污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　污水處理一直是困擾我們國家的一個問題，在中國這個本身水資源就很缺乏的國家但是各方面廢水又很多一直得不到處理。污水處理先后經(jīng)歷了解放初期的污水處理其方式一般采用農(nóng)業(yè)灌溉。70直80年代間才逐步興建了一下污水處理工廠。到了20世紀開始引用對污水處理開始引用一些新技術(shù)，其中有AB法，A/O法等等興建的污水處理工廠也大規(guī)模增多。但是

2、目前來看污水處理還存在這很多問題包括污水處理廠建設(shè)資金的短缺，污水處理后的再生水得不到充分利用，進口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開發(fā)等一系列問題都深深困擾著我們。</p><p>　　本文主要介紹工廠污水處理的基本工藝，并基于PLC控制的一套污水處理系統(tǒng)，首先文章介紹了PLC控制的工藝及相關(guān)過程。其次介紹了硬件結(jié)構(gòu)和設(shè)計，工作原理以及設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，以此介紹PLC在此系統(tǒng)的作用。同時設(shè)計出作用于該系

3、統(tǒng)的軟件設(shè)計，用程序?qū)LC進行控制以此對此系統(tǒng)的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞 污水處理，PLC，系統(tǒng)軟硬件設(shè)備</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Sewage disposal has been a troubled problem in our country, China itself is

4、 lack of resources，but amount of wastewater has no treatment. Our sewage treatment has experienced from the early liberation ways of sewage treatment generally used for agricultural irrigation. in the period of 70 to 80,

5、 our country gradually built a sewage treatment plant. In twentieth Century led into sewage treatment beginning to use some new techniques, including AB method, A/O method and so on. Also,sewage treatment </p><

6、;p>　　This paper mainly introduces the basic process of sewage treatment plant and process, and based on the PLC control of a sewage treatment system, the paper adds to the process of PLC control and related process. I

7、t introduces the hardware structure and design, the basic principles and steps of the working principle and the design of PLC control system, this paper introduces the role of PLC in this system. At the same time, the ar

8、ticle designs to the software design of the system controlling progr</p><p>　　Key Words sewage disposal，PLC，The system hardware equipment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&

9、lt;b>　　摘要Ⅰ</b></p><p>　　ABSTRACTⅡ</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1污水處理技術(shù)現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2污水處理面臨的問題1</p><p>　　1.3研究本課題的目的和意義4<

10、;/p><p><b>　　1.4主要內(nèi)容4</b></p><p>　　2 污水處理控制系統(tǒng)的總體介紹5</p><p>　　2.1本設(shè)計污水處理的基本流程5</p><p>　　2.2污水處理系統(tǒng)的控制形式6</p><p>　　3 硬件系統(tǒng)的配置8</p><p&g

11、t;<b>　　3.1主體工藝8</b></p><p>　　3.2電氣控制系統(tǒng)9</p><p>　　3.3污水處理的工作原理9</p><p>　　3.3.1控制系統(tǒng)的總體框圖9</p><p>　　3.3.2工作過程10</p><p>　　3.3.3污水控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計10

12、</p><p>　　3.4 PLC的選型11</p><p>　　3.5傳感器的選型12</p><p>　　3.5.1傳感器的特性12</p><p>　　3.5.2傳感器的分類12</p><p>　　3.6接觸器選型12</p><p>　　3.7變頻器選型13</p&

13、gt;<p>　　3.7.1變頻器簡介13</p><p>　　3.7.2變頻變壓原理（VVVF）13</p><p>　　3.7.3變頻調(diào)速的基本原理13</p><p>　　3.7.4變頻器的選型14</p><p>　　3.7.5變頻器參數(shù)設(shè)置14</p><p>　　3.8電動機選型1

14、5</p><p>　　3.9液位差計選型15</p><p>　　3.10溶解氧儀選型15</p><p>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計16</p><p>　　4.1總體流程設(shè)計16</p><p>　　4.1.1自動模式16</p><p>　　4.2 PLC和變頻器通訊15</

15、p><p>　　5 運行和調(diào)試結(jié)果27</p><p>　　5.1硬件系統(tǒng)的調(diào)試27</p><p>　　5.2軟件系統(tǒng)的調(diào)試27</p><p>　　5.3調(diào)試結(jié)果28</p><p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考文獻3

16、0</b></p><p>　　附錄..............................................................................................................................31</p><p>　　致謝...............................

17、...............................................................................................38</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　在我國缺水問題相當嚴重，而且淡水資源總量在我國僅為是28000億，并且在全球來看我國水資源僅僅是6%，僅次

18、于加拿大、巴西等國家，在世界排名第四位，但是眾所周知中國是人口大國人均水只有2300，是世界平均水平的四分之一在全球排名121位。</p><p>　　根據(jù)檢測表明，目前全國大多數(shù)城市地下水在一定程度上被點狀和面狀污染，而且狀況一年比一年差。越來越嚴重的污水不僅降低了人們對水的使用功能，而且還加劇了水資源這一問題的嚴峻形勢。況且我國正在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，水體污染對我國這個戰(zhàn)略帶來了嚴重的影響，更為關(guān)鍵的是給人們

19、的生活帶來極為不便也在很大程度上影響到人們?nèi)罕姷纳眢w健康。</p><p>　　1.1污水處理技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　在目前來看污水處理有很多方法，但是我們一般采用的是傳統(tǒng)污水處理工藝即采用慮砂系統(tǒng)、絮凝沉淀，將氯化鐵等化學(xué)物質(zhì)放入A2/O系統(tǒng)終沉池中，同時為了降低終沉池中磷的濃度需要強化生物除磷。強化生物除磷。經(jīng)過沉淀輸出的水最后將進入回用水管網(wǎng)絡(luò)但中途還要通過提升泵送入濾沙池并用

20、到氣水反沖濾池之后就將輸入直清水池中。 </p><p>　　傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)中，采用沉淀池進行污水凝沉淀，它不能形成顆粒凝聚的良好的條件，不能生成團粒型絮凝體，使得固液分離效率很低。</p><p>　　1.2污水處理面臨的問題</p><p>　　(1)建設(shè)廠房資金短缺問題</p><p>　　在中國已有一百多個污水處理的廠房，但是在我

21、國這個人口大國污水排放量也很大所以這些廠房還遠遠不能處理人民群眾在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活中的排放的污水，這不僅表現(xiàn)在對城市中污水處理率不是很高，即對污水處理量還不夠，還在很多大城市逐步開始對處理污水廠房的建設(shè)的計劃和籌備建設(shè)中得到表現(xiàn)。但是在很多小中城市還沒有污水處理廠房或者還沒有提及到建設(shè)污水處理廠房的問題，這些地方主要表現(xiàn)西北部中小城市。這主要是因為沒有建設(shè)廠房資金短缺問題造成的，很多地方就是因為沒有資金來建設(shè)廠房而導(dǎo)致這些地方的污水問題

