【正文】 制約著我國城市化快速進(jìn)程。 經(jīng)過深度處理后的污水，可被企業(yè)再次引用使用，相比從其他地區(qū)引來水資源要經(jīng)濟(jì)適用的多，同時(shí)也保護(hù)了水資源；也可用來灌溉農(nóng)田、城市綠化等。因此，環(huán)境保護(hù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中顯得尤為重要。 Acknowledgements .................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 DO Instrument Choice........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Handle/auto Control Circuit Connection Mode ... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Main Circuit Hardware Design ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 VI PLC Working Principle And Characteristics .............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Automatic Control Process And The Function Of Monitoring System錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Basic Principles Of The SBR Process ............................................ 7 The Technical Features Of The SBR Process ...... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Domestic Sewage Treatment Control Status ............... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Chapter 1 Introduction........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。根據(jù) SBR 法污水處理工藝流程進(jìn)行了各傳感器的選型并根據(jù)各個(gè)污水處理區(qū)段進(jìn)行工藝流程圖的編寫和相對(duì)應(yīng)的 PLC的自動(dòng)控制程序。 本設(shè)計(jì)采用的是集散控制系統(tǒng)來對(duì)污水處理進(jìn)行控制。 I 基于 S7300 的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著近年來各國工業(yè)水平的飛速發(fā)展，人口密度的不斷增長和自然資源的日益匱乏，環(huán)境污染也越加的嚴(yán)重，人類和生物的生存環(huán)境變得愈加的嚴(yán)峻。它實(shí)現(xiàn)了在線管理、操作和顯示的集中，又實(shí)現(xiàn)了功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性的分散。 關(guān)鍵詞： 污水處理工藝 SBR 法 PLC II ABSTRACT With the rapid development of national industrial level in recent years, increasing population density and growing scarcity of natural resources, environmental pollution has bee increasingly serious, the human and biological survival environment has bee more serious. Water pollution as one of the most important environmental pollution in today39。 Research Background And Significance Of This Design錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Chapter 2 Sewage Treatment Technology And The Main Structure Of System................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Role Of Dissolved Oxygen In SBR Method .................................. 9 Sewage Treatment System Of The Main Structures ... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Sewage Treatment Automatic Control Process.... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Siemens PLC ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Principle Diagram Of The S7300 Digital Input Module錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Choice Of The Sensor ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Chapter 4 The PLC Program Design ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 References................................................................................................................ 