【正文】 型原則 ............................................. 24 水泵選型的依據(jù) ........................................... 25 水泵的基本構成 ........................................... 26 水泵的主要參數(shù) ........................................... 26 其他資源配置 ............................................... 26 接觸器選型 ............................................... 26 電動機的選型 ............................................. 27 2 本章小結 ................................................... 27 4 污水處理系統(tǒng)的軟件設計 ....................................... 27 污水處理系統(tǒng)軟件設計概述 ................................... 27 總流程圖設計 ............................................... 27 污水處理各個部分的說明 ..................................... 28 進水閥門控制部分 ......................................... 28 空氣閥門、羅茨風機控制部分 ............................... 30 消毒、除氯控制部分 ....................................... 31 氯氣投加環(huán)節(jié) ............................................... 34 5 調試和運行結果 ............................................... 30 硬件系統(tǒng)的調試 ............................................. 35 軟件系統(tǒng)的調試 ............................................. 36 運行結果 ................................................... 36 6 結論 ......................................................... 37 參考文獻 ....................................................... 37 致謝 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 污水處理站自動控制系統(tǒng)的建設將降低生產(chǎn)和維護成本，減輕生產(chǎn)及維護工人的勞動強度，并為生產(chǎn)工藝進一步改進提供方便，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。 Software design 1 前言 污水處理的研究背景 地球雖然有 ％的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的 ％，而且分布不均。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。 3) 一方面，中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設施建設嚴重滯后。中國污水處理行業(yè)由此迎來高速發(fā)展期 [2]。特別是我國北方城市，如北京、天津、沈陽等城市水資源更為短缺。 10 2) 介紹了 PLC 的基本結構和工作原理，并對污水處理控制系統(tǒng)進行設計分析。 圖 1 SBR 廢水處理系統(tǒng)示意圖 SBR wastewater treatment system diagram SBR 廢水處理系統(tǒng)方案要充分考慮現(xiàn)實生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點，力求達到設備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少的目的。 典型的生活污水處理完整工藝如下 圖 2所示 ： 圖 2 典型污水處理流程 Typic al w astew ater treatment proc ess 本文所研究的污水處理流程如圖 3 所示 圖 3 污水處理流程圖 Fig 3 Sewage treatment process chart 污水處理的第一階段：當污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)時，電動閥會自動開起納入污水。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當電動閥門自動關閉后，排空電磁閥開起，羅茨風機延時空載起動，然后排空電磁閥關閉，污水池開始曝氣。當清水池中的水位升至正常高水位時， 1清水泵自動停止運行。如此循環(huán)往復。 開 始控 制 要 求 分 析組 態(tài) 設 計P L C 程 序 設 計I / O 點 數(shù) 分 配選 擇 合 適 的 P L C 確 定 輸 入 輸 出 設 備模 擬 調 試撰 寫 論 文結 束 圖 4 設計步驟示意圖 Steps of design sketch 1) 控制要求分析 在設計 PLC 控制系統(tǒng)之前，必須對工藝過程進行細致的分析，詳細了解控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己所要完成的任務，設計出令人滿意的控制系統(tǒng)。 4) I/O 點數(shù)分配 13 點數(shù)分配就是規(guī)定 PLC 的 I/O 端子和輸入 /輸出設備的對應關系。 3) 力求簡單、經(jīng)濟、適用及維修方便。 3 電氣控制系統(tǒng)方案的選擇及硬件設計 PLC 的工作原理 PLC 與繼電器構成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器控制是并行運行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點立即動作，只要形成電流通路，就有可能有幾個電器同時動作。 