【正文】 + 2 4 VDI 011234567891011121314151617181920I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7M自動(dòng) 停止 手動(dòng)自動(dòng) 停止 手動(dòng)自動(dòng) 停止 手動(dòng)D I 0 1 文件1234567891011121314151617181920粗格柵自動(dòng)方式粗格柵手動(dòng)方式1 粗格柵除污機(jī)運(yùn)行反饋2 粗格柵除污機(jī)運(yùn)行反饋粗柵渣輸送機(jī)運(yùn)行反饋提升泵自動(dòng)方式提升泵手動(dòng)方式1 提升泵運(yùn)行反饋2 提升泵運(yùn)行反饋3 提升泵運(yùn)行反饋4 提升泵運(yùn)行反饋細(xì)格柵自動(dòng)方式細(xì)格柵手動(dòng)方式1 細(xì)格柵除污機(jī)運(yùn)行反饋細(xì)柵渣輸送機(jī)運(yùn)行反饋2 細(xì)格柵除污機(jī)運(yùn)行反饋M 0V 圖 33a 數(shù)字量輸入接線圖 如圖所示，粗格柵的自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行方式分別通過(guò) 和 輸入口輸入反饋信號(hào)，開(kāi)關(guān)為一個(gè)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)打到哪個(gè)接線頭，便輸入相應(yīng)的運(yùn)行信號(hào)； 1粗格柵除污機(jī)和 2粗格柵除污機(jī)分別通過(guò) 和 輸入口輸入反饋運(yùn)行信號(hào)，控制電機(jī)的啟停； 粗柵渣輸送機(jī)是通過(guò) 輸入口輸入運(yùn)行 26 反饋信號(hào)，控制電機(jī)的啟停；提升泵的自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行方式分別通過(guò) 和 輸入口輸入反饋信號(hào)，開(kāi)關(guān)和粗格柵的手自動(dòng)開(kāi)關(guān)一樣，為旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)；1提升泵到 4提升泵分別由 、 、 、和 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號(hào)，控制電機(jī)的啟停；細(xì)格柵的自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行方式分別通過(guò) 和 輸入口輸入反饋運(yùn)行信號(hào)； 1細(xì)格柵除污機(jī)和 2細(xì)格柵除污機(jī)分別通過(guò) 和 輸入口輸入反饋運(yùn)行信號(hào)控制電機(jī)的啟停；細(xì)柵渣輸送機(jī)通過(guò) 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號(hào)，控 制電機(jī)啟停。 +2 4VDO 021234567891011121314151617181920MM+2 4VDO 02 文件1234567891011121314151617181920鼓風(fēng)機(jī)污泥回流泵潷水器剩余污泥泵污泥處理池進(jìn)水閥門(mén)1。 +24VDI 0312345678910MDI 03 文件123456789101加 藥泵運(yùn)行反饋2加 藥泵運(yùn)行反饋污泥輸送機(jī)運(yùn)行反饋粗格柵壓榨機(jī)運(yùn)行反饋細(xì)格柵壓榨機(jī)運(yùn)行反饋粗格柵進(jìn)水閥門(mén)運(yùn)行反饋KM 23KM 24KM 25KM 22KM 21KM 26 圖 33c 數(shù)字量輸入接線圖 如圖所示， 1加藥泵和 2加藥泵、污泥輸送機(jī)、粗格柵壓榨機(jī)、細(xì)格柵壓榨機(jī)通過(guò) 和 、 、 、 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號(hào)，控制電機(jī)的啟停，粗格柵進(jìn)水閥門(mén)通過(guò) 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號(hào)，控制進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，熱繼電器 FR 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，手動(dòng) 控制中的熱繼電器 FR的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)停止工作。手動(dòng)控制是，由于 TB 是處于常閉狀態(tài)，按下 QB啟動(dòng)按鈕，電源接通，線路通電， KM 接觸器線圈通電，對(duì)應(yīng)的 KM接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，形成自鎖，完成手動(dòng)控制。用于連接開(kāi)關(guān)、電磁閥、接觸器、小功率電機(jī)、燈和電機(jī)啟動(dòng)器 [17]。 DO 模塊 SM322，所選型號(hào)的數(shù)字輸出通道數(shù)為 32。 等電壓信號(hào)，通道數(shù)為 8。 PLC 內(nèi)部各模塊選型 本控制系統(tǒng)采用的西門(mén)子公司的 PLC 模塊的基本配置及技術(shù)參數(shù)如表 所示： 表 基 本配置及參數(shù) 序號(hào) 模塊類(lèi)型 型號(hào) 訂貨號(hào) 1 電源模塊 PS307 6ES7 071EA000AA0 2 CPU 模塊 CPU314DP 6ES7 3141AF110AB0 3 AI 模塊 SM331 6ES7 3317KF020AB0 4 DI 模塊 SM321 6ES7 3211BL000AA0 5 DO 模塊 SM322 6ES7 3221BL000AA0 6 DI/DO 模塊 SM323 6ES7 3231BL000AA0 電源模塊 PS307，提供 24VDC， 5A電流 ，能給系統(tǒng)中的 CPU 模塊， I/O模塊（包括 AI 模塊， DI 模塊， DO 模塊， DI/DO 模塊）提供工作電源。 