22、越來越嚴重，如果這個資金問題不能得到改善將會使環(huán)境日趨惡化，這樣對大眾的生活帶來極為不便同時將影響人民群眾的身體健康，甚至?xí)璧K我們國家的持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此我們應(yīng)該努力籌措資金，盡量改善我國的污水問題，為我們以及子孫后代營造一個良好的生活環(huán)境。</p><p>　　(2)污水處理廠資金運用不當</p><p>　　我國已有一百多座已建成的污水處理廠房全國，但是只有不到三分之一的廠房才能夠滿

23、負荷工作，究其沒有滿荷工作的原因有很多：這最關(guān)鍵的就是對于污水處理廠房中運作資金運用不當，很多地方連污水處理廠所需要的費用都不收取，有些地方不收取居民費用只收公司、企業(yè)、工廠的費用。有些地方都居民的也要收取，但是收取他們的也只是少部分。雖然如此但是這些收取的費用還遠不足污水處理廠的運作費用，這樣就造成了一部分處理廠房按照收取的費用來處理污水這些實際問題。由于這些問題的出現(xiàn)日積月累就會使處理廠房的設(shè)備的作用得不到充分利用，甚至還會讓設(shè)備受

24、到損壞，也會讓污水廠房專業(yè)管理人員的作用不能發(fā)揮出來。</p><p>　　(3)設(shè)備的修理和備件的開發(fā)</p><p>　　因為很多設(shè)備都是進口的并且作用于污水處理行業(yè)，這些設(shè)備工作幾年之后難免會受到一定程度的損壞，如果這些設(shè)備在維修期內(nèi)還好，但是過了索賠期后的維修就大為不便了。為此必須要請一些專業(yè)技術(shù)人士來維修設(shè)備，但如果叵請外國高深專家來維修，這些維修費用就會很高甚至有時候難以承受這

25、樣的費用，因此要是設(shè)備能夠正常工作或者即使損壞了也能夠及時修好，這樣我們就必須要培養(yǎng)對這些進口設(shè)備維修的國內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員，讓他們能夠?qū)M口設(shè)備的維修有個研究讓設(shè)備能夠正常運作。但是只有專業(yè)技術(shù)人員還不夠的還必須要有充足的更換設(shè)備的配件，特別是一些設(shè)備的備件外國不能夠生產(chǎn)了這對我們維修設(shè)備極為不利，所以就需要我們中國自己進行研究加工制作，這樣即使設(shè)備損壞了我們還可以運用自己的配件及時更換污水處理廠的設(shè)備的作用得到充分的發(fā)揮。</p&

26、gt;<p>　　(4)污水處理廠工藝流程應(yīng)該因地制宜，不能跟風(fēng)一味的選擇熱門工藝</p><p>　　有些地區(qū)沒有根據(jù)本地區(qū)的情況而盲目的采用新工藝追求“時髦工藝”不考慮該地區(qū)的進水、處理水量問題。在我國很多有些污水處理廠中地區(qū)中，沒有考慮到進水水質(zhì)低而盲目的用AB方法凈水，造成的結(jié)果就是不能利用充分更為嚴重的就是是這些設(shè)備的閑置。部分地方還把經(jīng)過處理的水源直接用于灌溉農(nóng)作物，還運用A/O方法，過

27、分的強調(diào)除磷脫氮，這就是因為沒有因地制宜而造成了成本的增加步驟繁瑣也給操作帶來不便，少數(shù)地區(qū)還出現(xiàn)了看到刮什么風(fēng)就下什么雨采取什么工藝的現(xiàn)象，極為不好。</p><p>　　(5)再生水不能充分利用：</p><p>　　國家經(jīng)過巨大的資金建設(shè)污水處理廠房后，處理干凈的水源沒有充分的利用起來，最痛心的是少數(shù)地區(qū)竟然將處理后的干凈水源和沒有經(jīng)過處理的水一同混合在一起，還有的將這些處理后的水源

28、直接排入大海造成水源和設(shè)備的極為浪費?，F(xiàn)在來看世界上的淡水資源很是匱乏，我國的淡水資源在世界上的排名是121名，但是人均淡水占有量僅為2000。</p><p>　　(6)處理后的污泥沒有很好地的到處理：</p><p>　　雖然污水經(jīng)過處理后的水在某種程度上滿足國家排放規(guī)定，但是在此過程中所產(chǎn)生的污泥卻沒有得到很好地處理，這樣給環(huán)境帶來了污染。甚至部分地區(qū)沒有處理這些污泥便直接排放，完全

29、不管環(huán)境問題。少數(shù)地區(qū)還將污泥做簡單處理后當做農(nóng)家肥但是并沒有考慮重金屬的問題，這樣對農(nóng)作物極為不好的。而且國家部門也對此做了嚴格規(guī)定：重金屬沒有超標才能作為肥料作用于農(nóng)作物。并且還要經(jīng)過園林部門對污泥進行認可后才能作用。總而言之污泥沒有得到很好地處理就亂加利用會對環(huán)境和人民群眾的健康帶來威脅。</p><p>　　(7)污水處理廠沒有除臭裝置：</p><p>　　如果沒有除臭裝置污水處

30、理廠的很多設(shè)備及房間都會有很嚴重的臭氣如格柵池、沉砂池、脫水機房、進水池、儲泥池等等，不僅給技術(shù)人員的帶來身體健康問題還給周圍居民破壞了環(huán)境，這些問題在以前特別嚴重，以前污水處理廠一般要建設(shè)在農(nóng)田、水池、人民生活周圍而且設(shè)備不齊全污染更為嚴重。所以建設(shè)污水處理廠的位置一定考慮到位，應(yīng)該盡量的安裝除臭裝置這樣才能讓周圍的人民不會深受臭氣的危害。污水處理廠的作用是解決污水對環(huán)境影響的問題，不能出現(xiàn)拆東墻補西墻的現(xiàn)象。</p>

31、<p>　　下面以造粒流化床技術(shù)在洗車廢水回用處理中的應(yīng)用為例介紹流化床在處理工業(yè)廢水中的應(yīng)用：</p><p>　　隨著人們生活水平不斷提高，汽車的數(shù)量也在不斷上升，因此洗車業(yè)有著龐大的市場需求?，F(xiàn)在，大小不同的洗車場遍布全國各地，但是多數(shù)的洗車場所都沒有設(shè)置廢水處理和回收設(shè)備，洗車水也只是經(jīng)過簡單的沉淀后就直接排入市政管道，不僅浪費了水資源，而且還對城市水環(huán)境造成了一定的污染?，F(xiàn)在洗車行業(yè)對水資源的

