基于PLC的污水处理控制系统_毕业设计(18页).doc

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1、-基于PLC的污水处理控制系统_毕业设计-第 18 页基于PLC的污水处理控制系统纵高瑞电气工程学院自动化093090302085绪论水与人的生活息息相关，特别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（参与统计国家中），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，其中多个严重缺水，北方地区缺水现象尤其严重，人均拥有淡水量仅有240吨。令人担忧的是淡水总量日益减少，用水成本不断升高，淡水的浪费非常严重。我国北方地区水资源的超

2、采，己形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、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。我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。随着社会的发展，水资源已经成为影响工业发展的重要因素，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、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化，无疑是“雪上加霜”。据统计

3、，由于水质污染，我国已有大约3亿人的饮水发生不安全现象，其中1.9亿人的饮水是超标水。气象学家预测，2100年全球变暖加剧，地表将有1/3的面积变为沙漠，那时，干旱将威胁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重后果，因此工业污水处理项目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持续协调发展的瓶颈，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，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源，真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境保护的呼声越来越高，工业污水处理已经

4、体现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，污水来源的不稳定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控制方式提出了非常高的要求。 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”国家科技攻关开始逐步进行研究。“七五”和“八五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术方面的研究较多，以这些成果为设计依据，建立了一些氧化塘、土地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入研究。研究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“

5、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，我国已能提供下列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定塘技术等，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发展到了一个崭新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而

6、展开的。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控制中发挥着骨干作用。至70年代末，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累了丰富的经验。现在，这些国家的工业污水处理水平又有了进一步提高，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保护起了重大的作用。1.2 课题背景 未来10年，中国工业污水处理项目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。采用先进

7、、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，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控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。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，对于工业污水处理非常有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自

8、控方法。1.3 课题来源及实际意义本设计来自生产实际，是对钒业生产过程中的废水进行处理。世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，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。这个污染源的出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。目前，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管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定，所以如何建立有效

9、的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。1.4 课题主要设计内容本次设计的主要内容是工业污水处理系统的组成和针对矾业生产过程中废水处理PLC控制系统设计，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发展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，并对矾业污水处理控制系统进行设计分析；（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。 你能进行调速与运行吗？第二章 工业污水处理流程及控制方案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

10、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、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最后出路有三种：排放水体；灌溉田地；重复使用。污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。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。按物理形态，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定，在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定的无机物。有机物

11、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，采用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。能较精确地描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需20天。考虑到好氧分解速率一般在开始的几天最快，在20温度下，污水五日生化需氧量(BOD5)，约占BO

12、D20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，在选择工业污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的工业污水处理的环境。 说的好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。这些方法根据实际情况，可以单一使用，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

13、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。曝气池（微生物吸附有机物氧化为无机物）沉淀池（活性泥下沉）回流活性泥原污水清水排出图2-1传统活性污泥法工艺流程图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。该工艺的缺点有：普通曝气池占地多，建设投资大，满

14、足国家标准相关指标范围小、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发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，具有明显的脱氮效果。但是此硝化-反硝化反应系统需要得到很好的控制，这样就对该工艺提出了更高的管理要求，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/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺

15、，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法的除磷脱氮效果非常好，非常适合用于对除磷脱氮有要求的工业污水处理。因此，在对除磷脱氮有特别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。

16、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，并有较强的缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。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。尤其在采用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，因此必须添加污泥后续稳定化处理，这样就将增加一定的投资和费用。另外，由于A段去除了较多的BOD，造成了碳源不足，难以实现脱氮工艺的要求。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，且有明显的节能效果，而对

17、于有脱氮要求的城市工业污水处理厂，一般不宜采用。（5）SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的简称，是一种按照一定的时间顺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别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置理想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

18、工业污水处理的工艺流程 好好看看工艺流程本设计是对矾业生产过程中产生的废水进行处理，矾业生产过程中会使排放液体中的PH值、NH3值和COD值超标，不允许排放出去，需要污水经过处理，使其PH值、NH3值和COD值达到排放要求。针对矾业生产过程中产生的废水特点，本文设计的污水处理工艺流程如下图所示。污水处理工艺流程图在现场工艺流程前端，有2点PH值检测和2点NH3值检测，被控装置有：水泵、加碱调节阀、吹氨变频风机2台，当检测的PH值过大时加碱进行调节，当NH3值超标时，启动吹氨变频风机工作；中间部位，有2点 PH值检测和2点COD值检测，被控装置有：水泵、加酸调节阀、去除COD变频风机，当检测的P

