PLC污水处理控制大学本科方案设计书 .docx

《PLC污水处理控制大学本科方案设计书 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC污水处理控制大学本科方案设计书 .docx（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基于 PLC的工业污水处理掌握系统的设计摘 要目前，我国大多数污水处理掌握系统自动化水平不高、安全性低、治理不当，效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程掌握、数据通讯和监控治理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳固，所以如何建立有效的自控系统，优化运行成效，削减运行费用，具有重要意义。本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过讨论设计一套基于PLC掌握的

2、污水处理系统。文章第一介绍了基于PLC污水处理掌握系统的工艺及相关流程，掌握系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC掌握系统的基本原就和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。先依据污水处理要求设 计了设备的电器掌握与自动掌握线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最终依据工艺要求设计PLC掌握系统，其中包括 PLC的选型、系统资源配置以及依据污水处理工艺编制PLC程序。关键词：污水处理， PLC，工艺流程目 录1 绪论 01.1 工业污水处理的国内外现状 01.2 课题的背景 11.3 讨论目的和意义 21.4 课题主要设计的内容 22 工业污水处理掌握系统总体介绍22

3、.1 工业污水处理基本概念 22.2 常用的工业污水处理工艺32.3 工业污水处理系统掌握形式 52.4 工业污水处理系统的功能要求 83 硬件系统配置 103.1 主要组成部分 10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.2 电气掌握系统 错误！未定义书签。3.3 工业污水处理系统的工作原理 错误！未定义书签。3.4 PLC 选型 143.5 PLC 的 I/O 资源配置 143.6 其他资源配置 13 4 软件系统设计 184.1 总体流程设计 194.2 曝气过程掌握的任务 234.3 氯气投加环节 234.4 絮凝剂投加环 244.5 PID 掌握 244.6 PLC 和变

4、频器通讯 25 5 调试和运行结果 265.1 硬件系统的调试 265.2 软件系统的调试 265.3 运行结果 27结 论 37参考文献 29致谢 29可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 绪 论水与人的生活息息相关，特殊在现代社会生活及生产中人们对水的需求量与日俱增。然而，水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为2400 吨，为世界平均值的 1/4 ，在全球 149 个国家（参加统计国家中），我国人均淡水资源位居 110 位，属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国 500 多个城市缺水，其中多个严峻缺水，北方的区缺水现象特殊严峻，人均拥有淡水量仅有 2

5、40 吨。令人担忧的是淡水总量日益削减，用水成本不断上升，淡水的铺张特别严峻。我国北方的区水资源的超采，己形成漏斗的势、水位下降、湖泊干枯、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。我国淡水资源不断削减，而且污染现象较为严峻。随着社会的进展，水资 源已经成为影响工业进展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求 越来越高。但是我国工业用水耗费高，重复利用水少，中水使用率不高，有关 资料显示，我国的工业用水重复利用率平均为40%50%。目前全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有10%左右，其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重复利用率低、污染严峻是我国工

6、业系统水资源利用的 突出问题。严峻的环境污染使有限的水资源日益削减、水质日益恶化，无疑是 “雪上加霜”。据统计，由于水质污染，我国已有大约3 亿人的饮水发生担心全现象，其中 1.9 亿人的饮水是超标水。气象学家猜测， 2100 年全球变暖加剧，的表将有 1/3 的面积变为沙漠，那时，干旱将威逼全球一半的大陆人类的生存。这些现象都是水污染产生的严峻后果，因此工业污水处理工程的实施已 经刻不容缓。众多迹象表面，水资源的短缺无疑将成为制约经济连续和谐进展 的瓶颈，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进一步 提高供水质量，提高经济效益。并且工业污水处理过程中，经过厌氧和好氧处 理，污

7、水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产供应二次能源，真正实现 变废为宝、循环经济的目的。随着环境爱护的呼声越来越高，工业污水处理已 经表达出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的 要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳固以及工厂中各种污水 的成分的复杂性，对工业污水处理的工艺和掌握方式提出了特别高的要求。1.1 工业污水处理的国内外现状我国工业污水处理技术从“七五”国家科技攻关开头逐步进行讨论。“七五”和“八五”攻关工程在氧化塘、土的处理和复合生态系统等自然处理技术可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结方面的讨论较多，以这些成果为设计依据，建立了一些