32、污染不容樂觀，但是最近我國洗車業(yè)出現(xiàn)了廢水回收利用設(shè)備。這些行業(yè)采用的過濾器的種類也很多如陶粒吸附過濾器、超濾系統(tǒng)器其原理是截留、吸附、篩分來實現(xiàn)洗車廢水的回收利用;有的采用常規(guī)的方法隔油沉淀、過濾、消毒來實現(xiàn)對廢水的回收利用。雖然經(jīng)過這樣處理后的廢水水質(zhì)基本能達到目標要求，但其共同的缺點是占地面積大、建設(shè)及運行費用都比較高，在投放市場的時候遇到不少困難。然而，采用造粒流化床技術(shù)處理洗車廢水時，洗車廢水經(jīng)過流化床裝置處理后，出水的水質(zhì)可

33、達到洗車回用水的排放標準。造粒流化床法產(chǎn)生的污泥的含水率明顯比常規(guī)混凝沉淀法產(chǎn)生的污泥低，不需要設(shè)置污泥濃縮設(shè)備。并且，造粒流化床法與傳統(tǒng)的處理工藝比較，具有占地面積小、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、投資和運行費用低等優(yōu)點，因此將其用于洗車廢水的回用處理，具有廣闊的市場前景。</p><p>　　1.3研究本課題的目的和意義</p><p>　　世界上任何一個國家的發(fā)展都會造成不同程度的環(huán)境污染，其中污水

34、也是造成環(huán)境污染的來源之一。污水問題引起了各國家政府的高度關(guān)注。我也也是個嚴重缺水的國家，雖然我國平均水資源總量為28000億平方米居世界第六位。但是我國是一個人口大國，人均水量為2220平方米，居世界第110，已經(jīng)被列為世界上13個缺水國家之一。目前我國各個地方缺水也很嚴重且分布也不均勻。同時水資源的匱乏和水資源的污染已經(jīng)嚴重影響了人們的日常生活阻礙了國家經(jīng)濟的發(fā)展。因此處理好環(huán)境問題特別是污水問題，處理好污水設(shè)備成本問題，簡歷可持續(xù)

35、發(fā)展社會和和諧，保持我國經(jīng)濟高速發(fā)展具有重要意義。</p><p><b>　　1.4主要內(nèi)容：</b></p><p>　　本文介紹了工業(yè)污水處理的基本流程；</p><p>　　介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理并對工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)進行設(shè)計分析；</p><p>　　講述了污水控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)；</p>

36、;<p>　　介紹了污水控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)；</p><p>　　污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計的調(diào)試也運行；</p><p>　　2 污水處理控制系統(tǒng)的總體介紹</p><p>　　2.1污水處理系統(tǒng)工藝流程</p><p>　　污水處理工藝流程如圖2.1所示。</p><p>　　圖 2.1 污水處理工藝流

37、程</p><p>　　污水通過進水泵進入粗格柵，粗格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的處理負荷，防止阻塞排泥管道。經(jīng)過粗格柵的污水被排到除砂池中的細格柵和轉(zhuǎn)股清污機中進一步清除污水中的細小顆粒物質(zhì)之后就被送入氧化溝反應(yīng)池中，在該系統(tǒng)中為了增強污水處理的效果要向其中加入復(fù)合堿、氯氣、油絮凝劑等消毒劑。同時在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲

38、波檢測器，通過它對污水中的含氧量進行檢測，根據(jù)其反饋到PLC的值來控制曝氣機變頻器的運行，改變污水中溶解氧的含量。為了使生化反應(yīng)更加充分更加劇烈使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使用了潛水攪拌機推進水流。此后污水進入了沉淀池，在此系統(tǒng)中污水進一步物理沉淀，為了是效果得到加強，可向其中加入一些藥劑如混凝劑和絮凝劑：利用高分子助凝劑的強烈吸附架橋作用更加容易沉降。處理后的水在經(jīng)過離心式脫水機作用進行脫水后就能排出清水。<

39、;/p><p>　　2.2污水處理系統(tǒng)的控制形式</p><p>　　控制系統(tǒng)一般由控制器和被控對象兩大部分組成，其實現(xiàn)形式是多種多樣的，對控制對象，控制規(guī)律和控制結(jié)構(gòu)的不同而不同。在控制系統(tǒng)中，控制器既可以是微機，也可以是單片機或者可編程邏輯控制器（PLC），有的控制系統(tǒng)包含的控制器不止一種。</p><p>　　縱觀控制系統(tǒng)的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)，每一代新的控制系統(tǒng)的推

40、出都是針對老一代控制系統(tǒng)存在的缺陷而給出的解決方案。</p><p>　　1.模擬儀表控制系統(tǒng)</p><p>　　模擬儀表控制系統(tǒng)于20世紀60～70年代占主導(dǎo)地位。常規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)經(jīng)歷了基地式、電動單元組合式、組件組裝等發(fā)展階段。這種系統(tǒng)對設(shè)備要求簡單，成本低但是還是存在很多缺陷：模擬信號精度低，易受干擾。操作人員要時刻觀察、讀取各類儀表顯示的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析和判斷，及時操作有關(guān)儀表

41、才能保證生產(chǎn)正常進行，但正確的進行監(jiān)視和操作時十分苦難的。</p><p>　　2.集中式數(shù)字控制系統(tǒng)</p><p>　　在20世紀70-80年代間集中式控制系統(tǒng)占領(lǐng)著主要地位。數(shù)字控制系統(tǒng)則采用的PLC、微機、或單片機作為控制器。這些信號控制器控制器都是傳輸數(shù)字信號，而模擬儀表控制系統(tǒng)都是傳輸?shù)哪M信號，所以采用數(shù)字控制系統(tǒng)能夠改善抗干擾能力，提高精確度。集中式數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)點還有根

42、據(jù)全局情況進行控制計算和判斷，在控制方式、控制時機的選擇上可以統(tǒng)一調(diào)度和安排；不足的是要求控制器本身必須具有強大的處理能力和良好的可靠性。</p><p>　　3.集散控制系統(tǒng)（DCS）</p><p>　　DCS于20世紀80~90年代占主導(dǎo)地位。集散型是集計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)和圖形顯示技術(shù)于一體的集散型系統(tǒng)。其核心思想是集中管理、分散控制，即管理與控制相分離，上位機用于集中監(jiān)