19、H值过小时加酸进行调节，当COD值超标时，启动去除COD变频风机工作；后端由PH值、NH3值和COD值检测及阀门组成，以使符合要求的水进行排放，不符合要求的水进入缓冲池准备进行二次处理。2.4 本文污水处理自动控制系统的方案 本文设计的污水处理自动控制系统由PLC自动控制装置组成，系统的主要结构框图如图所示。本系统以S7-200PLC为核心，主要包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入，数字量输出模块、显示模块等部分组成。系统结构框图PLC控制装置的主要处理过程：好好看看处理过程在前端，2个检测点的PH值通过A/D转换模块EM231输入PLC中，PLC根据检测值与标准值的比较确定输出信号

20、，该信号经D/A转换模块EM232输出控制加碱调节阀，2个检测点的NH3通过A/D转换模块EM231输入PLC中，PLC根据检测值与标准值得的较确定输出信号，该信号经D/A转换模块EM232输出控制吹氨变频风机。在中间部分，2个检测点的PH值通过A/D转换模块EM231输入PLC中，PLC根据检测值与标准值得比较确定输出信号，该信号经D/A转换模块EM232输出控制加酸调节阀，2个检测点的COD通过A/D转换模块EM231输入PLC中，PLC根据检测值与标准值得比较确定输出信号，该信号经D/A转换模块EM232输出控制COD变频风机。系统中的水泵是由PLC输出的开关量来控制其启动和停止。 显示

21、是通过数字量输出模块连接LED显示器实现的。第三章 硬件配置下面的序号变了3.2 部分主电路图如图所示为本设计控制系统主电路图中的部分电路图，在主电路中，五个水泵均由开关量控制，吹氨风机、COD去除风机通过西门子变频器M430控制，FR1、FR2、FR3分别为三台电机过载保护用的热继电器；QF1、主电路的空气开关；FU1为主电路的熔断器。3.3 PLC选型根据工业污水处理系统的电气控制系统的功能要求，以及其复杂程度，从经济性、可靠性等方面来考虑，选择西门子S7200系列PLC作为工业污水处理系统的电气控制系统的控制主机。由于工业污水处理电气控制系统涉及较多的输入输出端口，其控制过程相对复杂，因

22、此采用CPU226作为该控制系统的主机。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，还需要扩展一定数量的I/O扩展模块。在此采用EM231模拟量输入扩展模块、EM232模拟量输出扩展模块。3.2.1 S7-200 PLC概述S7-200 PLC系统是紧凑型的可编程序控制器，系统的硬件构架由系统的CPU模块和丰富的扩展模块组成，它能够满足各种设备的自动化控制需求。S7-200 除具有PLC基本的控制功能外，更在如下方面有其独到之处：（1）功能强大的指令集 指令内容包括位逻辑指令、计数器、定时器、PID指令、复杂数字运算指令、字符串指令、时

23、钟指令、通讯指令，以及和智能模块配合的专用指令等。（2）丰富强大的通讯功能S7-200 提供了近10种通讯方式以满足不同的应用需求，从简单的S7-200 之间的通讯到S7-200 通过Profibus DP 网络通讯，甚至到S7-200 通过以太网通讯。在互联网需求已日益成为必需的今天，强大的通讯功能无疑会使S7-200 为更多的用户服务。可以说，S7-200的通讯功能已经远远超出了小型PLC的整体通讯水平。（3）编程软件的易用性Step 7 Micro/WIN V4.0 编程软件为用户提供了开发、编辑和监控的良好编程环境。全中文的界面、中文的在线帮助信息、Windows 的界面风格以及丰富的

24、编程向导功能使用户快速进入状态，得心应手。（4）不断地创新创新是西门子公司的一贯风格，在S7-200 上更是体现得淋漓尽致。永不停歇地推出新产品，使更多的需求梦想成为现实，这正是S7-200 成为市场佼佼者的原动力。3.3.2 S7-200PLC扩展模块（1）EM231 模拟量输入模块本设计采用的型号为GM231-AI4，对应S7-200订货号： 6ES7 231-0HC22-0XA0。产品示意图如图所示。其模拟量输入特性如下表所示：模拟量输入特性表输入点数4隔离(现场与逻辑电路间)光耦隔离：500VAC，1分钟输入类型差分输入量程范围电压输入(单极性)050mV,0100mV,0500mV,

