【正文】 程序，8K程序3秒即可完成一片；⑧內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，外部晶體20M以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路。單片機(jī)芯片的微小體積和極低成本，廣泛地嵌入到玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。根據(jù)工藝條件要求，編制出相應(yīng)的控制程序，再在模型設(shè)備上進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)，配合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)可編程序控制器的程序輸入、輸出控制信號(hào)及對(duì)運(yùn)行結(jié)果的實(shí)時(shí)監(jiān)控。水流速度傳感器將數(shù)據(jù)輸入PLC中?，F(xiàn)在，各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家每年都花巨大的人力、財(cái)力用于工業(yè)污水的治理。 論文的組織本論文主要由八個(gè)部分構(gòu)成。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣泡的大小，增加氣泡的數(shù)量，提高液體的紊流程度，加大曝氣器的安裝深度，延長(zhǎng)氣泡與液體的接觸時(shí)間?？諝庵械难跬ㄟ^(guò)曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進(jìn)行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移，這種傳質(zhì)擴(kuò)散的理論，目前應(yīng)用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。 污水處理氧化溝曝氧機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及研究意義《污水處理氧化溝曝氧機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)》的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容要求如下：⑴水流速度和水含氧量檢測(cè)電路及其信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)；⑵檢測(cè)數(shù)據(jù)處理及通訊設(shè)計(jì)；⑶自動(dòng)故障檢測(cè)及安全保護(hù)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)；⑷控制算法研究及軟件設(shè)計(jì)等。　　曝氣器的種類非常多，經(jīng)過(guò)不斷的更新和發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能更是有著日新月異的變化?！　?dòng)態(tài)曝氣器的失效形式則有：由于疲勞或腐蝕等原因，曝氣頭各部件(如圓罩、旋混筒、旋混圈等)之間的連接件斷裂或松脫，而造成曝氣頭解體或脫落；配氣管斷裂；配氣管一般采用UPVC等非金屬管材，管子與管子，管子與管件多用膠水粘連，一旦粘接不牢，容易從粘連處脫落和漏氣?！　?）搖臂微孔曝氣器與動(dòng)態(tài)曝氣器的對(duì)比　　除了上面所講的氣泡直徑、氧利用率、是否易堵塞等不同之處外，兩者還有以下幾個(gè)不同點(diǎn)：　　　　搖臂微孔曝氣器為可活動(dòng)式安裝，當(dāng)曝氣器需要更換或檢修時(shí)，可用提升機(jī)將曝氣器從水中出來(lái)，在池面進(jìn)行施工檢修，不影響同池其他曝氣器的工作，不需要停池凈水，檢修成本低，工作量少。總的來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)曝氣器是由大孔雙向旋混、套筒強(qiáng)化旋混和圓罩阻擋擴(kuò)散等各種結(jié)構(gòu)作用，使氣相在液相中碰撞、剪切和分割，從而形成混合性擴(kuò)散。橡膠膜片應(yīng)選用耐老化，高強(qiáng)度膠質(zhì)，以免膜片出現(xiàn)撕裂，造成曝氣器損壞。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動(dòng)閉合，由于水壓的作用，膜片壓實(shí)在管壁上。另一種是管式膜片微孔曝氣管。按照安裝的型式，可分為提升式微孔曝氣器及固定式微孔曝氣器。氣泡在曝氣器出口形成，尺寸則取決于空氣擴(kuò)散裝置的形式，氣泡經(jīng)過(guò)上升和隨水環(huán)流動(dòng)，最后在液面處破裂，這一過(guò)程產(chǎn)生氧向污水中轉(zhuǎn)移的作用。機(jī)械曝氣是指利用葉輪等器械引入氣泡的曝氣方式?？梢哉f(shuō)我國(guó)污水處理自動(dòng)化的現(xiàn)狀是：手動(dòng)和自動(dòng)皆備，自制和引用并舉。同時(shí)國(guó)外較早的將SCADA技術(shù)引入到給水排水工程中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。因此建立對(duì)城市污水進(jìn)行集中處理的法律制度，使有關(guān)城市污水處理廠的建設(shè)、運(yùn)行管理及污水處理收費(fèi)納入法制化軌道，是十分必要的。城市污水是城市地區(qū)范圍內(nèi)的生活污水、工業(yè)廢水和徑流污水的總稱，它通常是由城市管渠匯集排入水體或者通過(guò)城市污水處理廠處理后排入水體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)城市污水排放量已達(dá)332億立方米，其中絕大部分污水未經(jīng)有效處理而排入江河湖海。第4章 曝氧機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 系統(tǒng)的工作流程圖 26 系統(tǒng)的梯形圖程序 27總 結(jié) 28參考文獻(xiàn) 29致 謝 30附錄A 污水處理氧化溝曝氧機(jī)控制系統(tǒng)的控制電路圖 31附錄B 對(duì)應(yīng)梯形圖的指令表 32 第1章 緒論 污水處理概述水是一切生物生存必不可少的物質(zhì)之一，沒有水的世界是無(wú)法想象的。