50 Appendix.................................................................................................................. 52 1 第 1章 緒論 本設(shè)計(jì)的研究背景 水處理是長期以來倍受關(guān)注的領(lǐng)域之一，它是改善居民生活環(huán)境、提高人民健康水平的重要手段。其中水污染是當(dāng)今較為嚴(yán)重的污染之一。為此，污水處理已成為當(dāng)今的新興產(chǎn)業(yè)。其次，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，對(duì)工業(yè)污水的排放和生活污水的處理都在努力的追趕世界上的發(fā)達(dá)國家，并爭取與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。另一方面，中國的污水處理率與發(fā)達(dá)國家相比，還存在著明顯的差距 [1]。所以 合理開發(fā)水資源的重要戰(zhàn)略對(duì)策，也是實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展的重要保證。 國外的污水處理早在二戰(zhàn)后就有所展開，為了治理上世紀(jì) 50年代因經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而給后代帶來的嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，進(jìn)一步提高污水處理自動(dòng)控制水平顯得尤為的重要。 （ 3） 處理工藝中還采用智能控制和通信遙控設(shè)備，為監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行提供相應(yīng)的調(diào)整控制方式和信息。 （ 3）目前使用的大多是進(jìn)口儀器、儀表，在使用和維護(hù)方面仍存在許多問題。 5 第 2章 污水處理系統(tǒng)的工藝及主要構(gòu)筑物 污水處理工藝 一般是采用傳統(tǒng)活性污 泥法工藝，將污水中的污染物分離出來或轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。如混凝沉淀法。廣泛應(yīng)用于處理各種工業(yè)廢水和城市污水。溶解氧、活性污泥和污水充分混合、充分接觸，正常的進(jìn)行活性污泥反應(yīng)。經(jīng)過活性污泥凈化后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，懸浮著的活性污泥和其他雜質(zhì)沉淀下來與水分離，澄清后的污水被排到指定地點(diǎn)進(jìn)行再利用。 該工藝在1914 年由英國 Alden 與 Lockett 等人發(fā)明，但是由于該工藝的操作過程比較繁瑣，與其他工藝相比較 SBR 所需控制的參變量較多，對(duì)儀表的精度和可靠性有較高的要求，而當(dāng)時(shí)的自動(dòng) 化控制水平很低，也不可能有精度和可靠性都較高的儀表，限制了 SBR 工藝的發(fā)展和推廣。 我國 于 20 世紀(jì) 80 年代中期開始了研究與應(yīng)用，上海市吳淞肉聯(lián)廠污水處理站是我國第一座應(yīng)用 SBR 工藝的污水處理單位。 （ 1）污水流入工序 污水流入曝氣池前，該池處于操作周期的待機(jī)（閑置）工序，此時(shí)沉淀后的清夜已排放，曝氣 池內(nèi)留有沉淀下來的活性污泥。 ③ 進(jìn)水同時(shí)緩速攪拌 當(dāng)污水流入的同時(shí)不進(jìn)行曝氣，而是進(jìn)行緩速攪拌使之處于缺氧狀態(tài)，則可對(duì)污水進(jìn)行脫氧與聚磷菌對(duì)磷的釋放 。 當(dāng)污水注滿后， 開始曝氣 操作， 這是一道很重要的工序，如果要去除有機(jī)物、 硝化和磷的吸收則需要曝氣，如要反硝化則應(yīng)停止曝氣而進(jìn)行緩速攪 8 拌。 （ 5） 閑置工序 剩余污泥的排放可以放 在這一階段。 （ 3）由于 SBR法本身的間歇運(yùn)行特點(diǎn)，它很適用于處理廢水流 量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水。 （ 7）工藝流程簡單、造價(jià)低。溶解氧隨著溫度鹽分和氣壓而變化，一般溫度越高。所以溶解氧可以直觀的反應(yīng)出水受到有機(jī)物污染的程度，也是衡量水體質(zhì)量的重要的綜合指標(biāo)。 污水處理系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物 根據(jù)污水廠污水處理系統(tǒng)的工藝流程，從功能上 可將其分成 三 個(gè) 階段 ：污水一級(jí)處理（污水預(yù)處理），污水二級(jí)處理（生物處理），污泥處理。格柵段 格柵系統(tǒng)主要設(shè)備是階梯型機(jī)械格柵除污機(jī) 。因此，格柵起著凈化水質(zhì)和保護(hù)設(shè)備的雙重作用。液位計(jì)提供調(diào)節(jié)池液位值，用于 提升 泵運(yùn)行時(shí)間、泵運(yùn)行臺(tái)數(shù) 的 控制并且產(chǎn)生溢流液位報(bào)警信號(hào)； 液位差計(jì)放置在粗格柵和細(xì)格柵的前后，測(cè)格柵前后液位的差值。 除砂段 除砂段一般由沉砂池和砂水分離器組成。 初沉段 初沉段是由沉淀池組成的。 旋流曝氣沉 砂 池也是 沉淀 系統(tǒng)的一個(gè)組成分 。 （ 4）灌溉農(nóng)田前做灌前處理。沉淀和加藥兩個(gè)過程均在為處理后的水體排放做準(zhǔn)備。 