25、01V,05V,010V电压输入(双极性)25mV, 50mV,100mV, 250mV,500mV, 1V,2.5V, 5V,10V电流输入020 mA数据字格式1530V单极性，全量程032000双极性，全量程-3200032000输入分辨率电压输入(单极性)12.5uV(050mV量程)25uV(0100mV量程)125uV(0500mV量程)250uV(01V量程)1.25 mV (05V量程)2.5 mV (010V量程)电压输入(双极性)12.5uV(25mV量程)25uV(50mV量程)50uV(100mV量程)125uV(250mV量程)250uV(500mV量程)500uV(

26、1V量程)1.25 mV (2.5V量程)2.5 mV (5V量程)5mV(10V量程)电流输入5A (020mA量程)测量误差小于0.5%模数转换时间小于300s模拟量输入响应时间1.5ms共模抑制40dB，DC to 60Hz共模电压信号电压+共模电压(必须小于等于12V)输入阻抗不小于10M最大输入电压30V最大输入电流30mA接线图如下图所示：（2）EM232 模拟量输出模块本设计采用型号为GM232-AQ2的EM232模拟量输出拓展模块，对应S7-200订货号： 6ES7 232-0HB22-0XA0。产品示意图如图所示。其性能参数如下表所示：性能参数表常规特性尺寸(宽高深)4680

27、62mm功耗2W电源输入类型24V DCLED灯指示24V 电源状态，亮表示电源正常，灭表示电源故障模拟量输出特性输出点数2输出范围电压型10V 电流型020mA输出分辨率电压型12Bit电流型11Bit数据字格式电压型 -32000+32000 电流型032000测量误差典型值: 满量程的0.5%，最坏情况：满量程的2%稳定时间电压输出100s电流输出2ms最大驱动24V用户电源电压型 最小5000 电流型最大5003.4 PLC 中I/O口资源分配综合本设计系统的工艺流程图，总结系统中检测信号、控制信号如下表所示:信号汇总表类型个数PH值检测传感器7NH3值检测传感器5COD值检测传感器4

28、悬浮物检测3水泵5吹氨变频风机2去除COD变频风机1加碱调节阀2加酸调节阀1液位传感器1由上表根据系统的功能要求设计出本系统的I/O口资源配置如下。3.4.1 数字量输入/输出部分本系统数字量输入信号有3个：启动按钮，停止按钮，液位检测信号。数字量输出信号主要是控制水泵运行，合计5个。具体I/O分配如下表所示：I/O口资源配置表输入地址输入设备输出地址输出设备I0.0启动按钮Q0.0水泵1I0.1停止按钮Q0.1水泵2I0.2液位传感器Q0.2水泵3Q0.3水泵4Q0.4水泵5 你下面介绍的液位传感器输出的是模拟量信号啊3.4.2 模拟量输入部分：由于本设计模拟检测信号较多，故使用模拟量输入扩

29、展模块EM231合计4个。具体I/O分配，如下表所示。模拟量输入部分I/O分配表输入地址输入设备输入地址输入设备AIW0PH值检测A1AIW8NH3值检测B2AIW1PH值检测A2AIW9NH3值检测B3AIW2PH值检测A3AIW10NH3值检测B4AIW3PH值检测A4AIW11NH3值检测B5AIW4PH值检测A5AIW12COD值检测C1AIW5PH值检测A6AIW13COD值检测C2AIW6PH值检测A7AIW14COD值检测C3AIW7NH3值检测B1AIW15COD值检测C43.4.3 模拟量输出部分： 本设计系统模拟量输出信号合计6个，采用模拟量输出扩展模块EM232合计3个，

30、具体I/O配置如下表所示：模拟量输出部分I/O分配表输出地址输出设备输出地址输出设备AQW0加碱调节阀YV1AQW3吹氨变频器1AQW1加碱调节阀YV2AQW4吹氨变频器2AQW2加酸调节阀TV1AQW5去除COD变频器3.5 系统硬件接线图根据控制系统的功能要求，设计出工业污水处理控制系统的硬件连线图如图所示。 你这个PLC外部接线图不对，上网查查EM231的引脚排列图及与二线制的电流信号怎样连，EM232与变频器怎样连，与水泵怎样连，与启动、停止按钮怎样连3.6 其他资源配置3.6.1 PH值检测本设计这对PH值检测采用的仪器名称为在线PH值分析仪，型号为JC1672-BW，品牌是百万电子