8、氧化塘、土的处理等污 水示范工程。在人工处理技术方面，“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物 膜、一体化氧化沟技术进行了深化讨论。讨论成果己被应用于大批工业污水处 理厂。污水厂污泥处置问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套 的污泥处理。经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力，我国在工业污 水处理技术方面取得了较大的成就。目前在水污染治理技术上，我国已能供应 以下工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳固塘技术等，这些污水治理技术 已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用，标志着我国工业污水 处理事业进展到了一

9、个崭新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点已 经从工艺技术的讨论转移到具体工程的实施。国际上，大规模的水污染治理是在其次次世界大战后，随着50 岁月经济的蓬勃进展带来的 60 岁月日益严峻性的环境污染而绽开的。工业污水处理设施中，城市排水管线和工业污水处理厂的兴建和运行在水污染掌握中发挥着骨干作用。至 70 岁月末，美国投入了数千亿美元兴建了18000 余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000 至 8000 座城市工业污水处理厂。这些工业污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积存了丰富的体会。现在，这些国家的工业污水处理水平又

10、有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境爱护起了重大的作用。1.2 课题的背景将来 10 年，中国工业污水处理工程工程建设投资将超过2500 亿元，其中工业污水处理设备投入约 300 亿元。采纳先进、有用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采纳先进的自动掌握技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化掌握系统无疑是一个具有庞大的社会效益、环境效益及经济效益的讨论课题。对于环境爱护问题，国务院明确规定全部工业污染源都必需达到排放标。其中处理过的污水仍可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不匀称，很多

11、的区和城市严峻缺水。所以水资源也是一种保 护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理特别有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测外表使用、PLC掌握系统技术，将为当前工业污水处理掌握系统供应有效的自控方法。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.3 讨论目的和意义世界任何国家的经济进展，都会推动社会进步、促进工农业生产才能，使 人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染，污水也是造 成环境污染的来源之一。这个污染源的显现引起了世界各国政府的关注，治理 水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国是一个严峻缺水的国 家，虽然我国年平

12、均水资源总最为28000 亿 m2，居世界第 6 位，人均水资源量为 2220m2，居世界第 110 位，已经被联合国列为世界上 13 个缺水国家之一。目前我国约 300 个城市缺水，其中严峻缺水城市有5O个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常需要，年缺水总里约为300 亿 400 亿立方 M，因缺水造成的经济缺失每年达 2300 亿。超过洪涝灾难。水资沟的匮乏和水资源的污染，己经严峻的影响了人民的日常生活，严峻的影响了我国的经济建设和进展。因此建设符合我国国情的污水厂自动掌握系统对降低工业污水处理成本、改善环境、建立可连续进展社会和和谐社会、保持我国经济高速进展具有重要意义。1.4 课

13、题主要设计的内容本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和 PLC掌握系统设计 , 主要由以下内容组成：（1） 介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的进呈现状以及工业污水处理的工艺流程。（2） 介绍了 PLC的基本结构和工作原理，并对工业污水处理掌握系统进行设计分析。（3） 具体分析设计工业污水处理的硬件系统。（4） 具体分析设计工业污水处理的软件系统。（5） 工业污水处理系统的调试与运行。2 工业污水处理掌握系统总体介绍2.1 工业污水处理基本概念城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水， 往往都排入排水系统。这些污水除含有碳水化合物

14、、蛋白质、氨基酸、动植物可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结原污水曝气图池2-1 传统活性污泥法工艺流程图沉淀池（微生物吸附（活性泥下有机物氧化为清水排出回流活性泥脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，仍含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最终出路有三种：排放水体。浇灌田的。 重复使用。污水污染物可依据化学性质和物理形状进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形状，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物 质、胶体污染物质和溶解性污染物质。好氧有机污染物的性质稳固，在微生物的作用下，借助