S7300 可以支持過(guò)程通訊和數(shù)據(jù)通訊兩種通訊形式。 （ 2）存儲(chǔ)容量大。 （ 8）全球 190 個(gè)國(guó)家和全面的 SIMATIC 支持可以增加機(jī)器和工程的出口機(jī)會(huì)。 （ 4）高效的工程軟件，全集成自動(dòng)化帶來(lái)的集成性和應(yīng)用程序的可重用性可以帶來(lái)更低的市場(chǎng)響應(yīng)時(shí)間。 本設(shè)計(jì)選用的是西門(mén)子的 SIMATIC 系統(tǒng) PLC 的 S7300。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 、安裝、調(diào)試和維修。 功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活、實(shí)用性強(qiáng)。 PLC 有運(yùn)行（ RUN）和停止（ STOP）兩種基本工作狀態(tài)， PLC 上電后對(duì) PLC 系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化、 I/O 模塊配置運(yùn)行方式檢查等其他初始化的處理都是 PLC 內(nèi)部處理階段，一般在出廠時(shí)就已設(shè)定好時(shí)間。循環(huán)掃描工作室一種分時(shí)串行處理方式，與繼電控制系統(tǒng)的并行處理方式是完全不同的。曝氣一 定時(shí)間后，經(jīng)過(guò)靜置 1 小時(shí)，由潷水器將上層清液抽走。 調(diào)節(jié)池：污水流入調(diào)節(jié)池，由 PH 計(jì)測(cè)量污水的 PH 值，又由攪拌器在此將不同 PH 值的污水進(jìn)行均勻混合。 工藝流程介紹 粗格柵提升泵細(xì)格柵一次沉淀池曝氣池二次沉淀池調(diào)節(jié)池鼓 風(fēng) 機(jī)污泥濃縮脫水清 水污 泥 圖 21 工藝流程圖 粗格柵：污水流進(jìn)粗格柵，將大型的垃圾懸浮物隔在粗格柵外 面，再由格柵除污機(jī)和柵渣輸送機(jī)將垃圾懸浮物運(yùn)到指定地點(diǎn)。 15 （ 3） 可根據(jù)污水處理工藝流程，嚴(yán)格對(duì)設(shè)備的啟停和故障報(bào)警予以控制。其中 污泥投加泵需要根據(jù)污泥池的液位進(jìn)行控制，當(dāng)污泥池的液位值處于低液位時(shí)， 污泥投加泵 其 開(kāi)始工作，液面達(dá)到設(shè)定之時(shí)停止工作。開(kāi)始潷水時(shí)， 潷水器將上層清液抽走 。當(dāng)開(kāi)始曝氣時(shí)， PLC 將 鼓風(fēng)機(jī)和污泥回流泵打開(kāi)，進(jìn)行污泥的好氧反應(yīng) 。 （ 1）在進(jìn)水時(shí)期， PLC 控制 進(jìn)水閥門(mén) 的開(kāi)關(guān) 并對(duì)格柵進(jìn)行控制。 在 污水二級(jí)處理（生物處理） 中， PLC 主要對(duì) 進(jìn)水閥門(mén) 、 提升泵 、 攪拌器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥回流泵、 潷水器和 剩余污泥泵 等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。所以污泥脫水系統(tǒng)中有一個(gè)加藥車(chē)間，其主要作用是向剩余污泥中加入聚丙烯酸胺以增加污泥的凝結(jié)性，便于污泥脫水。儲(chǔ)泥池負(fù)責(zé)接收剩余污泥泵輸送來(lái)的剩余污泥，儲(chǔ)存到一定的量后，啟動(dòng)污泥處理設(shè)施進(jìn)行污泥處理。流入二次沉淀池的污水和污泥經(jīng)過(guò)沉淀后，上層清液流入接觸消毒池，下層污泥被吸泥機(jī)至污泥回流泵房。即可向?qū)?yīng)的二次沉淀池注水。最后由內(nèi)溝的出水堰門(mén)流至二次分配井。 SBR 池是污水廠污水處理系統(tǒng)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此其控制量較多、控制較復(fù)雜。其控制由時(shí)間順序完成。 （ 2）用于化學(xué)處理或生物處理后，分離化學(xué)沉淀物、分離活性污泥或生物膜。它的去除對(duì)象，主要是懸浮液中粒徑在 10μm以上的可沉固體。在沉淀過(guò)程中， 11 顆粒自由沉淀，互不干擾；沉淀圖呈直線；顆粒形狀及大小密度等不會(huì)發(fā)生變化。 調(diào)節(jié)段 為確保構(gòu)筑物正常工作，不受廢水的的高峰流量或濃度變化的影響，因此需要設(shè)置調(diào)節(jié)池。 而在污水通過(guò)粗格柵，進(jìn)入細(xì)格柵前，要設(shè)置兩臺(tái)提升泵，和兩臺(tái)備用泵將粗格柵處理后的污水提升至細(xì)格柵渠道，依靠重力流經(jīng)后續(xù)構(gòu)筑物。 在一些特殊情況下，還包括有篩網(wǎng)。 污水一級(jí)處理（污水預(yù)處理） 污水一級(jí)處理，一般可以分為四段：格柵段、調(diào)節(jié)段、除砂段和初沉段。曝氣池中的氧氣的不足和過(guò)量都影響這微生物的生存環(huán)境。而當(dāng)水被有機(jī)污染物污染后，水中的溶解氧的濃度要降低，因?yàn)樗械娜芙庋醪粌H要為水中的微生物呼吸和水中的好氧微生物在分解水中有機(jī)物 時(shí)所消耗掉，還要被水中的硫化物、亞鐵離子和亞硝酸根等還原性物質(zhì)所消耗。 綜上所述， SBR法的這些優(yōu)越性表現(xiàn)了其強(qiáng)大的生命力與廣闊的應(yīng)用前景，這也被近年來(lái)的實(shí)踐所證明 溶解氧在 SBR法中的作用 溶解氧指的是溶解于水中的氧氣，也是水中生物的生存條件，如同我們的空氣。 （ 5） SBR法在沉淀階段屬于靜止沉淀，由于不采用污泥回流，所以沉淀效果好，并可以維持反應(yīng)階段較高的污泥濃度，以提高處理效率。 