31、，该产品主要描述：大型液晶显示屏、界面简单、易操作。主要功能：1、 具有模拟信号输出、继电器输出功能2 、144144微电脑设计酸碱度/氧化还原变送器3 、提供溶液接地功能，可消除样品带电干扰4 、可任意设定上、下限报警值，利于液体控制5 、密码锁及组合键进入设定、校正模式设定，增强安全性6 、采用双高阻输入，阻抗高达1012，抗干扰能力强主要技术指标：1、测量范围：pH值014.00Ph，分度值0.01pH，温度099.9， 分度值0.1，电位值1999+1999mV，分度值0.1mV；2、自动温度补偿范围： 099.9 ，25为基准；3、被测水样：099.9，0.6MPa；4、电子单元自动

32、温度补偿误差：0.03pH； 5、电子单元重复性误差：0.02pH；6、稳定性：0.02pH/24h；7、输入阻抗：1012；8、时钟精度：1分/月；9、电流隔离输出：010mA（负载1.5k）, 420mA（负载750）；10、输出电流误差：1%FS；11、数据存储数量：1个月（1点/5分钟）；12、高低报警继电器：AC220V，3A；13、RS485通讯接口；14、电 源：AC220V22V，50Hz1Hz；15、防护等级：IP65；3.6.2 NH3值检测本设计采用HSJ-(NH4-N)氨氮在线监测仪HSJ-(NH4-N)型氨氮在线监测仪采用水杨酸分光光度法，在硝普钠存在下，水样中的氨氮

33、与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成蓝色化合物，加入酒石酸甲钠掩蔽阳离子特别是钙、镁离子干扰，使用高精度分光光度计在697nm处测定，根据朗伯-比尔定律，吸光度与吸光物质浓度呈线形关系，准确检测出水中氨氮浓度。相比于纳氏剂分光光度法，该方法无需使用剧毒碘化汞，不会危害操作人员健康，对环境没有二次污染。该仪器广泛应用于化工、钢铁、冶金、市政污水处理等行业废水排放及河流、湖泊地表水和地下水水质氨氮在线监测。仪器特点：（1）精确测量，自动维护 高标准配置，监测准确、性能稳定 故障智能自诊断，便于仪器管理与维护 测量基线每次测量重新认定，确保测量精确性 （2）智能监测，操作友好 全自动智能控制，数据远程自动

34、传输，可存储海量数据 任意设定测量上限和下限，超标自动报警 兼容性设计，优越的可扩展性，具备远程反控功能 （3）专有技术，领先一筹 测量前后自动清洗，避免化学流路污染 工业化设计、结构简洁、运动部件少 超大彩色液晶屏幕，界面简洁、功能齐全的中文操作系统技术参数：测量范围 00.1，00.5 ，01.0mg/L（可根据需求定制） 准确性 5重复性 10零点漂移5量程漂移10MTBF 1440小时监测时间 15分钟测量周期 可灵活设定供电电源 电压：AC220V22V 频率：50Hz1Hz 信号输出 各通道独立的420mA隔离电流输出信号以及RS232或RS485串口3.6.3 COD检测本设计采

35、用在线COD分析仪CX1000 ，其测量原理是依据不饱和有机分子在254nm下对紫外光的吸收效应，利用比尔-朗伯（Beer-Lambert）定律换算： C = K log ( Iin / IOUT )C ：样品浓度K：吸收系数Iin ：入射光强度Iout ：透射光强度本仪器含有自动清洗系统，系统一天自动清洗一次，使用低廉的清洗溶液（5%硫酸水）经自动注入样品流动池中进行清洗。也同时执行自动调零工作。附有一个内置的2升容器，只需2周补充清洗液。容器中的清洗溶液用完时，会发出一个报警信号。应用于河水中：河水中的COD是饮用水和水处理工厂的一个重要测量参数。稳定、可靠性和低维护量是重要考量因素，紫外