43、控管理功能，若干臺下位機下放分散到現(xiàn)場實現(xiàn)分布式控制，各上、下位機之間用通信網(wǎng)絡(luò)互連，以實現(xiàn)互相之間的信息傳遞。集散型控制系統(tǒng)的特點是集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制檢測，在中心控制室內(nèi)可以對整個工況進行監(jiān)視并發(fā)布調(diào)度命令，各工序則采用獨立自</p><p>　　控的原理進行系統(tǒng)配置和運行。集散控制系統(tǒng)實質(zhì)是封閉專用的、不具有可互操作性的。并且DCS造價昂貴。在這種情況下，用戶對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提出了開放化</p

44、><p>　　和降低成本的迫切要求。</p><p>　　4.現(xiàn)場總線控制（FCS）</p><p>　　目前聯(lián)網(wǎng)功能也運用于現(xiàn)在控制站，尤其是PLC具有比較強大網(wǎng)絡(luò)功能。FCS的傳輸介質(zhì)有很多種可以采用比較廉價的雙絞線為傳輸介質(zhì)，最為FCS的主節(jié)點和PLC、數(shù)字化智能傳感器變送器或數(shù)字傳感器等從節(jié)點結(jié)合起來，還可以把多臺PLC經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁邤?shù)據(jù)公路，得到順序控制站。

45、</p><p>　　FCS對外圍自動化設(shè)備具有較高的要求，但是現(xiàn)在由控制器傳感器等智能節(jié)點組成的統(tǒng)一FCS在費用方面比較高而無法實現(xiàn)，因此我們選擇了建立基于現(xiàn)場總線的、由PLC、PLC組成的與DCS相兼容的系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)比較經(jīng)濟和現(xiàn)實。這種系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字量傳輸，提高信號傳輸精度，增加了靈活性，降低費用便于維修，是今后的發(fā)展方向。</p><p>　　3 硬件系統(tǒng)的配置</p>

46、;<p>　　此硬件系統(tǒng)由五部分組成其中最關(guān)鍵也是最復(fù)雜的部分是氧化溝系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)的不同形成了不同的氧化方法如基本型氧化溝、Carrousel（卡魯塞爾）式氧化溝、交替工作式氧化溝、Orbal（奧貝爾）型氧化溝等等。不同的硬件系統(tǒng)對應(yīng)不同的控制系統(tǒng)，所以在每個系統(tǒng)中都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　3.1主體工藝</b></p><p>

47、　　圖3.1 主體工藝</p><p>　　下面對個系統(tǒng)的要用的設(shè)備進行簡單的介紹：</p><p>　?。?）進水系統(tǒng) 進水系統(tǒng)有兩個主要是設(shè)備進水管和進水泵，進水管主要是清除污水中的大塊雜物，進水管由粗格柵和清污機組成。清污機的運行或者停止是根據(jù)粗格柵兩端的液位差進行，當粗格柵兩端的液位差大于某個值時啟動清污機小于某個值時停止清污機。粗格柵是根據(jù)程序的設(shè)定間歇性的運行或者停止。進

48、水泵由兩臺潛水機組成，潛水機的運行主要是通過在泵房里面的傳感器來工作，當液位較低時只開啟一臺潛水機，當液位較高時開啟兩臺潛水機，如果液位高到一定程度后便觸發(fā)報警裝置。</p><p>　　（2）過濾系統(tǒng) 過濾系統(tǒng)主要由細格柵系統(tǒng)和沉砂池系統(tǒng)組成。細格柵系統(tǒng)主要是清除污水中的細小雜物，由細格柵機和轉(zhuǎn)股清污機。這兩部分設(shè)備的工作方式分別對應(yīng)粗格柵和清污機：細格柵的是根據(jù)程序間歇性工作或停止，而轉(zhuǎn)股清污機是根據(jù)細格柵

49、兩端液位差工作，當液位差高于某個值時啟動轉(zhuǎn)股清污機當液位差低于某個值時轉(zhuǎn)股清污機停止工作。沉砂池系統(tǒng)主要設(shè)備室分離機，其運行和后續(xù)處理中的轉(zhuǎn)碟曝氣機的運行同步，即啟動轉(zhuǎn)跌曝氣機的時候同時啟動分離機，對沉砂池中的沙粒進行排除。</p><p>　?。?）氧化溝系統(tǒng) 氧化溝系統(tǒng)的設(shè)備和裝置主要是水平軸曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤。水平軸曝氣機包括曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，是應(yīng)用最廣的一類氧化溝充氧設(shè)備。它充氧效率高、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修

50、方便。整個系統(tǒng)由電機、調(diào)速裝置和主軸等組成，主軸上有放射狀的葉片或由兩個半圓組成的盤片。氧化溝曝氣設(shè)備的主要功能包括：（a）供氧；（b）推動水流做不停的循環(huán)流動；（c）防止活性污泥沉淀；（d）使有機物、微生物及氧三者充分混合、接觸。曝氣的作用是在曝氣機運行時，在傳動裝置的帶動下，以一定速度回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)刷葉片在隨主軸水平旋轉(zhuǎn)的過程中，將空氣的氧不斷倒入水中；此外，通過轉(zhuǎn)刷的運轉(zhuǎn)，推動污水以一定的流速在氧化溝中循環(huán)流動，技能防止活性污泥的沉淀，

51、又能是有機物、微生物與氧充分混合接觸，從而有效的達到氧化溝工藝對混合、充氧的需要；曝氣轉(zhuǎn)盤上有大量的曝氣孔和三角形凸出物，用以充氧和推進混合液。此系統(tǒng)中還有攪拌機的作用是推進水流，同時使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈的攪拌狀態(tài)，使他們充分混合接觸。</p><p>　?。?）沉淀系統(tǒng) 沉淀系統(tǒng)的主要設(shè)備是刮泥機將氧化溝處理后的污水進一步清除質(zhì)。此處理過程中由于有微生物及其他少量雜質(zhì)沒有清除到所以需要加入一定要的

52、藥物比如：復(fù)合堿、混凝劑、絮凝劑等等，利用高分子助凝劑的強烈吸附架橋作用，使細小松散的絮凝體變得粗大而緊密，容易發(fā)生沉降。</p><p>　?。?）脫水系統(tǒng) 離心式脫水機是此系統(tǒng)的主要設(shè)備，主要是對污水進行脫水處理，此過程中還要加入一定要的藥物對活性污泥中的微生物進行污泥脫水。離心式脫水機主要由聚合物泵、污泥機、切割機構(gòu)成，它們的啟動順序為聚合物泵——污泥機——切割機，即可完成脫水處理。</p>