15、微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳固的无机物。有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧， 所以在工程实际中，采纳以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧量（ Bio-chemical Oxygen Demand, BOD ）mg/L、化学需氧量Chemical Oxygen Demand, COD mg/L 、总有机碳 Total Organic Carbon mg/L、总需氧量 Total Oxygen Demand mg/L。虽然 BOD20。能较精确的描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需 20 天。考虑

16、到好氧分解速率一般在开头的几天最快，在20温度下，污水五日生化需氧量 BOD5 ，约占 BOD20 的 70%80%，因此把 BOD5 作为衡量污染水的有机物浓度指标。化学需氧量 COD的特点是能够精确的表示污水中有机物的含量， 并且测定时间短，但它不能像 BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。2.2 常用的工业污水处理工艺不同的工业污水处理对象，不同的工业污水处理环境，将需要有不同的工业污水处理工艺来处理。因此，在挑选工业污水处理工艺的时候必需要仔细考虑当的污水的情形，以及实际的工业污水处理的环境。工业污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种。这些方法依据实际情形，可以单一使

17、用，也可以针对不同的污水混合使用。目 前，工业污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法。常用的工业污水处理工艺有以下几种。（1）传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种最古老的工业污水处理工艺，其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池，主要处理部分关系框图如图 2-1 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥需要回流到曝气池中。该工艺的优点有：有机物去除率高，污泥负荷高，池的容积小，耗电省，运行成本低。该工艺的缺

18、点有：一般曝气池占的多，建设投资大，满意国家标准相关指标范畴小、易产生污泥膨胀现象，磷和氮的去除率低。（2） ） A/O法。A/O 法是在传统活性污泥法的基础上进展起来的一种工业污水处理工艺，其中 A 代表 Anoxic （缺氧的）， O代表 Oxic （好氧的）。 A/O 法是一种缺氧好氧生物工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化反硝化反应系统，很好的处理了污水中的氮含量，具有明显的脱氮成效。但是此硝化反硝化反应系统需要得到很好的掌握，这样就对该工艺提出了更高的治理要求，这也成为了该工艺的一大缺点。其工艺流程图如下：图 2-2 A/O法工艺流程图（3） A2/O法。A2/

19、O 法也是在传统活性污泥法的基础上进展起来的一种工业污水处理工艺，其中A2，即 A-A，前一个 A 代表 Anaerobic （厌氧的），后一个 A 代表 Anoxic （缺氧的）。 O代表（好氧的）。 A2/O是一种厌氧缺氧 好氧工业污水处理工艺。 A2O法的除磷脱氮成效特别好，特别适合用于对除磷脱氮有要求的工业污水处理。因此，在对除磷脱氮有特殊要求的城市工业污水处理厂，一般首选 A2/O 工艺。其工艺流程图如图 2.3 所示。图 2-3 A2/O法工艺流程图（4） A/B 法。A/B 法是吸附生物降解法的简称，该工艺没有初沉淀，将曝气池分为高低负荷两段，并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。高

20、负荷段停留时间约为 2040min，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，去除 BOD达 50%以上。 B 段与常规活性污泥法相识，负荷较低。 AB法中 A段效率很高，并有较强的缓冲才能。 B段起到出水把关作用，处理稳固性较好。对于高浓度的工业污水处理， AB法具有很好的适用性，并有较高的节能效益。特殊在采纳污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。但是，AB法污泥产量较大， A段污泥有机物含量极高，因此必需添加污泥后续稳固化处理，这样就将增加肯定的投资和费用。另外，由于A 段去除了较多的 BOD，造成了碳源不可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结足，难以实现脱氮工艺的要求。

21、对于污水浓度低的场合， B段也比较困难，也难以发挥优势。总体而言， AB法工艺较适合于污水浓度高，具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市工业污水处理厂，且有明显的节能成效，而对于有脱氮要求的城市工业污水处理厂，一般不宜采纳。（5） SBR 法。SBR 法是歇式活性污泥法的简称，是一种依据肯定的时间次序间歇式操作的污水生物处理技术，也是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥工业污水处理技术，又称序批式活性污泥法。其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式不尽相同。SBR法与传统的水处理工艺的最大区分在于它是以时间次序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，

