【正文】 其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì) PH 值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比較高的城市污水處理廠。國(guó)外一些先進(jìn)、高效的污水處理專用設(shè)備也進(jìn)入了我國(guó)污水處理行業(yè)市場(chǎng)，如格柵機(jī)、潛水泵、除砂裝置、刮泥機(jī)、曝氣器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥泵、脫水機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備與裝置。 (3) 改變水的物理性質(zhì)的處理，如水的冷卻，降低水的粘滯度等。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動(dòng)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。 (3) 各個(gè)控制站之間完全獨(dú)立，沒(méi)有信息的交換?？梢钥闯鑫覈?guó)的污水處理自控系統(tǒng)有以下特點(diǎn)： (1) 對(duì)于新建的污水處理廠，引進(jìn)了計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)，手動(dòng)與自動(dòng)并存的控制方式。在此成功經(jīng)驗(yàn)的帶動(dòng)下，北爾、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、 3 江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠。 (4) 大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備，并開始有效地利用社會(huì)信息資源，如電 話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息等。按照廠區(qū)的自身情況和工藝段來(lái)劃分若干個(gè)控制站，站與站之間可以平級(jí)關(guān)系也可以是上下級(jí)關(guān)系，站與站之間一般獨(dú)立運(yùn)行。 由于控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)外的污水廠很早便實(shí)現(xiàn)了污水廠的網(wǎng)絡(luò)控制，如 DCS、 FCS 系統(tǒng)。這些國(guó)家在研究水處理新理論和工藝的同時(shí)，也重視污水處理自控系統(tǒng)的研究。造成這種結(jié)果的原因主要是：污水處理廠管理水平低、自動(dòng)化控制手段差。我國(guó)城市污水處理的電耗為 179。水資源的匱乏和水資源的污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人民的日常生活，嚴(yán)重影響了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和 發(fā)展。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政 府的關(guān)注，治理水污染 環(huán) 境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)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(duì)于各種污水進(jìn)行處理后排放成為各企業(yè)基本的要求。氣象學(xué)家預(yù)測(cè)， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變?yōu)樯衬?，那時(shí)，干旱將威脅全球一半的大陸人類的生存。目前全國(guó)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。淡水資源的短缺己經(jīng)成為 我國(guó)急需解決的問(wèn)題。據(jù)報(bào)道我國(guó)人均擁有淡水量為 2400 噸，為世界平均值的 1/4，在全球 149 個(gè)國(guó)家（參與統(tǒng)計(jì)國(guó)家中），我國(guó)人均淡水資源位居 110 位，屬于淡水資源貧乏的國(guó)家。 38 附錄 C 主要源代碼 33 附錄 B 外文翻譯 —— 譯文部分 32 附錄 A 外文翻譯 —— 原文部分 30 第 8 章 結(jié)束語(yǔ) 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 29 污水處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 28 數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn) 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 19 梯形圖程序 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 12 總體流程設(shè)計(jì) 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 5 污水處理 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 1 當(dāng)今國(guó)內(nèi)外污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 PLC 目錄 第 1 章 緒論 本文介紹了工廠污水處理的基本工藝和流程，并通過(guò)研究設(shè)計(jì)一套基于 PLC 控制的污水處理系 統(tǒng)。 基于 PLC 的污水處理監(jiān)控系統(tǒng) 摘要 我國(guó)多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。文章首先介紹了基于 PLC 污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、工作原理以及設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來(lái)說(shuō)明 PLC 在污水處理過(guò)程中的應(yīng)用。 1 選題的目的和意義 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 2 第 2 章 污水處理概論 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀 及發(fā)展 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 10 PLC 的選擇 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 20 第 6 章 組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) 20 組態(tài)王 的特點(diǎn) 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 20 S7200 系列 PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)的定義 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 22 組態(tài)軟件與 PLC 的通信設(shè)置 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 31 參考文獻(xiàn) 而且我國(guó)水資源時(shí)空分布極不均衡，全國(guó) 500 多個(gè)城市缺水，其中多個(gè)嚴(yán)重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，人均擁有淡水量?jī)H有 240 噸。 我國(guó)淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重是我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問(wèn)題。