雖然我國(guó)水資源總量非常豐富，居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占有率卻很低，約為世界平均的l/4。全國(guó)90%以上的城市水域受到不同程度的污染，近50%的重點(diǎn)城鎮(zhèn)的集中飲用水不符合取水標(biāo)難。隨著城市化水平和人民生活水平的提高，城市生活污水排放量迅速增長(zhǎng)，其所占城市污廢水排放量的比例逐年增多。 污水處理氧化溝曝氣機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生發(fā)展及研究現(xiàn)狀國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如英、美、日等國(guó)，由于這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，很早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化，并且經(jīng)濟(jì)發(fā)展得很快，這就引發(fā)了環(huán)境問(wèn)題特別是水污染問(wèn)題，但也得到了這些國(guó)家的重視，投入大量的人力、物力進(jìn)行水處理的研究，在研究水處理新理論和工藝的同時(shí)，也重視污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究。國(guó)外同時(shí)注重水處理中的PLC的開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、OMRON的歐姆龍PLC；同時(shí)國(guó)外也很重視在線儀表的研制，如德國(guó)E+H公司，美國(guó)的哈希公司相繼研制了溶解氧DO（Dissolved Oxygen）、化學(xué)需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）分析儀?！　∑貧忸愋痛篌w分為兩類：一類是鼓風(fēng)曝氣，一類是機(jī)械曝氣?！　∷械钠貧庠O(shè)備，都應(yīng)該滿足下列3種功能：　?、佼a(chǎn)生并維持有效的氣水接觸，并且在生物氧化作用不斷消耗氧氣的情況下保持水中一定的溶解氧濃度；　?、谠谄貧鈪^(qū)內(nèi)產(chǎn)生足夠的混合作用和水的環(huán)流動(dòng)；③維持液體的足夠速度，以使水中的生物固體處于懸浮狀態(tài)。鼓風(fēng)系統(tǒng)的曝氣器主要分為微氣泡、中氣泡、大氣泡、水力剪切、水力沖擊及空氣升液等類型。提升式微孔曝氣器主要由微孔曝氣管、活動(dòng)搖臂、提升機(jī)等3部分組成：①微孔曝氣管即由微孔管、前蓋、后蓋及連接螺栓組成；②活動(dòng)搖臂是可提升的配管，微孔曝氣管安裝于支氣管上，成柵條狀，底座固定在池壁上，活動(dòng)立管伸入池中，支管落在池底部，并支架支撐在池底部；③曝氣器提升機(jī)，為活動(dòng)式電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，起吊小車可隨意移動(dòng)，將搖臂提起。這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結(jié)構(gòu)卻有很大的區(qū)別，它是由一個(gè)用ABS或UPVC制成的管子作為布?xì)夤?，管壁上開有通風(fēng)孔，布?xì)夤芡庵芨采w著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。因此，污水不會(huì)倒流而堵塞孔眼?！　?）動(dòng)態(tài)曝氣器　　動(dòng)態(tài)曝氣器是一種新型的曝氣器，屬于固定安裝式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混筒、旋混圈、套接頭抱箍和配氣管組成。由于動(dòng)態(tài)曝氣器采用了大孔排氣，即使停風(fēng)停壓后，污水倒流進(jìn)曝氣器和配氣管中，也不會(huì)造成排氣孔堵塞，從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問(wèn)題，可長(zhǎng)期保持氧利用率不發(fā)生變化?！　?dòng)態(tài)曝氣器為固定式安裝，一經(jīng)安裝完成后，便不可以移動(dòng)，如果某間曝氣池需要檢修，就必須停止該池的運(yùn)行，并且將池內(nèi)的污水和淤泥等雜物清除后，方可施工，檢修成本較高。這3種失效形式一般可以通過(guò)合理選型，正確選材，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)等方法來(lái)避免。本文介紹的只是其中極少的幾種，所作的論述也只是根據(jù)本地區(qū)的有限幾家污水處理場(chǎng)的情況而作，一些看法帶有很大的片面性和局限性。而本設(shè)計(jì)的研究意義在于：曝氣是使空氣與水強(qiáng)烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。雙膜理論認(rèn)為，在“氣水”界面上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動(dòng)，屬紊流狀態(tài)；氣膜和液膜間屬層流狀態(tài)，不存在對(duì)流，在一定條件下會(huì)出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。曝氣設(shè)備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。其中，前四個(gè)部分為4個(gè)章節(jié)，第1章為緒論（即本章），主要介紹本研究課題的來(lái)源和學(xué)術(shù)背景以及理論與實(shí)際意義；第2章為系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行主控器的分析；第3章為系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要是對(duì)系統(tǒng)的控制器、變頻器及其他裝置的型號(hào)選擇，并且對(duì)系統(tǒng)所涉及的模塊化電路的講解；第4章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路的完全理解與掌握，得出系統(tǒng)工作時(shí)的整體流程圖，再使用西門子PLC的編程軟件來(lái)編寫出整個(gè)控制系統(tǒng)的梯形圖程序。