【正文】 21 變頻調(diào)速的基本原理 .............................................................................................. 22 變頻器選型 .............................................................................................................. 23 變頻器參數(shù)設(shè)置 ...................................................................................................... 23 電動機(jī)的選 型 .......................................................................................................... 24 液位差計 .................................................................................................................. 25 溶解氧儀 .................................................................................................................. 25 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 ...................................................................................................................... 27 總體流程設(shè)計 ................................................................................................................. 27 手動模式 .................................................................................................................. 27 自動模式 .................................................................................................................. 28 曝氣過程控制的任務(wù) ..................................................................................................... 37 氯氣投加環(huán)節(jié) ................................................................................................................. 37 絮凝劑投加環(huán)節(jié) ............................................................................................................. 38 PID 控制 ......................................................................................................................... 38 PLC 和變頻器通訊 ........................................................................................................ 39 5 預(yù)期效果 .............................................................................................................................. 41 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 ............................................................................................................. 41 預(yù)期效果 ......................................................................................................................... 41 6 結(jié) 論 ................................................................................................................................ 43 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 44 附 錄 ...................................................................................................................................... 45 致 謝 ........................................................................................................................................ 58 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 1 緒 論 課 題的背 景 我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。隨著社會的發(fā)展，水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對水質(zhì)要求越來越高。但是我國工業(yè)用水耗費高，重復(fù)利用水少，中水使用率不高，有關(guān)資料顯示，我國的工業(yè) 用水重復(fù)利用率平均為 40%～ 50%。目前全國城市污廢水的處理率（達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的）僅有 10%左右，其余的污廢水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重是我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問題。嚴(yán)重的環(huán)境污染使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化，無疑是“雪上加霜”。據(jù)統(tǒng)計，由于水質(zhì)污染，我國已有大約 3億人的飲水發(fā)生不安全現(xiàn)象，其中 的飲水是超標(biāo)水。氣象學(xué)家預(yù)測， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變?yōu)樯衬?，那時，干旱將威脅全球一半的人類的生存。這些現(xiàn)象都是水污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，因此工 業(yè)污水處理項目的實施已經(jīng)刻不容緩。眾多跡象表 明 ，水資源的短缺無疑將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的 障礙 ，因此世界各國越來越重視水處理和水的再利用，通過各種技術(shù)進(jìn)一步提高供水質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。并且工業(yè)污水處理過程中，經(jīng)過厭氧和好氧處理，污水中的熱量、沼氣等再生能源可以為工業(yè)生產(chǎn)提供二次能源，真正實現(xiàn)變廢為寶、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲越來越高，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對于各種污水進(jìn)行處理后排放成為各企業(yè)基本的要求。在工廠的工業(yè)污水處理過程中，污水來源的不穩(wěn)定以及工廠中各種污水的成分的復(fù)雜性 ，對工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。 