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(xiàng)目的實(shí)施已經(jīng)刻不容緩。在工廠的工業(yè)污水處理過(guò)程中，污水來(lái)源的不穩(wěn)定以及工廠中各種污水的成分的復(fù)雜性，對(duì)工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。 我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，雖然我國(guó)年平均水資源總量為 28000 億 m2，居世界第六位，人均水資源量為 2220m2，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)列為世界上 13 個(gè)缺水國(guó)家之一。特別是我國(guó)北方城市，如北京、天津、沈陽(yáng)等城市水資源更為短缺。、日本為 179。 因此建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)，保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。這些國(guó)家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動(dòng)化控制儀表。同時(shí)國(guó)外較早的將 SCADA 技術(shù)引入到了給水排水工程中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。設(shè)立中控室，中控室有操作員和工程師站，負(fù)責(zé)全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報(bào)表等工作。 國(guó)內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當(dāng)時(shí)的污水污染程度很低，且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣，如著名的沈撫灌溉等，全國(guó)僅有幾個(gè)城市建設(shè)了近十座污水處理廠 (還包括 1921~1926年間外國(guó)人興建 3座污水處理廠 )，在處理工藝有的還是一級(jí)處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千個(gè)立方米，最大的也只有每天 5 萬(wàn)立方米左右，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。 與國(guó)外相比，我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，七十年代開始采用熱工儀表，實(shí)行集中巡檢；八十年代應(yīng)用分析儀表和 DCS 系統(tǒng)；至九十年代，隨著一大批 利用國(guó)際貸款的大型污水處理廠的建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)污水處理控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平有了很大的提高。大部分以前建設(shè)的污水廠自動(dòng)化程度仍然很低，仍采用人工巡檢的方式。并且各個(gè)控制單元由于其內(nèi)部資源的限制，只是實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的時(shí)間控制和邏輯控制。經(jīng)處理后的污水，最后出路有三種：排放水體；灌溉田地；重復(fù)使用。 污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 我國(guó)現(xiàn)有城市污水處理廠 80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。 我國(guó) 80 年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝， 4 由于該工藝主要以去除 BOD5 和 SS 為主要目標(biāo)，對(duì)氮磷的去除率非常低。 目前氧化溝工藝是我國(guó)采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。 多種類型的 SBR 工藝在我國(guó)均有應(yīng) 用，如屬第二代 SBR 工藝的 ICEAS 工藝，屬第三代的 CAST 工藝、 UNITANK 工藝等。 目前我國(guó)新建及在建的污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占 90%以上，其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水 處理工藝技術(shù)。 (4) 水質(zhì)控制指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)。 污水處理工藝流程 污水處理就是采用各種技術(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化 為無(wú)害物質(zhì)，使水得到凈化。該法有活性污泥法和生物膜法兩種，前者多用于城市污水，后者多用于處理高濃度有機(jī)污水與污水處理過(guò)程中生產(chǎn)的污泥。 一級(jí)處理：主要是初次沉淀池。經(jīng)二級(jí)處理后，有機(jī)污染物質(zhì)的去除率可達(dá) 90%以上，污水中污水五日需氧量值可降至20mg/L~30mg/L，有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 SBR污水處理工藝概述 序批式活性污泥法，簡(jiǎn)稱 SBR。 SBR 反應(yīng)池去除有機(jī)物的機(jī)理在充氧時(shí)與普通活性污泥法相同，不同之處是運(yùn)行按流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序，依次在同一 SBR 反應(yīng)池中周期性運(yùn)行。它主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單 、造價(jià)低；時(shí)間上具有理想的推流式反應(yīng)器的特性；運(yùn)行方式靈活，可脫氮除磷；具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷的能力；良好的污泥沉降性能，不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)固定、實(shí)現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性能較低。可以構(gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 PLC，但同時(shí)價(jià)格也比較高。 (1) 循環(huán)掃描技術(shù) PLC 采用循環(huán)可以分為 3 個(gè)階段：輸入階段 (將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)傳送到 PLC)、執(zhí)行程序階段和輸出階段 (將輸出信號(hào)傳送到外部設(shè)備 )。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。因?yàn)?PLC 的循環(huán)掃描工作方式，所以收 到輸入信號(hào)的時(shí)刻不同，響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短也就不同。 最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間：在一個(gè)掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號(hào)，這樣這個(gè)輸入信號(hào)在該掃描周期將不會(huì)發(fā)生變化，要等到下個(gè)掃描周期才能得到響應(yīng)，這時(shí)的響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)。 (b) 在滿足控制要求的前提下，盡量減少 PLC 系統(tǒng)硬件費(fèi)用。 (4) 確定輸入 /輸出設(shè)備 根據(jù)控制要求選擇合適的輸