53、<p><b>　　3.2電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)一般由控制器和被控對象兩大部分組成。自動控制系統(tǒng)的基本功能是控制信號的傳遞，加工和比較。這些功能是由檢測變送裝置、控制器、執(zhí)行機構(gòu)共同完成的?？刂破魇呛诵牟糠挚梢允俏C，也可以是單片機或可編程邏輯控制 （PLC）在此設(shè)計中采用的是可編程邏輯控制器。從另一方面看控制系統(tǒng)包括操作面板、顯示面板、電器控制柜等單

54、元。基本介紹如下：</p><p>　　操作面板 操作面板有自動、手動等按鈕。</p><p>　　顯示面板 顯示面板可以選擇觸摸屏或者是人機界面。</p><p>　　控制柜 此設(shè)備是控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，包括各類傳感器、變頻器、各類擴展模塊、PLC等等。</p><p>　　3.3污水處理的工作原理</p><

55、p>　　3.3.1控制系統(tǒng)的總體框圖</p><p>　　污水處理控制系統(tǒng)的總體框圖如圖3.2所示。各類傳感器和檢測面板的輸入通過模擬量傳入給核心控制器PLC，PLC再根據(jù)程序的設(shè)定控制其它器件的工作。</p><p>　　圖3.2 控制系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　3.3.2工作過程：</p><p>　　向系統(tǒng)供電，啟動控制方

56、式，啟動刮泥機和潛水攪拌機；</p><p>　　啟動系粗格柵，使其間歇性運行；</p><p>　　根據(jù)反饋回來的液位差控制清污機的運行與停止；</p><p>　　根據(jù)液位高低對進水泵房中的潛水泵啟動、停止及工作數(shù)量進行控制；</p><p>　　根據(jù)溶解氧儀的反饋模擬量通過PLC運算后對轉(zhuǎn)碟曝氣機進行控制，同時控制分離機；</p&

57、gt;<p>　　根據(jù)液面高低對污泥回流泵的工作進行控制；</p><p>　　在污泥脫水系統(tǒng)中，對各部分設(shè)備依次進行啟動。</p><p>　　3.3.3污水控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計</p><p>　　三臺電機分別為進水泵電機（M1）、粗格柵電機（M2）、細格柵電機（M3）。接觸器KM6、KM3、KM2分別控制M3、M1、M2的工頻運行；接觸器KM9、

58、KM5分別控制M3、M1的變頻運行；FR1、FR2、FR3分別為三臺電機過載保護用的熱繼電器；QF1為主電路的空氣開關(guān)；FU1為主電路的熔斷器。選用MM430變頻器是用來控制電機M1、M3的變頻的，主電路如附錄B圖1所示。曝氣機（M4）、污泥回流電機（M5）則分別用KM1、KM4控制運行，如附錄B圖2所示。脫水泵電機（M6）、聚合物泵電機（M7）則分別用KM7、KM8控制運行，如附錄B如圖3所示。</p><p>

59、;　　3.4 PLC的選型</p><p>　　可編程邏輯控制器件（PLC）最初用于邏輯控制，它是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程邏輯程序的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算術(shù)運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。PLC的硬件設(shè)備主要是中央處理器（CPU）、存儲器（包括系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器）、輸入/輸出（I/O）模塊、電源模塊、通信聯(lián)網(wǎng)端口、系統(tǒng)的其他設(shè)備。

60、PLC的供能主要是一下幾個方面：</p><p>　?。?）定時計數(shù)和邏輯運算功能-開關(guān)量控制功能 PLC的功能有“非”“與”“或”等邏輯命令，可以闡明繼電器觸點的并聯(lián)、串聯(lián)、復(fù)合并串聯(lián)等連接關(guān)系，還將給學(xué)者提供了多個計數(shù)器和定時器并設(shè)置了相應(yīng)的計數(shù)器和定時器指令使用更加方便。</p><p>　?。?）模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理功能—模擬量控制功能 PLC設(shè)置有數(shù)據(jù)傳送、比較

61、、運算、移位等數(shù)據(jù)處理指令并可對存儲器間接尋址。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)接收和發(fā)送功能—通信功能 PLC可以和外界PLC、外圍設(shè)備或者計算機建立連接進行通信的聯(lián)網(wǎng)功能。同時PLC還設(shè)置有接收和發(fā)送指令是功能更強大。</p><p>　?。?）中斷處理功能 為了更加方便的處理外界緊急輸入狀態(tài)PLC設(shè)置有中斷程序當外界有中斷請求時PLC會采取相應(yīng)的中斷，及時處理中斷請求，這樣為

62、故障的檢查和運行速度的的提高做了更進一步的貢獻。</p><p>　?。?）控制和自診斷功能 PLC還有運行信息的顯示和報警的功能，PLC可以保護甚至恢復(fù)現(xiàn)場并且在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時可以自動停止工作并發(fā)出警報。還可以對將軟件進行故障檢測和程序的檢驗。</p><p>　　（6）擴展功能 PLC還有些接口為輸出輸入的作用，可以用增大信息處理和功能的擴展這些功能將用到專用模塊配置。</

63、p><p>　　PLC除了上述這些功能意外還有很多特點如高可靠性、柔性好、使用方便、易于安裝和維護、網(wǎng)絡(luò)功能強大、體積小功耗低等 </p><p>　　本系統(tǒng)使用S7-200 CPU226作為主站，并配以通信模塊來構(gòu)建控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)各部分的檢測與控制，實現(xiàn)“現(xiàn)場無人值守，少人值班，智能調(diào)節(jié)”的目標。由于系統(tǒng)的輸入輸出點比較多，所以出了PLC主機自帶的I/O外，還需要擴展一定數(shù)量的I/O擴

64、展模塊。此系統(tǒng)則采用EM223輸入/輸入擴展模塊。要完成比較完善的控制系統(tǒng)的設(shè)計除了PLC及其擴展模塊外還有其它很多設(shè)備共同作用比如傳感器件、變頻器、接觸器等等。</p><p><b>　　3.5傳感器的選型</b></p><p>　　傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳

65、輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等的要求。它是自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。</p><p>　　3.5.1傳感器的特性</p><p>　?。?）傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有的相互關(guān)系。</p><p>　　（2）傳感器的動態(tài)特性 傳感器的動態(tài)特性是指在輸入變化時的輸出特性。</p>

66、<p>　?。?）傳感器的線性度 傳感器的線性度是指一種近似程度的一個性能指標。</p><p>　　除了以上特性外傳感器還有靈敏度、分辨率、遲滯等特性。</p><p>　　3.5.2傳感器的分類</p><p>　　（1）溫度傳感器 把溫度轉(zhuǎn)化成電信號，熱電偶溫度傳感器是溫度傳感器常用的一種：它是兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，如在某點相互連接在一起，對這個