一次分配井：為一圓形構(gòu)筑物，在一次分配井內(nèi)設(shè)置兩套調(diào)節(jié)式手電兩用閘門，每套閘門有一支道管和一套氧化溝相連，打開一次分配井閘門，可以向?qū)?yīng)的氧化溝進(jìn)水。二次分配井設(shè)置手電兩用出水堰門兩套，每套對(duì)應(yīng)一個(gè)二次沉淀池。采取周邊進(jìn)水、周邊出水的圓形幅流式結(jié)構(gòu)，每座二次沉淀池上安裝有中心傳動(dòng)單管吸泥機(jī)一套。這里清水和消毒藥劑混合，經(jīng)過量 COD、流量后，排出。 污泥脫水主要是對(duì)于來自 污泥濃 縮池的剩余活性污泥進(jìn)行脫水處理。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)控制也逐步由傳統(tǒng)的單機(jī)控制走向網(wǎng)絡(luò)化，工業(yè)控制中多采用 PLC 來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。根據(jù)表 確定設(shè)備的工作狀態(tài)。進(jìn)水結(jié)束， PLC 控制進(jìn)水閥門、提升泵和攪拌機(jī)停止工作 。 （ 3） 在沉淀時(shí)期， PLC 只進(jìn)行計(jì)時(shí)， 靜置 1 小時(shí)， 不對(duì) SBR 池 中 設(shè)備進(jìn)行操作動(dòng)作。 PLC 按照一定時(shí)間周期地執(zhí)行這四個(gè)狀態(tài)的操作。 監(jiān)控系統(tǒng)的作用 通過對(duì)污水處理流程工藝的分析，監(jiān)控系統(tǒng)的作用為一下幾點(diǎn)： （ 1） 進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè) 備的運(yùn)行和測(cè)量量的記錄和監(jiān)控，并及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警和診斷。 （ 5） 當(dāng)設(shè)備或控制參數(shù)處于非正常工作狀態(tài)，予以報(bào)警。污水由提升泵將水位提升到細(xì)格柵所高度。 曝氣池：污水流入曝氣池進(jìn)行曝氣反應(yīng)。 二次沉淀池：流入此處的污泥由污泥回流泵打回曝氣池，剩余的污泥由濃縮脫水機(jī)將污泥進(jìn)行濃縮脫水處理，最后由污泥傳送機(jī)將污泥運(yùn)到指定地點(diǎn)。因此， PLC 工作的基本原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的。掃描過程包括：（ 1）輸入掃描；（ 2）執(zhí)行掃描； （ 3） 輸出掃描 . PLC 能迅速發(fā)展的原因，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需求外，還有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 體積小、重量輕、功耗低。 西門子 PLC 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量而進(jìn)行選擇的。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間。 （ 2）強(qiáng)大的 CPU 和超大的內(nèi)存容量可以集成新的功能。 19 （ 6）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)和故障安全要求的應(yīng)用可以共用一套系統(tǒng)。 SIMATIC S7300 是一種通型的 PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場合，其模塊化，無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握等特性，使得 S7300 在實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種即經(jīng)濟(jì)又切合實(shí) 際的解決方案。 （ 4）良好的擴(kuò)展性能：一個(gè)系統(tǒng)除一個(gè)主機(jī)架外，根據(jù)需要最多可擴(kuò)展至 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，最多可以安裝 32 個(gè)模塊，每個(gè)機(jī)架可以插入 8 個(gè)模塊；主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間通過接口模塊連接；每個(gè)機(jī)架可以遠(yuǎn)距離獨(dú)立安裝，兩個(gè)機(jī)架之間最長距離可達(dá) 10 米。 西門子 S7300 與 S7200 和 S7400 相比 [16]： S7200 系列 PLC 是一種小型 PLC， 適用于對(duì)性能要求不高的場合，通訊功能比較弱，不利于上、下位機(jī)的通訊，同時(shí)功能比較 簡單，不能滿足要求； S7400 是大型的 PLC，可以 20 掛接 300 多個(gè)模塊， H 系列和 HF 系列可以完成硬件的冗余，具有極高的處理速度和卓越的通訊性能，可以應(yīng)用與一些特殊要求的領(lǐng)域，它主要應(yīng)用于大型集散控制系 統(tǒng)中。 AI 模塊 SM331，所選型號(hào)能夠測(cè)量 020mA、 420mA 等電流信號(hào)， 177。傳感器與該模塊相連。該種模塊適用于連接電磁閥、小功率電機(jī)。閉合 QF，為電路提供電源， PLC 從數(shù)字輸入模 24 塊接收到指示信號(hào)，再由 PLC 發(fā)出數(shù)字輸出信號(hào)，對(duì) KM 接觸器開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作（閉合或斷開），從而控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止。按下 TB 停止按鈕電機(jī)停止工作。 + 2 4 VDI 011234567891011121314151617