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。大中型PLC因I/O点数多，控制能力强，用户程序长，为提高响应速度可以采用定周期输入采样，输出刷新，也可采用直接输入采样，直接输出刷新，中断输入/输出和智能化I/O接口等法式。
3、PLC特点及分类
PLC即可编程序逻辑控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、结构灵活、便于扩展、编程语言简单、安装维护方便、性价比高等优点，已在工业控制领域得到了越来越广泛的应用，在污水处理行业也得到了一定程度的推广。
（1）按结构分类
PLC按照其硬件的结构形式可分为整体适和组合式（模块式）两种。整体式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
（2）按控制规模分类
PLC的控制规模主要是指开关量的输入/输出点数及模拟量的输入/输出路数。但主要以开关量的点数计数，模拟量的路数可以折算成开关量的点数。按照此项进行分类主要包括小型、中性和大型。
4、污水处理PCL控制站结构
中央处理器CPU：CPU一般由运算器和寄存器组成，完成全部的数据运算和数据处理。所有功能通过一块芯片来完成，集成率较高，我们将CPU与数据线和地址线相连，完成对相连设备的控制。
存储器：专门来参访用户程序、系统程序和临时数据。系统程序主要控制PLC各部件的运转，大多由生产厂家编写，并固化到只读存储器中，用户程序是用户根据工业需求编写的控制程序，可实现多种工业程序的控制，比如控制温度、压力、计时等。用户程序放在可擦写存储器中，允许用户随时更新修改，当用户使用时启动。
输入输出模块：输人模块负责将外部传入的逻辑信号或模拟信号转变为CPU能处理的信号，并送到运算器进行处理。输出模块负责将CPU处理后的结果传出给外部设备。输入和输出模块一般由外部终端和数据总线组成。
电源：PLC的电源包括主电源输人输出模块电源和只读存储器后备电源。一般情况下，整个系统的供电由主电源提供。当系统发生故障，需要重新载人系统程序时，就需要使用只读存储器的后备电源。
5、结束语
污水站自建成以来，PLC自动控制系统运行平稳可靠，保证了污水站的正常运转和全自动运行，节省了人力及运行费用，而且具有良好的经济和社会效果具有较大的发展前景。
参考文献
[1] 夏辛明编.可编程控制器技术及应用.北京：理工大学出版社，1999.
[2] 杨硕芳.我国污水处理的自动监控技术（ J ） .中国给水排水， 1997.
[3] 田淑珍.可编程控制器原理及应用.机械工业出版社.2005.
关键词：自动化技术 PLC 污水处理
随着我国自动化控制技术的发展，自动化控制技术逐渐被污水处理厂采用。尤其是近几年来，我国新建城市污水处理厂大都采用了目前较为先进的可编程控制器系统，大大缩短了我国污水处理厂与世界上先进发达国家污水处理厂在自动控制领域的距离。
为保证污水处理过程的安全性、可靠性和生产过程的连续性，提高污水处理厂的自动化水平，控制系统采用目前国内外污水处理长广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器（PLC）的集散型控制系统，以及监控和数据采集系统。集散型控制系统的特点是将管理层和控制层分开。管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制層主要是通过现场PLC或计算机完成个子管辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制，同时在传统控制的基础上，提供了智能控制的可能性。
1、PLC概念
PLC自问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会（IEC）于1987年作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术、计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一工业具体应用 ，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。
2、PLC的工作原理
在PLC启动运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段即为一个扫描周期。
（1）输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，先扫描所有输入端子，并将各输入端子状态存入各自对应的输入元件映像寄存器，此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段，在程序执行阶段或输出刷新阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像寄存器中的内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才将输入端的新状态写入到寄存器中。
（2）用户程序执行阶段
根据PLC梯形图程序扫描规则，PLC按照先左后右，先上后下的顺序执行程序。当指令中涉及输入/输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子的状态，从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中，对元件映像寄存器来说，每一个元件（输出软继电器）的状态会随程序的执行过程而变化。
（3）输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存寄存器中，通过一定法式输出驱动外部负载。对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，用集中采样集中输出的工作方式虽然在一定程度降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。大中型PLC因I/O点数多，控制能力强，用户程序长，为提高响应速度可以采用定周期输入采样，输出刷新，也可采用直接输入采样，直接输出刷新，中断输入/输出和智能化I/O接口等法式。
3、PLC特点及分类
PLC即可编程序逻辑控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、结构灵活、便于扩展、编程语言简单、安装维护方便、性价比高等优点，已在工业控制领域得到了越来越广泛的应用，在污水处理行业也得到了一定程度的推广。
（1）按结构分类
PLC按照其硬件的结构形式可分为整体适和组合式（模块式）两种。整体式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
（2）按控制规模分类
PLC的控制规模主要是指开关量的输入/输出点数及模拟量的输入/输出路数。但主要以开关量的点数计数，模拟量的路数可以折算成开关量的点数。按照此项进行分类主要包括小型、中性和大型。
4、污水处理PCL控制站结构
中央处理器CPU：CPU一般由运算器和寄存器组成，完成全部的数据运算和数据处理。所有功能通过一块芯片来完成，集成率较高，我们将CPU与数据线和地址线相连，完成对相连设备的控制。
存储器：专门来参访用户程序、系统程序和临时数据。系统程序主要控制PLC各部件的运转，大多由生产厂家编写，并固化到只读存储器中，用户程序是用户根据工业需求编写的控制程序，可实现多种工业程序的控制，比如控制温度、压力、计时等。用户程序放在可擦写存储器中，允许用户随时更新修改，当用户使用时启动。
输入输出模块：输人模块负责将外部传入的逻辑信号或模拟信号转变为CPU能处理的信号，并送到运算器进行处理。输出模块负责将CPU处理后的结果传出给外部设备。输入和输出模块一般由外部终端和数据总线组成。
电源：PLC的电源包括主电源输人输出模块电源和只读存储器后备电源。一般情况下，整个系统的供电由主电源提供。当系统发生故障，需要重新载人系统程序时，就需要使用只读存储器的后备电源。
5、结束语
污水站自建成以来，PLC自动控制系统运行平稳可靠，保证了污水站的正常运转和全自动运行，节省了人力及运行费用，而且具有良好的经济和社会效果具有较大的发展前景。
参考文献
[1] 夏辛明编.可编程控制器技术及应用.北京：理工大学出版社，1999.
[2] 杨硕芳.我国污水处理的自动监控技术（ J ） .中国给水排水， 1997.
[3] 田淑珍.可编程控制器原理及应用.机械工业出版社.2005.