【正文】 理進(jìn)行能源分配，已成為決定污水處理廠運(yùn)行效益好壞的關(guān)鍵因素。目前由于 PLC 在穩(wěn)定性和高度自動化程 度不斷加強(qiáng)，使 PLC 成為在城市自動化污水處理方面的首選。因此 近些年來，我國的城市水資源情況進(jìn)一步緊張，許多城市嚴(yán)重缺水。 通過系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計與調(diào)試，進(jìn)一步實現(xiàn)了用西門子 PLC 對現(xiàn)場設(shè)備的自動控制和數(shù)據(jù)采集功能，能達(dá)到設(shè)計要求。其中污水處理廠的規(guī)模也是相對的變大了許多，污水處理廠的管理和設(shè)備的控制面臨著嚴(yán)峻的考驗。集散控制系統(tǒng)運(yùn)用污水處理中可以大大的提高污水處理的可靠性，以及出水的水質(zhì)，降低能耗和工人的勞動強(qiáng)度，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 關(guān)鍵詞 ： DCS 系統(tǒng)， SBR 工藝， S7300PLC ABSTRACT With the rapid growth of the rapid development and population of economic construction, our country pay more and more attention to environmental problems, pollution control index of increasingly stringent. The size of the sewage treatment plant is relative larger number, control management and equipment of the sewage treatment plant is facing a severe test. Distributed control system applied in sewage treatment can greatly improve the reliability of sewage treatment, and the effluent quality, reduce the energy consumption and labor intensity of workers, improve the economic benefit. According to the SBR sewage treatment process requirements, this paper explained how toealize the automatic control system of the sewage treatment system, which is mainly about the preprocessing area, thickness grille, lifting pump, automatic control of sedimentation tank of these parts. The system adopted S7300PLC as the control device, the SBR technology for DCS system. Through the design and debugging of the hardware and software, further realizes automatic control and data acquisition of field devices with Siemens PLC, can meet the design requirements. Keywords: SBR technology, DCS system, S7300PLC 目 錄 第一章 緒論 ......................................... 1 概述 ......................................... 1 本課題研究背景與意義： ........................ 1 國內(nèi)外污水控制現(xiàn)狀： .......................... 2 國內(nèi)污水處理分析： ............................ 3 第二章 污水處理工藝及主要構(gòu)筑物 ...................... 4 水處理概述 .................................... 4 SBR 污水處理工藝 .............................. 5 污水處理流程圖 ................................ 6 污水處理主要構(gòu)筑物 ............................ 6 污水處理廠集散控制系統(tǒng) ........................ 8 第三章 硬件部分設(shè)計 ................................. 10 PLC 工作原理及特點 ........................... 10 西門子 S7300PLC .............................. 11 選用 s7300 的優(yōu)勢 ........................... 11 s7300 與 s7200s7400 和三菱的比較 ............. 12 傳感器的選擇 ................................. 13 PH 傳感器的選擇 ............................ 13 DO 儀的選擇（含氧量） ....................... 13 污水處理生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計 .................. 14 第四章 PLC 程序設(shè) 計 ............................... 14 STEP7 軟件的介紹 ............................. 14 預(yù)處理區(qū) PLC 控制程序 ......................... 16 粗格柵 PLC 控制程序 ......................... 16 提升泵 PLC 控制程序 ......................... 17 細(xì)格柵 PLC 控制程序 ......................... 19 沉淀池 PLC 控制程序 ......................... 20 反應(yīng)池 PLC 控制程序 ........................... 23 污泥處理池 PLC 控制程序 ...................... 26 第五章 污水處理的 系統(tǒng)調(diào)試 ....................... 28 STEP7 的編程語言 .............................. 29 系統(tǒng)組態(tài) ...................................... 29 用 STEP7 編程軟件調(diào)試 ......................... 30 顯示仿真 CPU 的 LED 指示燈 ..................... 