67、連接點加熱，與它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差，這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測量這個電位差，在測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準備卻知道加熱點的溫度。</p><p>　?。?）光電傳感器 是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。有LED（發(fā)光二極管）、經(jīng)調(diào)制的LED傳感器、超聲波傳感器、光纖。</p><p>　　（3）電阻式傳感器 電阻式傳感器是將被測量

68、，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等轉(zhuǎn)換成電阻值的一種器件。主要由電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。</p><p>　　（4）流量傳感器 廢水處理中最重要最基本的測量就是流量的測量。流量的測量絕非小事，而且要想非常準確地測量流量也不是很容易的。由于流量是一個動態(tài)量，因而流量測量時意向復(fù)雜的技術(shù)。為準確地測量流量，就必須研究不同流體在不同條件下的流量測量方法，并提供相應(yīng)的測量儀表

69、。</p><p>　　除以上說的傳感器外還有生物傳感器等傳感器。在此設(shè)計系統(tǒng)中我們選用的超聲波傳感器。</p><p><b>　　3.6接觸器選型</b></p><p>　　接觸器狹義上是指能頻繁關(guān)合、承載和開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置。它應(yīng)用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合

70、，以達到控制負載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。此污水處理系統(tǒng)中運用了大量的接觸器如粗細格柵接觸器、潛水泵接觸器、清污機接觸器、分離機接觸器、轉(zhuǎn)碟曝氣機接觸器、潛水機接觸器等。此設(shè)計選用施耐德LC1-D0901M5C交流接觸器，其額定電壓220V,額定電流9A。其特點有：高標準：符合IEC60947-4-1和ＧＢ１４０４８．４標準。線圈控制電壓在７０％－１２０％Ｕｃ之間波動

71、，不影響產(chǎn)品正常工作。產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭，通電／斷電延時觸頭，機械閉鎖等模塊。也可以很方便的組合成可逆接觸器、星－三角啟動器。</p><p><b>　　3.7變頻器選型</b></p><p>　　3.7.1變頻器簡介</p><p>　　變頻器運用到微電子和變頻技術(shù)，作用原理是改變交流電動機的電源工作頻率的方法來控制交流電動機的一

72、種控制電力設(shè)備。變頻器主要由濾波、整流、制動單元、逆變、檢測單元、微處理單元、驅(qū)動單元等組成。變頻器改變輸出電源的頻率和電壓時通過其內(nèi)部絕緣柵雙極性晶體管的開斷來實現(xiàn)的，這樣就可以按照電機的需要來提供電源了，調(diào)速的目的。除此之外，變頻器還有很多的保護功能，如過壓過流保護、過載保護等</p><p>　　3.7.2變頻變壓原理（VVVF）</p><p>　　當在實際利用變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的

73、過程中，當頻率ｆ下降時，定子繞組的反電動勢Ｅ有所下降，電子電流增大但是轉(zhuǎn)子側(cè)的負載并未增加古轉(zhuǎn)子電流不變，根據(jù)電流平衡方程式，勵磁電流比增大，因而磁通Фs增大。Фs增加將導(dǎo)致鐵芯的飽和，進而引起勵磁電流波形的畸變。要實現(xiàn)Фs基本保持不變，只要在變頻過程中使變頻器輸出電壓U1/f=coswt，則磁通Фs可以保持不變。變頻變壓原理實施的基本方法包括兩個：PAM(脈幅調(diào)制)和PWM（脈寬調(diào)制）。</p><p>　　3

74、.7.3變頻調(diào)速的基本原理</p><p>　　變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。</p><p>　　設(shè)變頻后的頻率為fx，電壓為Ux，電動機的額定相電壓和頻率為UN和fN則有</p>&

75、lt;p><b>　　fx=kffN</b></p><p><b>　　Ux=kuUN</b></p><p>　　其中kf為頻率可調(diào)比，ku為電壓可調(diào)比。將上述兩個公式代電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式可得變頻后的轉(zhuǎn)矩公式：</p><p><b>　　Tm= </b></p><p

76、>　　其中：Sx為頻率fx的轉(zhuǎn)差率。</p><p>　　在變頻器正常工作情況下，即<1時的機械特性如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 變頻器工作原理</p><p>　　如圖可知隨著f的下降，臨界轉(zhuǎn)矩逐漸減少，電動機的帶負載能力也隨之下降。所以一般采取電壓補償法。新系列的變頻器一般都運用了自動轉(zhuǎn)矩補償功能。變頻器可以根據(jù)電流的大小自動的選

77、取補償?shù)某潭取?lt;/p><p>　　3.7.4變頻器的選型</p><p>　　該污水處理系統(tǒng)選用的是變頻器是西門子MM430變頻器，具有多個模擬量輸出，兩個模擬輸入和多個繼電器輸出。它是一種風(fēng)機泵負載專用變頻器。</p><p>　　3.7.5變頻器參數(shù)設(shè)置</p><p>　　在此控制系統(tǒng)中，需要對變頻器的參數(shù)進行設(shè)置，如表3.1所示。&

78、lt;/p><p>　　表3.1 變頻器參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　3.8電動機選型</b></p><p>　　在此系統(tǒng)設(shè)計中需要用到很多電機，從綜合的角度考慮我們選擇的是Y2-200L2-6E型號的電動機，該種電動機在滿載時有較高的效率，更適用于長期運行和負載率較高的使用場合，這種型號為Y2-E系列，中心高80～280mm，功率為0.