1) 輸入階段 在這個階段中， PLC 先進行自我診斷，然后與編程器或計算機進行通信，同時中央處理器掃描各個輸入端并讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應的輸入存儲單元。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變 [9]。下面就給出最短和最長響應時間。 SBR 污水處理電氣控制系統(tǒng)設計要求 1) 控制裝置選用 PLC 作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配 PLC 機型和 I/O 接口。 5) 為了設備安全運行，考慮必要的保護措施，如電動機過熱保護、控制系統(tǒng)短路保護等。 9) 采用梯形圖或指令表編制 PLC 控制程序 [10]。 4) 1清水泵、 2清水泵、羅茨風機電動機、電動閥電動機分別采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護，其熱繼電器的常開觸點通過中間繼電器轉換后，作為 PLC 的輸入信號，用以完成各個電動機系統(tǒng)的過載保護?？刂泼姘?與電控箱內的電器板用 BVR 型銅導線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。 SBR 污水處理電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計 1) 主回路中交流接觸器 KM KM KM3 分別控制 1清水泵（ M1）、 2清水泵（ M2）、曝氣風機（ M3）；交流接觸器 KM KM5 控制電動閥電動機 M4，通過正、反轉完成開起閥門和關閉閥門的功能。 3) QF 為電源總開關，既可完成主電路的短路保護，又起到分斷三相交流電源的作用，使用和維修方便。 PLC 供電回路采用隔離變壓器 TC，以防止電源干擾。 5) 上水電磁閥 YA1 和指示燈 HL排空電磁閥 YA2，分別由中間繼電器 KA217 和 KA3 觸點控制 [12]。SBR 廢水處理系統(tǒng)有 3kW 負載電動機一臺，起動電流較大，其余三臺為 以下，起動電流較小，而且工藝要求 4 臺電動機單獨起動運行，因此可根據(jù) 3kW電動機選擇自動開關 QF 脫扣電流 IQF： IQF＝ =6A＝ ≈10A，選用 IQF＝ 10A 的斷路器?？刂苹芈啡垠w額定電流選用 2A。 曝氣羅茨風機： TSA40， ， AC380V ， 。了解各個控制對象的驅動要求，如：驅動電壓的等級、負載的性質等；分析對象的控制要求，確定輸入 /輸出接口（ I/O）數(shù)量；選擇適合的 PLC 機型及外設，完成 PLC 硬件結構配置。 4) PLC 輸入回路中，信號電源由 PLC 本身的 24V 直流電源提供，所有輸入COM 端短接后接入 PLC 電源 DC24V 的（＋）端。 表 1 SBR 廢水處理系統(tǒng) PLC 輸入接口功能表 20 Table 1 SBR wastewater treatment system PLC input interface function table 序號 工位名稱 文字符號 輸入口 1 污水池高水位開關信號 H1 X000 2 污水池低水位開關信號 L1 X001 3 清水池高水位開關信號 H2 X002 4 清水池低水位開關信號 L2 X003 5 中水箱高水位開關信號 H3 X004 6 中水箱低水位開關信號 L3 X005 7 起動按鈕（綠色） SB1 X006 8 停止按鈕（紅色） SB2 X007 9 旋鈕開關（自動） SB31 X010 10 旋鈕開關（手動） SB32 X011 11 手動開電動閥旋鈕開關 SB4 X012 12 手動關電動閥旋鈕開關 SB5 X013 13 1清水泵手動旋鈕開關 SB6 X014 14 2清水泵手動旋鈕開關 SB7 X015 15 電動閥門開起限位開關 SQ1 X016 16 電動閥門關閉限位開關 SQ2 X017 17 電動閥電動機故障報警 FR0 X020 18 電動機熱保護器報警 KA1 X021 19 曝氣風機手動旋鈕開關 SB8 X022 20 中水箱水位高 (放水按鈕 ) KA4 X023 表 2 SBR 廢水處理系統(tǒng) PLC 輸出接口功能表 Table 2 SBR waste water treatment system of PLC output interface function table 序號 工位名稱 文字符號 輸入口 1 1清水泵繼電 器 ZJ1 Y000 2 3 2清水泵繼電 器 污水池高水位紅色指示燈 ZJ2 HL7 Y001 Y002 4 污水池低水位綠色指示燈 HL8 Y003 5 清水池高水位紅色指示燈 HL9 Y004 6 清水池低水位綠色指示燈 HL10 Y005 7 中水箱高水位紅色指示燈 HL11 Y006 8 9 中水箱低水位綠色指示燈 HL12 Y007 電動閥門開起綠色指示燈 HL13 Y010 10 電動閥門關閉黃色指示燈 HL14 Y011 11 開電動閥門繼電 器 ZJ4 Y012 12 關電動閥門繼電 器 ZJ5 Y013 續(xù)表 2 21 序號 工位名稱 文字符號 輸入口 13 電動機熱保護器 紅色指示燈 HL6 Y014 14 羅茨風機（曝氣風機）繼電 器 ZJ3 Y015 15 排空電磁閥繼電器 KA3 Y016 16 上水電磁閥繼電器 KA2 Y017 17 輸出中水電磁閥繼電器 KA4 Y018 6) 根據(jù)設計方案選擇的電氣元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表 3 所示。 Y90S6。s /指令 編程語言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進梯形圖能生成SFC 類型程序 程式容量 8000 步內置 使用附加寄存盒可擴展到16000 步 指令數(shù)目 基本順序指令： 27 步進梯形指令： 2 應用指令： 128 最大可用 298 條應用指令 I/O 配置 最大硬體 I/O 配置點 256，依賴于用戶的選擇（最大軟件可設定地址輸入 25輸出 256） 輔助繼電器 （ M 線圈） 一般 500 點 M0 至 M499 鎖定 2572 點 M500 至 M3071 特殊 256 點 M8000 至 M8255 定時器（ T） 100 毫秒 范圍： 0 至 秒 200 點 T0 至 T199 10 毫秒 范圍： 0 至 秒 46 點 T200 至 T245 1毫秒保持型 范圍： 0 至