SBR工藝的技術(shù)特征 與傳統(tǒng)的污水處理工藝不同， SBR的優(yōu)點(diǎn)有 [8]： （ 1） SBR法是目前為止公認(rèn)的防止污泥膨脹的最好工藝，具有理想的推流過(guò)程使生化 反應(yīng)推動(dòng)力增大 ，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 （ 3） 沉淀工序 使混合液處于靜止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行泥、水分離，沉淀時(shí)間一般需進(jìn)行 1 小時(shí)。沉淀下來(lái)的活性污泥回流到曝氣池中，繼續(xù)使用。 ① 進(jìn)水 污水流入，當(dāng)注滿后再進(jìn)行曝氣操作，則曝氣池能有效地調(diào)節(jié)污水的水質(zhì)水量。 SBR 系統(tǒng)分為以下 5 個(gè)階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置。近年來(lái)，隨著監(jiān)測(cè)控制技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使 SBR 法的潛力又充分地體現(xiàn)出來(lái) ,SBR 法也顯示了自身的價(jià)值。 間歇式活性污泥法（ SBR）介紹 近年來(lái)，采用生物法處理各種濃度的有機(jī)廢水 、生活城市污水等已成為一種趨勢(shì)，而污水生物處理技術(shù)中的間歇式活性污泥法 (SBR) 在水質(zhì)水量變化大的中小城鎮(zhèn)的生活污水和易生物降解的工業(yè)廢水的處理中取得了成功并得到了廣泛的應(yīng)用。在活性污泥法中的二 級(jí)處理中，微生物與充足的氧氣接觸，吸收這些被分解的有機(jī)物，并進(jìn)行氧化分解，為自身的增殖繁衍提供能量和物質(zhì)條件。 活性污泥法的工藝過(guò)程為吸附、代謝和固液分離主要的三個(gè)過(guò)程，主要的工藝構(gòu)筑物有調(diào)節(jié)池、沉淀池、曝氣池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成?；钚晕勰喾ㄊ巧锾幚矸ǖ囊环N。如過(guò)濾法、沉淀法。 通過(guò)對(duì)比，不難看出整體上國(guó)外相比我國(guó)的污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)仍有很大的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)與國(guó)外還是存在著很大的差距。但依然存在這許多不足 [4]： （ 1）大部分以前建造的污水處理廠自動(dòng)化程度仍然很低 ，不能很好的實(shí)現(xiàn)。并設(shè)有中央控制室，在這里進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和 管理。 如活性污泥法與其他的處理工藝不同，活性污泥法的工藝效果很大程度上的取決于與其配套的污水處理自動(dòng)化水平，因此研究自動(dòng)控制系統(tǒng)是當(dāng)前污水處理行業(yè)最 重要的環(huán)節(jié)。因此建設(shè)符合我國(guó)具體情況的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改造環(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。特別是我國(guó)的北方城市，水資源更為短缺。我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，進(jìn)入上世紀(jì) 90年代以后污水處理廠才開(kāi)始引入自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，中國(guó)污水處理行業(yè)正在快速增長(zhǎng)，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高，在這樣的背景下，污水處理行業(yè)很快成為了新興產(chǎn)業(yè)。 本設(shè)計(jì)研究的意義 隨著中國(guó)城市化、 工業(yè)化的迅速發(fā)展，水資源的需求也日益增大?，F(xiàn)今，污水處理已被社會(huì)高度關(guān)注，是急需解決的問(wèn)題。又隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，給人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也給自然帶來(lái)很大程度的污染，并嚴(yán)重的影響著人們的日常生活環(huán)境。 Sludge Lagoons To PLC Control Program .......................................... 46 Conclusion ................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 PH Sensor Selection .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 The Principle Diagram Of The S7300 Analog Input Module錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 Part Of The Circuit Design........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 Chapter 3 The Dardware Part Of The Design .................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 Sludge Treatment ................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 The Sequencing Batch