79、55～90kw。符合JB/T8680.2-1998 Y2系列三相異步電動機。</p><p><b>　　3.9液位差計選型</b></p><p>　　該系統(tǒng)選用的是超聲波液位差計型號為：XL60-YI4000.工作溫度-20～60℃； 工作壓力： 常壓； 工作電壓：DC24V或者AC220V；差值精度：±3mm； 重復(fù)精度：1‰；工作頻率：13KH

80、z～40KHz.超聲波液位差計具有可靠穩(wěn)定，精度高，維修方便等特點。</p><p>　　3.10溶解氧儀選型</p><p>　　該系統(tǒng)選用的溶解氧測量儀型號為：SA29-MP525. 一些參數(shù)為pH：（-1.999～19.999）pH mV； 溶解氧：：（0～40.00）mg/L(ppm)；</p><p>　　精確度：±0.002 pH mV ；

81、 溫度：（-10～110）℃。電源：DC9V/300mA；數(shù)據(jù)存儲：900組；通訊接口：RS232. 其特點是：高精確度的PH加上溶解氧雙參數(shù)儀表?？稍O(shè)定加氨純水和高純水特殊的PH測量模式。有些新型溶解氧儀還有鹽度測試功能，自動實現(xiàn)溫度補償和鹽度補償；測試準確。</p><p><b>　　4 軟件系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　以上介紹了污水處理系統(tǒng)設(shè)計的

82、硬件配置及相應(yīng)的電路圖，接下來我們要介紹的是此系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計，編程軟件我們采用STEP-7，仿真則采用的是STEP-7仿真軟件。</p><p><b>　　4.1總體流程設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1.1自動模式</b></p><p>　　自動模式過程包括：啟動刮泥機和潛水攪拌器，啟動粗細格柵系統(tǒng)

83、，啟動曝氣沉砂系統(tǒng)，啟動污泥回流系統(tǒng)，啟動污泥脫水系統(tǒng)。其自動操作模式流程圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 自動模式</p><p>　　粗格柵系統(tǒng)流程包括幾個方面：</p><p>　　啟動粗格柵機定時10min；</p><p>　　定時到了停止50min；</p><p>　　運行10min，循

84、環(huán)進行；</p><p>　　檢查液面差，若超過設(shè)定值則啟動清污機；</p><p>　　檢查液面差，若低于設(shè)定值則停止清污機。</p><p><b>　　如圖4.2所示。</b></p><p>　　圖4.2 粗格柵系統(tǒng)流程</p><p>　　由于系統(tǒng)較為復(fù)雜所以I/O分配表分塊其粗格柵系

85、統(tǒng)見表4.1所示。</p><p>　　表4.1 粗格柵控制系統(tǒng)I/O分配</p><p>　　PLC控制粗格柵的程序助記符為：</p><p>　　LD I0.2</p><p>　　O M2.6</p><p>　　AN I0.0</p><p>　　=

86、 M2.6</p><p>　　LD M2.6</p><p>　　AN T38</p><p>　　TON T37, 6000</p><p>　　LD T37</p><p>　　= M2.7</p><p>　　TON T38, 30000&l

87、t;/p><p>　　LD M2.7</p><p>　　O Q0.1</p><p>　　AN T38</p><p>　　= Q0.1</p><p>　　粗格柵控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖1所示。</p><p>　　細格柵清污機在自動工作方式下，由時間間隔來控制

88、細格柵清污機開或者停：</p><p>　　啟動細格柵清污機，定時5min；</p><p>　　定時到停止運行細格柵清污機30min；</p><p>　　定時到運行細格柵機5min；</p><p>　　同時檢測液面差，如超過設(shè)定值則啟動轉(zhuǎn)股清污機；</p><p>　　液面差低于設(shè)定值，停止轉(zhuǎn)股清污機。</

89、p><p>　　下圖為細格柵清污機工作流程圖如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 細格柵清污機</p><p>　　表4.2 細格柵系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　PLC控制細格柵程序助記符如下：</p><p>　　LD I0.4</p><p>　　O M3

90、.2</p><p>　　AN I0.2</p><p>　　= M3.2</p><p>　　LD M3.2</p><p>　　AN T42</p><p>　　TON T41, 30000</p><p>　　LD T41</p>

91、<p>　　= M3.3</p><p>　　TON T42, 15000</p><p>　　LD M3.3</p><p>　　O Q0.2</p><p>　　AN T41</p><p>　　= Q0.2</p><p>

92、　　細格柵控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖2所示。</p><p>　　進水泵 根據(jù)控制要求，在自動工作模式下。當集水池處于低水位時，關(guān)閉進水泵；當水位較高時開進水泵；當水位很高時，水泵開啟并發(fā)出報警信號。它的流程圖如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 進水控制系統(tǒng)</p><p>　　表4.3 水泵I/O分配表</p><p>　　P

93、LC控制水泵的助記符程序為：</p><p>　　LD I0.0</p><p>　　= M0.0</p><p>　　LD M0.0</p><p>　　= Q0.0</p><p>　　水泵控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖3所示。</p><p>　　污泥回流泵的工

94、作和停止主要由污泥回流系統(tǒng)程序控制，其工作過程如下：</p><p>　　首先檢測液面高度，如低于最低傳感器，定時啟動。</p><p>　　定時到，如果液面仍然低于最低傳感器則停止回流泵工作。</p><p>　　如果液面高于最低位低于最高位傳感器，啟動污泥回流泵。</p><p>　　如果液面高于最高位傳感器時，定時啟動。</p&g

95、t;<p>　　定時到，如果液面仍處于最高位傳感器，報警。</p><p>　　污泥回流泵的流程如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 污泥回流泵</p><p>　　表4.4 污泥回流系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　污泥回流系統(tǒng)的助記符：</p><p>　　LD I1.0&l

96、t;/p><p>　　LD M0.0</p><p>　　CTU C0, 10</p><p>　　LDW<= C0, 5</p><p>　　A I0.1</p><p>　　TON T43, 18000</p><p>　　LD T43</p&

97、gt;<p><b>　　LPS</b></p><p>　　AW<= C0, 5</p><p><b>　　NOP 10</b></p><p><b>　　LPP</b></p><p>　　AW> C0, 5</p>

98、<p>　　AW<= C0, 10</p><p>　　= Q0.4</p><p><b>　　LD C0</b></p><p>　　= M0.0</p><p>　　= Q0.6</p><p>　　污泥回流控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖

99、4所示。</p><p>　　離心式脫水機是要是由污泥脫水系統(tǒng)程序控制：</p><p>　　自動過程開始啟動離心式脫水機，啟動定時。</p><p>　　定時30min到了，啟動聚合物泵，啟動定時。</p><p>　　污泥脫水系統(tǒng)流程如圖4.6所示。</p><p>　　圖4.6 污泥脫水系統(tǒng)</p>

100、<p>　　表4.5 污泥脫水系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　污泥脫水系統(tǒng)的助記符：</p><p>　　LD I1.2</p><p>　　= Q0.5</p><p>　　TON T44, 18000</p><p>　　LD T44</p>&l

101、t;p>　　= Q0.7</p><p>　　TON T45, 18000</p><p>　　污泥脫水控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖5所示。</p><p>　　曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.6 曝氣沉砂控制系統(tǒng)</p><p>　　表4.6 曝氣沉砂系統(tǒng)I/O

102、分配表</p><p>　　曝氣沉砂系統(tǒng)的助記符</p><p>　　LD I0.6</p><p>　　= M0.0</p><p>　　LD I0.1</p><p>　　LD I0.2</p><p>　　CTU C1, 5</p>&