22、非稳态生化反应代替生化反应，静置抱负沉淀代替动态沉淀等。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的，在运行上实现了有序和间歇操作相结合。2.3 本设计系统工业污水处理工艺及描述：本工业污水处理工艺流程图如下图2-4 所示：图 2-4 工艺流程图污水由进水系统通过粗格栅和清污机进行初步排除大块杂质物体，到达除砂池中。在除砂池系统中细格栅和转鼓清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，将污水中的细小沙粒滤除后进入氧化沟反应池。在该氧化沟系统中进行生化处理，分解污水中的有害物质，此环节用到一些化学药剂来加强处理成效，如复合碱、氯气、油絮凝剂等。对污水进行除油、消毒、调

23、整PH值。同时在该系统中设置有溶解氧仪超声波检测器，通过它对污水中的含氧量进行检测，根据其反馈到 PLC的值来掌握曝气机变频器的运行，转变污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推动水流，使氧化沟的污水和活性污泥处于猛烈搅拌充分混合接触，使生化反应更加充分，以最大程度的分解污水中的有害成分。经处理的污水进入沉淀池中，在刮泥机的作用下进行物理沉淀，为了加强沉淀效 果，同时加入混凝剂和絮凝剂利用高分子助凝剂的猛烈吸附架桥作用更加简洁沉降。污水经沉淀池处理最终到达脱水环节，离心式脱水机作用下进行脱水处理后排出清水。2.3 工业污水处理系统掌握形式早期的掌握系统多采纳继电器接触器掌握系统，但随着电子技术

24、的飞可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结速进展，掌握要求的不断提高，该类掌握方法已不能满意现代工业污水处理系统的掌握要求，因此已逐步被剔除，取而代之的是DCS、现场总线掌握、 PLC等掌握方。（1） DCS系统。 DCS是集散掌握系统的简称，又称为分布式运算机掌握系统，是由运算机技术、信号处理技术、测量掌握技术、通信网络技术等相互渗 透形成的。由运算机和现场终端组成，通过网络将现场掌握站、检测站和操作 站、掌握站等连接起来，完成分散掌握和集中操作、治理的功能，主要是用于 各类生产过程，可提高生产自动化水平和治理水平，其主要特点如下：采纳分 级分布式掌握，削减了系统的信息传输量，使系

25、统应用程序比较简洁。实现了 真正的分散掌握，使系统的危急性分散，牢靠性提高。扩展才能较强。软硬件 资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。（2） 现场总线掌握系统。现场总线掌握系统是由DCS和 PLC进展而来的， 是基于现场总线的自动掌握系统。该系统依据公开、规范的通信协议在智能设备之间，以及智能设备与运算机之间进行数据传输和交换，从而实现掌握与治理一体化的自动掌握系统，其优点：可以用运算机丰富的软件、硬件资源。响应快，实时性好。通信协议公开，不同产品可互连。（ 3） PLC系统。 PLC是可编程规律掌握器的简称，用它作为处理系统的掌握器，实现掌握系统的功能要求，也可利用运算机作为其上位机

26、，通过网络连接PLC，对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程便利，开发周期短，爱护简洁。通用性强，使用便利。控制功能强。模块化结构，扩展才能强。2.4 工业污水处理系统的功能要求工业污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了快速进展，但仍滞后于城市进展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大的影响了城市进展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能， 并且实现自动化的掌握过程，采纳 PLC作为核心掌握器是个较好的方案。PLC作为工业污水处理系统的掌握系统使得设计过程变得更加简

27、洁，可实 现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC掌握系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能掌握PLC系统。由于 PLC的 CPU强大的网络通信才能，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程 监控。利用 PLC作为掌握器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结入。二是掌握输出信号。2.4.1 信号输入工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。（1） 按钮输入检测。大多数为人工方式掌握的输入检测，主要

28、有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。（2） 液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差，用来掌握清污机的启动与停止。（3） 液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来掌握潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。（4） 含氧量输入检测。以上三种都为数字量输入，该输入为模拟量输入。曝气过程是工业污水处理系统中最重要的环节，为了保证微生物所需要的氧 气，必需检测污水中的含氧量，并通过曝气机增加或削减其含氧量。通过将溶解氧仪设置在适当位置上，将检测值反