31 PLC 軟件、硬件的調(diào)試 ........... 錯誤 !未定義書簽。與此同時， 水資源的污染日益嚴(yán)重，也因此許多城市都規(guī)劃和建設(shè)了污水處理廠，來改變目 前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)處理污水的意義 污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術(shù)。能耗是否較 低，也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發(fā)能效較高的污水處 理技術(shù)，合理設(shè)計及運(yùn)行污水處理廠，必將是未來污水處理廠設(shè)計和運(yùn)行的必由 之路。在次，為了人們健康安全的生活環(huán)境，飲用水和生活用水的質(zhì)量要求也在不斷地有所提升。 國內(nèi)外污水控制現(xiàn)狀： 我國城市污水處理在建國四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗的同時 ，結(jié)合我國國情的特點，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下： ； ，處理為輔的技術(shù)路線； ，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇。 氧化塘一般分為好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘及曝氣氧化塘，它們所需要的停留時間都很大，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用 的情況下若購置、占用大量的良田、平地筑塘是相當(dāng)不經(jīng)濟(jì)的，據(jù)本工程的情況不宜采用氧化塘處理。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)資料，運(yùn)行可靠，果好，存在能耗較多和費(fèi)用高等特有以下特點： ； ； 、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染； ，進(jìn)行三級處理供工業(yè)回用打下基礎(chǔ)。 ，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。 足，對處理的效率和經(jīng)濟(jì)有很大的影響。 當(dāng)然這些方面宗合使用效果更加。是為了適用于特定的用途而對水進(jìn)行的沉降及過濾等水質(zhì)調(diào)理的過程。 三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。自 20 世紀(jì) 80 年代起，國外將此工藝逐步應(yīng)用與工業(yè)化生產(chǎn)。按時序來間歇抱起方式運(yùn)行，改變活性污泥生長環(huán)境的，被全球廣泛認(rèn)同和采取的污水處理技術(shù)。 缺點：運(yùn)行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。 （ 5）對以建設(shè)的污水處理廠的改造等。便于操作和維護(hù)管理。接下來在沉淀池中進(jìn)行水質(zhì)的調(diào)節(jié)，為下一步的反應(yīng)池的處理進(jìn)行準(zhǔn)備。工藝流程圖如圖 所示： 柵格中井水集柵格細(xì)砂塵流平池S B R加氯接觸室集 泥 井污 泥 濃 縮 一 體 機(jī) 池泥 餅 外 運(yùn)出 水進(jìn) 水污 泥泵圖 污水處理主要構(gòu)筑物 柵格間沉淀池曝氣室污泥消化池 在排水工程中，格柵是用來去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，并 保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行，是由一組（或多組）想平行的金屬柵條和框架組成，傾斜安裝在進(jìn)水的渠道里，或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。常見 的其他類型細(xì)格柵清污機(jī)安裝就位后，地面以上部分一般有 2m 高度，而階梯式細(xì)格柵只需約 ，所需凈空較低，可降低廠房高度。平流式沉淀池的池型是長方形，一端進(jìn)水，另一端出水，儲泥斗在池進(jìn)口；豎流式沉淀池的池內(nèi)水流由上而下，而拂柳是沉淀池的水流向四周輻流，他們的池型多位圓 形，也有放行或多邊形的，在池中央進(jìn)水，池四周出水，儲泥斗在池中央。無法實現(xiàn)二次果綠的目的。 曝氣池說簡單點就是普通的活性污泥池，曝氣池利用活性污泥法進(jìn)行污水處理的構(gòu)筑物。 典型的污泥處理的工藝流程，包括四個處理或處理階段?；舅枷胧欠稚⒖刂?、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 (3)靈活性：通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組形成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。 I/O：控制系統(tǒng)需要建立信號的輸入及輸出通道，這就是 I/O。 第三章 硬件部分設(shè)計 PLC 工作原理及特點 國際電工委員會 IEC 對對 PLC 的定義：是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的。 PLC 分為停止和運(yùn)行模式 (1)停止模式：當(dāng)處于停止工作模式時 PLC 只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容。與 CPU 的運(yùn)算速度、 I/O 點的情況、程序的長短等有關(guān)。 (3)由于 PLC 是集中采樣，在程序處理階段即使發(fā) 生了變化，輸入映像寄存器中的內(nèi)容也不會變化，要到下一個周期的輸入采樣階段才會發(fā)生改變。 (4)采用模塊化結(jié)構(gòu) (5)便于改進(jìn)和修正 (6)節(jié)點利用率高 (7)模擬調(diào)試 (8)對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視 (9)快速動作 (10)體積小、質(zhì)量輕、功耗低 (11)編程簡單、使用方便 西門子 S7300PLC 西門子 S7 可編程主要包括 300/400 兩個系列， S7300 是中型的 PLC， S7400 是大型的 PLC。每一個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。 選用 s7300 的優(yōu)勢 本設(shè)計選用的是西門子的 SIMATIC 系統(tǒng) PLC 的 S7300。 ，全集成自動化帶來的集成性和應(yīng)用程序的可重用性可以帶來更低的市場響應(yīng)時間。 190 個國家和全面的 SIMATIC 支持可以增加機(jī)器和工程的出口機(jī)會。 。 S7300 可以支持過程通訊和數(shù)據(jù)通訊兩種通訊形式。 西門子 S7300 與日本三菱相比：過程控制與通信控制西門子是強(qiáng)項，西門子的模 擬量模塊價格便宜，程序簡單，而三菱的模擬量模塊價格昂貴，程序復(fù)雜，西門子做通信也容易，程序簡單，三菱在這塊功