103、lt;p>　　LD M0.0</p><p>　　AW>= C1, 2</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　曝氣沉砂控制系統(tǒng)仿真見附錄A圖6所示。</p><p>　　總體流程的外部接線如附錄B圖4，相應(yīng)的設(shè)備如表4.7所示</p><p>　　表4.7 外部接線端

104、子</p><p>　　4.2 PLC和變頻器通訊</p><p>　?。?）USS通訊協(xié)議簡介 通用串行接口協(xié)議是一種通過在串行總線進行數(shù)據(jù)交換的協(xié)議，也是西門子公司所有傳動產(chǎn)品的通用通訊協(xié)議。通用串行接口協(xié)議是主-從結(jié)構(gòu)的一種協(xié)議，在通用串行接口協(xié)議總線上有一個主站與至多30 個從站，總站上的每一個從站都將分配到一個站地址，每一個從站也是通過站地址被主站識別的，當主站發(fā)出報文后每一個

105、從站也只是做出響應(yīng)并響應(yīng)的作出回應(yīng)，不同從站之間不可以直接進行數(shù)據(jù)的通信。還有一種廣播通訊方式：主站可以同時給所有從站發(fā)送報文，從站在接收到報文并做出相應(yīng)的響應(yīng)后可以回送報文也可以不回送報文。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫。USS協(xié)議指令在STEP7—MICRO/WIN SP8指令樹的庫文件夾中，STEP7—MICRO/WIN SP8指令庫提供14個子程序、3個中斷程序和8條指令來支持USS協(xié)議。調(diào)用一條指令時，將會自動

106、地增加一個或幾個子程序。</p><p>　?。?）USS通訊協(xié)議庫 編程之前一定要將USS協(xié)議庫添加進去， USS_INIT指令：當EN輸入接通時，每一循環(huán)都執(zhí)行該指令。通過Mode輸入</p><p>　　值可選擇不同的通訊協(xié)議：輸入值為1，指定Port 0為USS協(xié)議并使用該協(xié)議；輸入值為0，指定Port 0為PPI并且禁止USS協(xié)議。Baud設(shè)置波特率為1200、2400、48

107、00、9600、19200、38400、57600或115200。Active指示哪個驅(qū)動激活，有些驅(qū)動只支持地址0到30。</p><p>　　在本次系統(tǒng)程序設(shè)計中，Mode的輸入值為1，指定Port 0為USS協(xié)議并使用該協(xié)議；Baud設(shè)置波特率為9600；Active指示為16；USS_INIT指令完成標志存于M5.0；錯誤代碼存于VB104。如圖4.11</p><p>　　圖4.

108、11 通訊電路</p><p>　　5 運行和調(diào)試結(jié)果</p><p>　　將硬件的現(xiàn)場設(shè)備連接好以及把PLC的程序編寫以后，接下來要做的就是查看調(diào)試與運行結(jié)果是否符合我們的要求，查看的方法就是看進水和出水的水質(zhì)是否達到我們的指標，以及各個儀表、設(shè)備、程序等方面出現(xiàn)什么問題。</p><p>　　5.1硬件系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　

109、將各個硬件的現(xiàn)場設(shè)備接線接好，在調(diào)試之前要做很多工作首先就是要檢查總供電設(shè)備及各設(shè)備的供電是否正常，其次各個電氣控制系統(tǒng)是否正常，是否能正常開機，各個設(shè)備的機械開關(guān)機按鈕是否正常，最后檢查各種儀表是否正常。在對硬件設(shè)備進行檢查后，開始調(diào)試。</p><p>　　調(diào)試的主要目的就是檢查各個設(shè)備及連線能否正常工作，是否能得出我們想要的結(jié)果。具體調(diào)試如下：</p><p>　　（1）供電問題的檢

110、查，在此期間還要用到萬用表檢查線路是否連通，確保連線的正確性，避免電壓電流線路接錯或者混搭。如不要把220V和24V的電壓線路接錯位；</p><p>　?。?）電機的調(diào)試，電機必須加三相電源并檢查電機的工作狀態(tài)；</p><p>　　（3）變頻器的調(diào)試，在變頻器的調(diào)試過程中主要是檢測變頻器是否能進行正常的參數(shù)設(shè)定；</p><p>　?。?）電機和變頻器的組合調(diào)試

111、，在變頻器對電機進行的調(diào)速時，主要是看變頻器能否對電機進行正確的調(diào)速在外部控制模式下，控制端子能否控制電機的開始，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速等等；</p><p>　?。?）PLC檢查，對PLC的檢查主要是看PLC是否正常工作，指示燈正常與否。</p><p>　?。?）變頻器PLC模塊測試，檢測PLC是否能夠正常的控制變頻器的工作。</p><p>　　經(jīng)過檢查上述設(shè)備系統(tǒng)均沒

112、有問題，就總體測試了。</p><p>　　5.2軟件系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　在軟件測試過程中要用到的是STEP7-Micro/WIN32，我們將程序?qū)懞煤鬅频絇LC中對PLC進行調(diào)試，檢驗程序能否正常運行，是否有錯誤。為了方便檢查出錯誤我們可以分模塊測試，如果沒有錯誤再將總體調(diào)試。在調(diào)試控制過程中，要求系統(tǒng)的設(shè)備對外界的輸入做出正確的反應(yīng)例如：污泥回流泵、清污機、潛水泵的啟停，

113、所以需要很多傳感器和液位差計反饋來對系統(tǒng)的信息就行處理和判斷，最后對輸出進行控制。</p><p><b>　　5.3調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過調(diào)試測試，可以實現(xiàn)對PLC對此系統(tǒng)的手動模式和自動模式的控制。開啟電源手動選擇手動模式或者自動模式，當選擇手動式，手動按下各種按鈕來實現(xiàn)對系統(tǒng)中各個設(shè)備的運行在此過程中要伴隨著相應(yīng)的指示燈亮。選擇自動模式下，在

114、此模式下進行的是閉環(huán)控制，外部傳感器將檢測到的各個狀態(tài)傳輸至主控制進而對設(shè)備進行啟?？刂?。自動控制系統(tǒng)包括：潛水泵系統(tǒng)、粗格柵系統(tǒng)、曝氣沉沙系統(tǒng)、細格柵系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)等。開啟自動模式后，系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)，首先開啟潛水泵和刮泥機；然后開啟粗、細格柵機，這些設(shè)備在程序的作用下進行間歇性的工作（停止一段時間然后開始工作如此循環(huán)進行）。在此過程中粗格柵運作10min程序中定時到之后停止作用1h，1h后程序定時到又開始運作10min