29、馈到PLC中，通过运算输出掌握曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的成效，延长了处理时间，严峻时甚至导致处理失效，因此需要增加曝气机转速以增加供氧量。当溶解氧值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理，因此减小曝气机转速以削减供氧量，最终使污水中的溶解氧保持在肯定的范畴内。2.4.2 掌握输出信号信号输出部分主要包括两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器。另外一个是模拟量输出，用来掌握曝气机变频器。（1） 数字量输出。掌握各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。（2） 模拟量输出通过 PLC中 PID

30、 运算后的数据，通过其功能模块输出掌握信号，该掌握信号输入到变频器的掌握端子上，转变变频器的输出频率，从而 掌握曝气机的转速，最终达到掌握污水中含氧量的要求。3 硬件系统配置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结氧化沟是工业污水处理系统中的重要环节，其结构的不同形成了不同的氧化方法例如，奥贝尔、卡鲁赛尔和一体化氧化沟法，对于不同的结构，其配套的设备也有较大的不同，所以其结构比较复杂，不同的结构对应不同的掌握系统，因此需要依据不同的结构特点设计相应的掌握系统。3.1 主要组成部分工业污水处理系统的结构比较复杂，设备较多，在氧化沟中其掌握过程及原理大致相同，都是通过掌握曝气机的转速来调剂

31、污水中的含氧量，其基本组成如图 3-1 所示。图 4-1 工业污水处理系统基本组成示意图1）进水系统。进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水管道主要由粗格栅机和清污机组成，进水泵房主要有两台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的大块物体排除，其中的粗格栅是依据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是依据粗格栅两侧的液位差来打算的，当液位差超过某个值时，启动清污机。当液位差小于某个值时停止清污机的运行。进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器来打算的，当液位较低时只启动一台潜水泵，当液位较高时启动两台潜水泵，如液位连续上升时，就输出报警以示意有故障发生。2）除

32、砂系统。除砂系统主要由细格栅系统和沉砂池组成，细格栅系统是由细格栅机和转鼓清污机组成，沉砂池的主要设备是分别机。细格栅系统的主要功能是进一步净化污水中的颗粒物体，将污水中细小的沙粒滤除，其中的细格栅机是依据程序设定时间进行间歇工作，而转鼓清污机的运行和停止就依据细格栅两侧的液位差来打算，当液位差超过某个值时，启动清污机。当液位差小于某个值时停止清污机的运行，这和粗格栅系统的运行方式一样。沉砂池中分别机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟曝气机的时候同时启动分别机，对沉砂池中的沙粒进行排除。3）氧化沟系统。氧化沟系统由氧化沟和污泥回流系统构成，氧化沟是工业污水处理系统中最重要的环

33、节，因此掌握量较多，掌握过程叫复杂，包括转碟曝气机和潜水搅拌机，污水回流系统主要有污泥回流泵构成。氧化沟的功能是对污水进行生化处理，分解污水中的有害物质，使其达到肯定的水质标准， 其中是转碟曝气机是关键设备，在氧化沟中设置有溶解氧仪对污水中的含氧量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结进行检测，依据其反馈到 PLC的值来掌握曝气机变频器的运行，转变污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推动水流，同时使氧化沟的污水和活性污泥处于猛烈的搅拌状态，使他们充分混合接触。使活性污泥的生化反应更加充 分，这样才能最大程度的分解污水中的有害成分。污水回流系统的污泥回流泵将剩余的污泥及使用过的污泥进

34、行处理，该设备的运行与停止主要依据泵房内液位传感器的状态，当液位低于某个值时停止回流泵的运行。当液位连续高于某个高位时，回流泵停止运行同时输出报警信号。液位处于正常状态时，回流泵正常运行。4）沉淀系统。沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行氧化沟处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分别，刮泥机在整个系统启动后就开头连续运行。在该系统中用到肯定化学药剂主要包括混凝剂、絮凝剂、复合碱 等，主要用来调剂改善混凝条件及絮凝体结构，利用高分子助凝剂的猛烈吸附架桥作用，使细小松散的絮凝体变的粗大而紧密，简洁发生沉降。5）污泥脱水环节。污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对氧化池中处理过污水的