36、光谱是有效的方法。应用于废水中：废水处理厂需要一种快速和可靠的COD测量方法来控制其含量，这只有紫外光谱法能达到要求。本仪器具体检测方法具体如下表所示：CX1000检测方法示意表检测方法紫外吸收法（CX1000）自动实验室COD臭氧或OH电极法测量COD高温法测量TOC紫外氧化法测量TOC与工业废水COD相关性变量很好好变量变量不饱和有机物的检测能能能能能蒸馏水稀释不用用10L/天不用不用电极、灯或零件定期更换不用用用用用过滤不用不可避免不可避免不可避免不可避免尺寸小巧精简大大大大操作费低高高高高维护量非常低高高高高安装时间1小时几小时几小时几小时几小时CX1000技术参数如下表所示：CX10

37、00技术参数表量程0-250mg/l0-800mg/l0-3000mg/l0-20000mg/l准确度10%重复性0.01mg/l1.0mg/l3.0mg/l10mg/l零点漂移5%满量程漂移10%测量时间10秒测量周期可编程调节温度环境温度：0-50； 水样温度：0-80，不结冰模拟信号输出4-20ma 隔离输出报警信号输出4路继电器信号输出通讯RS232串口，无需专业软件，用WINDOWS操作系统“超级终端”进行数据下载；RS485-MODBUS总线（选配）数据存储存储一个月历史分析数据电源220Vac/50HZ 30VA3.6.4 浮球液位计由液位传感器和智能HART板(电流转换器)两部

38、分组成，浮球与液位同步变化，控制干簧管吸合断开，从而使传感器内电阻成线性变化，再由转换器将电阻的变化转换成420mA标准电流信号并叠加HART数字信号输出。本系统采用的浮球液位计型号为：JHUQZ，由液位传感器和智能HART板（电流转换器）两部分组成，浮球与液位同步变化，控制干簧管吸合断开，从而使传感器内电阻成线性变化，再由转换器将电阻的变化转换成420mA标准电流信号并叠加HART数字信号输出。产品示意图如图所示。浮球液位计特点：1、 智能电子部件由一块主机板和一块液晶屏组成；2、 可就地按键调整最程和零点；3、 可用HART通讯手操器或微机与本智能仪表进行双面通讯而不中断输出信号，适合防爆

39、或不方便拆装仪表场所对仪表的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问或改；4、 在采用HART协议的分散控制系统中同主机进行双向通讯；5、 带有EEPROM，不因断电丢失数据。浮球液位计参数： 测量范围：03500mm 供电电压：1236V DC 输出信号：两线制420mA.DC叠加数字信号，由用户选择开方或线性输出； 注意该液位传感器输出的是模拟量信号啊，与前面的矛盾 负载电阻：250 测量精度：10mm 环境温度：-4080 工作温度：-20120 公称压力：1.6MPa 法兰标准：A：JB/T82.1-94（平面法兰）DN100 PN1.6 球90 B：JB/T82.

40、1-94（平面法兰）DN80 PN0.6 球76 介质密度：0.65g/cm3 介质粘度：0.015PaS 接液材质：不锈钢 防护等级：IP65JHUQZ浮球液位计有四种安装方式：A，顶置安装；B，侧侧安装；C，侧底安装；D，支架安装。具体如下图所示。四种安装方式浮球液位计接线方式如图所示。3.6.5 接触器选型在控制系统中，所有设备是根据控制面板上的按钮情况或者根据传感器的反馈值进行动作的，因此需要PLC根据当前的工作情况，以及按钮的情况来控制所有设备的启停，在此用到了大量接触器：如格栅机接触器、清污机接触器、潜水泵接触器、分离机接触器、转碟曝气机接触器、潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器等。为

41、此该系统选用施耐德LC1-D0901M5C交流接触，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：线圈控制电压在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辅助触头，通电/断电延时触头，机械闭锁等模块。也可以很方便地组合成可逆接触器、星-三角起动器。3.6.6 变频器选型该系统选用的变频器是西门子MM430变频器，具有多个继电器输出

42、，具有多个模拟量输出（020 mA），2 个模拟输入：AIN1：010 V， 020 mA 和10 至+10 V； AIN2：010 V， 020 mA，6 个带隔离的数字输入，并可切换为NPN/PNP 接线。它是一种风机水泵负载专用变频器，能适用于各种变速驱动系统，尤其是适用于工业部门的水泵和风机。该型变频器，具有能源利用率高的特点，优化了部分结构与功能，便于工作人员进行操作，实现功能强。它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。第四章 软件设计软件设计怎么一点没有？起码要完成到前10周啊。第五章 总结参考文献