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，各國(guó)都研究和發(fā)展了各種控制水體污染的新技術(shù)和新方法，對(duì)污染的控制也開始進(jìn)入一個(gè)較高級(jí)的階段，即綜合防治環(huán)境污染的新階段。通過(guò)PLC來(lái)控制閥門，從而調(diào)節(jié)流速。 系統(tǒng)主控器的比較與選擇 單片機(jī)在我國(guó)，單片機(jī)已不陌生，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)的里程碑事件，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。在品種眾多的單片機(jī)中，51系列單片機(jī)以其結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)完整、特殊功能寄存器的規(guī)范化以及指令系統(tǒng)的控制功能等特色，成為單片機(jī)中的主流機(jī)型。 可編程序控制器可編程序控制器PC(Programmable Controller)，又稱可編程序控制器PLC(Programmable Logic Controller)，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相接合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。中央處理器(CPU)一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路一般都集成在一芯片上。 在PLC中使用的兩種類型存儲(chǔ)器為ROM何RAM，現(xiàn)說(shuō)明如下： ⑴只讀存儲(chǔ)器ROM中的內(nèi)容是由PLC的制造廠家寫入的系統(tǒng)程序，并且永遠(yuǎn)駐留(PLC去電后再加電，ROM內(nèi)容不變)。㈡ 電源部件 電源部件將交流電源換成供PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作，PLC內(nèi)部電路使用的電源是整體的能源供給中心，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性，因此目前大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。 主控器的選擇 雖然單片機(jī)功能強(qiáng)大，具有先進(jìn)的工藝和更小的封裝，而且功耗低、電壓低以及價(jià)格更為低廉，但是，相對(duì)PLC而言，單片機(jī)卻存在信號(hào)容易被干擾，外圍電路繁多以及控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。體積小：由于在制造時(shí)采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。由于工業(yè)污水處理電氣控制系統(tǒng)涉及較多的輸入輸出端口，其控制過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，因此采用 CPU224 作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)。用西門子S7200系列就完全可以滿足電氣控制系統(tǒng)方面的要求。 可編程序控制器設(shè)計(jì) PLC的硬件系統(tǒng) PLC硬件系統(tǒng)中央處理單元（CPU）中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。這樣，即使某個(gè)CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。大型PLC的CPU多用位片式結(jié)構(gòu)，具有高速數(shù)據(jù)處理能力。多數(shù)PLC的輸入接口單元都相同，通常有兩種類型。PLC輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式、晶閘管式和晶體管輸出型等三種。雙向晶閘管和晶體管輸出型輸出分別具有驅(qū)動(dòng)交、直流負(fù)載的能力。根據(jù)輸入、輸出電路的結(jié)構(gòu)形式不同，I/O借口又可以分為開關(guān)量I/O和模擬量I/O兩大類。I/O擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。電源PLC內(nèi)部配有一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電源需要的工作電源（5V直流）。如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，有鍵按下或I/O動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，無(wú)鍵按下則繼續(xù)掃描。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。④中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對(duì)輸入和原輸出狀態(tài)（這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理”，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中，這就是程序執(zhí)行階段。繼電接觸器控制是按“并行”方式工作的，也就是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)繼電器同時(shí)動(dòng)作。一方面要選擇PLC的容量，另一方面要選擇PLC的型號(hào)及外設(shè)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)，所以一旦它們是交流220V的負(fù)載使用，則直流24V的負(fù)載只能使用其他組的輸出端了。知道這些以后，就可以定下選用多少點(diǎn)和I/O是什么類型的PLC了。③個(gè)人喜好方面：有些工程技術(shù)人員對(duì)某種品牌的PLC熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。 西門子S7200系列可編程控制器單元的外形圖 PLC中PID算法的實(shí)現(xiàn)S7200 能夠進(jìn)行 PID 控制。PID 控制是負(fù)反饋閉環(huán)控制，能夠