35、活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此需要先对活性污泥添加肯定量的药 物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备依据次序掌握的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水处理。3.2 电气掌握系统电气掌握系统主要包括操作面板、显示面板、电气掌握柜等单元。由于在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且仍要检测模拟量的输入，依据设定的程序进行数据处理后，输出掌握信号，因此系统的掌握规律与时序就需要严格照检测信号的输入进行掌握。1 ）操作面板。操作面板主要包括手动、自动、各类设备的启动按钮等。2 ）显示面板。显

36、示面板由于要显示较多的数据，因此一般采纳触摸屏或者人机界面。3 ）电气掌握柜。电气掌握柜是电气掌握的核心设备，主要包括变频器、各类传感器的输入信号、 PLC及其扩展模块等。3.3 工业污水处理系统的工作原理3.3.1 掌握系统总体框图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结通过检工业污水处理系统的电气掌握系统总框图如图4-2 所示， PLC为核心掌握器，测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速掌握。3-2 电气掌握系统框图3.3.2 工作过程在手动状态下，各类设备的掌握是依据操作面板上的按钮输入来掌握，无规律掌握，即可不依据传感器的状

37、态进行掌握。在自动方式下进行闭环掌握， 系统依据检测到外部传感器的状态对设备进行启停掌握，其工作过程如下。1 ）接通电源，启动自动掌握方式，启动潜水搅拌器和刮泥机。2 ）运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。3 ）依据反馈回来的液位差状态掌握清污机的运行与停止。4 ）进水泵房中的潜水泵依据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。5 ）转碟曝气机依据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行掌握，同时掌握分别机的运行与停止。6 ）污泥回流泵的运行与停止依据液面的高低进行掌握。7 ）在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采纳次序掌握方式，依次启动其设备。3.3.3 工

38、业污水处理系统主电路设计图 3-3 为工业污水处理系统的主电路图的部分图。三台电机分别为潜水泵电机（ M1）、清污机电机（ M2）、转碟曝气机电机（ M3）。接触器 KM3、KM2、 KM6分别掌握 M1、M2、M3的工频运行。接触器 KM5、KM9分别掌握 M1、M3的变频运行。 FR1、FR2、FR3分别为三台电机过载爱护用的热继电器。 QF1、主电路的空气开关。 FU1为主电路的熔断器。选用的 MM430变频器是用来掌握电机M1、M3变频运行的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-3 工业污水处理系统部分主电路图3.4 PLC 选型依据工业污水处理系统的电气掌握系统的

39、功能要求，以及其复杂程度，从 经济性、牢靠性等方面来考虑，挑选西门子S7200 系列 PLC作为工业污水处理系统的电气掌握系统的掌握主机。由于工业污水处理电气掌握系统涉及较多的输入输出端口，其掌握过程相对复杂，因此采纳CPU226作为该掌握系统的主机。CPU226在工业污水处理系统中使用的数字量输入点和输出点都比较多，因此除了 PLC主机自带的 I/O 外，仍需要扩展肯定数量的 I/O 扩展模块。在此采纳 EM223输入/ 输出混合扩展模块。 8 点 DC输入 8 点输出型。正好可以满意掌握系统的 I/O 需求。在该系统中，仍需要采集模拟量并利用模拟量掌握的功能要求，因此需要在扩展一个模拟量输

40、入输出扩展模块。西门子公司特的为S7200 系列 PLC配置了模拟量输入输出模块 EM235，该模块具有较高的辨论率和较强的输出驱动 才能，可满意掌握系统的功能要求。3.5 PLC 的 I/O 资源配置依据系统的功能要求，对 PLC的 I/O 进行配置，具体安排如下表。3.5.1数字量输入部分表 3-4输入的址输入设备数字输入量的址安排输入的址输入设备I0.0急停I1.4手动刮泥机启动I0.1手动方式I1.5手动污泥回流泵启动I0.2自动方式I1.6手动分别式脱水机启动I0.3自动启动确认I1.7手动污泥泵启动I0.4手动粗格栅机启动I2.0手动转碟曝气机加速I0.5手动清污机启动I2.1手动