未來 10 年，中國工業(yè)污水處理項目工程建設(shè)投資將超過 2500 億元，其中工業(yè)污水處理設(shè)備投入約 300 億元。采用先進(jìn)、實用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，在環(huán)保工程中廣泛采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)，是推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。在這種形勢下工業(yè)污水處理自動化控制系統(tǒng)無疑是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益以及經(jīng)濟(jì)效益的研究課題。 對于環(huán)境保護(hù)問題，國務(wù)院明確規(guī)定所有工業(yè)污染源都必須達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 。其中處理過的污水還可以循環(huán) 利用，由于我國是一個水資源匱乏的國家，而 且時空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。因此，從環(huán)保、注水等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理 是 非常有必要 的 。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀 況、計量自控檢測儀表使用、 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，將為當(dāng)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 世界任何國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會推進(jìn)社會進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來不同程度的環(huán)境污染，污水也是造成環(huán)境污染的 原因 之一。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。我國是一個嚴(yán)重缺水的國家 ，雖然我國年平均水資源總最為 28000 億㎡，居世界第 6 位，人均水資源量為 2220 ㎡ ，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國列為世界上 13 個缺水國家之一。目前我國約 300 個城市缺水，其中嚴(yán)重缺水的城市有 5O個。據(jù)中國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)分析統(tǒng)計，全國按目前正常需要，年缺水總量約為 300 億～ 400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá) 2300 億，超過洪澇災(zāi)害。水資源的匱乏和水資源的污染，己經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活，嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。因此建設(shè)符合我國國情的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低工業(yè)污水處理成本、改善 環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會與和諧社會、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。 工業(yè)污水 處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國工業(yè)污水處理技術(shù)從“七五”國家科技攻關(guān)開始逐步進(jìn)行研究?！捌呶濉焙汀鞍宋濉惫リP(guān)項目在氧化塘 ， 土地處理和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)等自然處理技術(shù)方面的研究較多，以這些設(shè)計成果為設(shè)計依據(jù)，建立了一些氧化塘，土地處理等污水示范工程。在人工處理技術(shù)方面，“八五”對高負(fù)荷活性污泥、高負(fù)荷生物膜、一體化氧化溝技術(shù)進(jìn)行了深入研究。研究成果己被應(yīng)用于大批工業(yè)污水處理廠。污水廠污泥處置問題在“九五 ” 科技攻關(guān)中受到重視，并配套開發(fā)成套 的污泥處理 技術(shù) 。經(jīng)過“七五 ” 、“八五”和“九五”期間的努力，我國在工業(yè)污水處理技術(shù)方面取得了較大的成就。目前在水污染治理技術(shù)上，我國已能提供下列工藝技術(shù)傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)、各種新型活性污泥工藝如： SBR 法和氧化溝技術(shù)、酸化水解好氧技術(shù)和多種類型的穩(wěn)定塘技術(shù)等，這些污水治理技術(shù)已經(jīng)在水體污染、改善水體環(huán)境方面發(fā)揮了突出的作用，標(biāo)志著我國工業(yè)污水處理事業(yè)發(fā)展到了一個嶄新的階段 ?，F(xiàn)階段，我國工業(yè)污水處理的工作重點已經(jīng)從工藝技術(shù)的研究轉(zhuǎn)移到 具體項目的實施。 國際上，大規(guī)模的水污染治理是在第二次世界大戰(zhàn) 以 后，隨著 50年代經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展帶來的 60年代日益嚴(yán)重性的環(huán)境污染而展開的。工業(yè)污水處理設(shè)施中，城市排水管線和工業(yè)污水處理廠的興建 與 運行在水污染控制中發(fā)揮著骨干作用。至 70 年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了 18000 余座城市工業(yè)污水處理廠，英河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 3 國、法國、德國更耗費了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市工業(yè)污水處理廠。這些工業(yè)污水處理廠的投入對國家的水體污染改善起 到 了關(guān)鍵的作用，也為人類治理水污染積累了豐富的經(jīng)驗?，F(xiàn)在，這些國家的工業(yè)污水處理水平又有了進(jìn)一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對水體質(zhì)量 的 改善和水環(huán)境 的 保護(hù)起 到 了重大的作用。 課題主要設(shè)計的內(nèi)容 本課題主要設(shè)計的內(nèi)容是工業(yè)污水處理工藝及工業(yè)污水處理系統(tǒng)的組成和PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 ,主要由以下內(nèi)容組成： （ 1） 概述 工業(yè)污水處理的基本內(nèi)容，包括工業(yè)污水處理的發(fā)展現(xiàn)狀以及工業(yè)污水處理的工藝流程； （ 2） 理解和分析 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(jìn)行設(shè)計分析； （ 3） 具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的硬件系統(tǒng)； （ 4） 具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的軟件系統(tǒng)； （ 5） 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的 預(yù)期效果 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 4 2 工業(yè)污水處理控制系 統(tǒng)總體介紹 工業(yè)污水處理基本概念 城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水 以及 經(jīng)過工業(yè)企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水，往往都排入排水系統(tǒng)。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì) 外，還含有細(xì)菌、病毒等使人致病的微生物。經(jīng)處理后的污水，最后排出途徑 有三種： ① 排放水體； ② 灌溉田地； ③ 重復(fù)使用。 污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進(jìn)行不同的分類。按化學(xué)性質(zhì)，污水中的污染物質(zhì)可分為無機(jī)性物質(zhì)和 有機(jī)性物質(zhì)，其化學(xué)元素以 碳 、氮、磷為主。按物理形態(tài)，污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