41、转碟曝气机削减I0.6手动潜水泵启动I2.2粗格栅液位差计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I0.7手动细格栅机启动I2.3细格栅液位差计I1.0手动分别机启动I2.4进水泵房液面高位传感器I1.1手动转碟曝气机工频启动I2.5进水泵房液面低位传感器I1.2手动转碟曝气机变频启动I2.6污泥回流泵液面高位传感器I1.3手动潜水搅拌机启动I2.7污泥回流泵液面低位传感器3.5.2 数字量输出部分表 3-5 数字输出量的址安排输出的址输出设备输出的址输出设备Q0.0粗格栅机接触器Q0.7潜水搅拌机接触器Q0.1清污机接触器Q1.0刮泥机接触器Q0.2潜水泵接触器Q1.1污泥回流泵接触

42、器Q0.3细格栅机接触器Q1.2离心式脱水机接触器Q0.4分别机接触器Q1.3潜水泵报警Q0.5转碟曝气机工频接触器Q1.4污泥回流泵报警Q0.6转碟曝气机变频接触器3.5.3 模拟量输入部分由于需要采集一个溶氧仪所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体 I/O 安排，如下表 3-6 所示。表 3-6模拟量输入的址安排输入的址输入设备AIW0溶解氧仪3.5.4 模拟量输出部分在此掌握系统中需要将采集回来的模拟量进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行掌握，进行掌握其他设备的运行，如下表3-7 所示。表 3-7 模拟量输出的址安排可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

43、输出的址AQW0输出设备经 PID 运算输出依据掌握系统的功能要求，设计出工业污水处理掌握系统的硬件连线图如图 3-8 所示，此掌握面板上的手动掌握部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。图 3-8 工业污水处理系统PLC硬件接线图3.6 其他资源配置要完成系统的掌握功能除了需要PLC主机及其扩展模块之外，仍需要各种传感器、接触器和变频器等仪器设备。3.6.1 接触器选型在掌握系统中，全部设备是依据掌握面板上的按钮情形或者依据传感器的反馈值进行动作的，因此需要 PLC依据当前的工作情形，以及按钮的情形来掌握全部设备的启停，在此用到了大量接触器：如格栅机接触器、清污机接触器、潜水泵

44、接触器、分别机接触器、转碟曝气机接触器、潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器等。为此该系统选用施耐德LC1-D0901M5C沟通接触，其额定电压 220V, 额定电流 9A。其特点有：高标准：符合 IEC60947-4-1 和 GB14048.4标 准。长寿命：机械寿命高达 2000 万次。电寿命高达 200 万次。强适应性： “TH”防护处理，可以在湿热的环境中使用。宽电压：线圈掌握电压在70%- 120%Uc之间波动，不影响产品正常工作。强通用性：具有50Hz-60Hz通用线 圈，可以全世界通用。模块化：产品本体上可以附加帮助触头，通电/ 断电延时触头，机械闭锁等模块。也可以很便利的组合成可逆接

45、触器、星- 三角起动器。3.6.2 变频器简介变频器的功能是将频率固定的 通常为 50Hz的沟通电变换成频率连续可调的三相沟通电源。变频器的输入端接至频率固定的三相沟通电，输出端输出的 是频率在肯定范畴内连续可调的三相沟通电。变频器主要分为间接变频和直接变频两大类，而间接变频又依据中间直流环节的主要储能元件的不同可分为电压型和电流型。电压型变频器主回路由相可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结控整流器，中间直流环节和逆变器三个部分组成。相控整流器将沟通电压整流为可控的直流电压，经滤波由电容Cd 输出直流电压 Vd，逆变器将直流 Ud 变换成频率可调的沟通电源供应电机进行变频调速。由于中间直流环节是 Cd 低阻抗输出相当于是恒压源，故称电压型。电流型交 -直-交变频器与电压型变频器的差别仅在于中间直流环节中的储能元件用的是电感而不是电容。由于中间直流环节是高阻抗输出相当于电流 源，故称电流型。3.6.3 变频与变压 VVVF原理当在实际利用变频器调剂