【正文】 圖39 污泥脫水系統(tǒng)流程圖污泥脫水系統(tǒng)程序主要控制離心式脫水機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行和停止，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。5）若液面高于最高位傳感器時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)。1）自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始首先檢測(cè)液面高低，若低于最低位傳感器，啟動(dòng)定時(shí)。 4）若含氧量大于設(shè)定值，則2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行。圖36 潛水泵系統(tǒng)流程圖 曝氣系統(tǒng) 曝氣系統(tǒng)程序主要對(duì)兩臺(tái)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)運(yùn)行、調(diào)速及停止的控制，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。4）檢測(cè)液面處于中位和高位傳感器之間時(shí)，開(kāi)始定時(shí)防止誤判。圖35 細(xì)格柵系統(tǒng)流程圖 潛水泵系統(tǒng)潛水泵程序主要控制2臺(tái)潛水泵的運(yùn)行和停止，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。3）2h定時(shí)到，運(yùn)行細(xì)格柵機(jī)20min，循環(huán)進(jìn)行。粗格柵系統(tǒng)工作流程圖如圖34所示。2）定時(shí)到，停止運(yùn)行粗格柵機(jī)2h。以上工作過(guò)程并不是順序控制方式，而是按照PLC檢測(cè)到傳感器狀態(tài)進(jìn)行啟動(dòng)，如圖33所示。4）啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng)。圖32 手動(dòng)控制工藝框圖 系統(tǒng)自動(dòng)控制處于自動(dòng)控制方式時(shí)，系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)后系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)開(kāi)始工作，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。通過(guò)PLC中運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過(guò)其功能模塊輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到控制污水中含氧量的要求。 輸出信號(hào)信號(hào)輸出部分主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是數(shù)字量輸出，即各類設(shè)備的接觸器；另外一個(gè)是模擬量輸出，用來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器。以上四種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。檢測(cè)進(jìn)水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來(lái)控制潛水泵或污泥回流泵的啟動(dòng)和停止，以及投入運(yùn)行的潛水泵的數(shù)量。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測(cè)，主要有自動(dòng)按鈕、手動(dòng)按鈕、格柵機(jī)啟動(dòng)按鈕、清污機(jī)啟動(dòng)按鈕、潛水泵啟動(dòng)按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。由于PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用西門子公司為S7—200系列PLC開(kāi)發(fā)的STEP 7—Micro/WIN SP8作為編程軟件，上面介紹了污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控制部分的結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)基本完成后，就要開(kāi)始軟件部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況及PLC控制系統(tǒng)I/O的分配情況，進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)。導(dǎo)線2與直流電壓24V相連接；SB7~SB14為常開(kāi)按鈕輸入。 PLC及擴(kuò)展PLC采用的是S7200系列的CPU226，擴(kuò)展模塊包括數(shù)字量擴(kuò)展模塊：4個(gè)EM223和模擬量擴(kuò)展模塊：1個(gè)EM235。 主電路 主電路是各個(gè)電機(jī)和泵與電網(wǎng)的連接。（11）污泥機(jī)及切割機(jī)接觸器。（9）離心式脫水機(jī)接觸器。（7）刮泥機(jī)接觸器。（5）分離機(jī)接觸器。潛水泵接觸器包括有兩個(gè)接觸器，分別控制兩臺(tái)潛水泵，通過(guò)進(jìn)水泵房的液面高度或操作面板上按鍵的情況，控制兩臺(tái)潛水泵的運(yùn)行或者停止。（2）清污機(jī)接觸器。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星—三角起動(dòng)器。強(qiáng)適應(yīng)性：“TH”防護(hù)處理，可以在濕熱的環(huán)境中使用。在控制系統(tǒng)中，所有設(shè)備是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或者根據(jù)傳感器的反饋值進(jìn)行動(dòng)作的，因此需要PLC根據(jù)當(dāng)前的工作情況，以及按鈕的情況來(lái)控制所有設(shè)備的啟停，在此用到了大量接觸器：如格柵機(jī)接觸器、清污機(jī)接觸器、潛水泵接觸器、分離機(jī)接觸器、轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)接觸器、潛水?dāng)嚢铏C(jī)接觸器、刮泥機(jī)接觸器等。對(duì)格柵處的清污機(jī)進(jìn)行控制，需要檢測(cè)格柵兩側(cè)的液面差，在該系統(tǒng)中利用液位差計(jì)，選用超聲波液位差計(jì)。在這個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)操作中，采用三種機(jī)械按鈕，控制污水處理系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，手動(dòng)/自動(dòng)按鈕使用旋鈕，即旋到一邊接通，旋到另外一邊就斷開(kāi)；自動(dòng)啟動(dòng)按鈕采用觸點(diǎn)觸發(fā)式按鈕；急停按鈕使用旋轉(zhuǎn)復(fù)位按鈕，按下后系統(tǒng)停止，旋轉(zhuǎn)后自動(dòng)彈起復(fù)位。可設(shè)定高純水和加氨純水二種特殊的pH測(cè)量模式，適合電力、石化等行業(yè)使用。 mg/L 溫度：177。測(cè)量范圍：pH：（~）pH mV：177。4）溶解氧儀。潛水?dāng)嚢铏C(jī)型號(hào)選用QJB，最高介質(zhì)溫度不超過(guò)40℃，介質(zhì)的PH值在59間，長(zhǎng)期潛水運(yùn)行，潛水深度一般不超過(guò)20 m。格柵機(jī)型號(hào)選用WLGS3001500，標(biāo)準(zhǔn)溝深為1535 mm，粗格柵柵隙：22 mm，細(xì)格柵柵隙：6 mm。 在此控制系統(tǒng)中，需要對(duì)變頻器進(jìn)行通信控制，因此需先對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要對(duì)一下幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如表25所示。該型變頻器，具有能源利用率高的特點(diǎn)，優(yōu)化了部分結(jié)構(gòu)與功能，便于工作人員進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)。在該系統(tǒng)中，還需要采集模擬量并利用模擬量控制的功能要求，因此需要在擴(kuò)展一個(gè)模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊。根據(jù)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能要求，以及其復(fù)雜程度，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面來(lái)考慮，選擇西門子S7—200系列PLC作為污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。表21 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備急停細(xì)格柵液位差計(jì)手動(dòng)方式進(jìn)水泵房液面高位傳感器自動(dòng)方式進(jìn)水泵房液面中位傳感器自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)進(jìn)水泵房液面低位傳感器手動(dòng)粗格柵機(jī)啟動(dòng)污泥回流泵房液面高位傳感器手動(dòng)1清污機(jī)啟動(dòng)污泥回流泵房液面低位傳感器手動(dòng)1潛水泵啟動(dòng)粗格柵機(jī)過(guò)載手動(dòng)2潛水泵啟動(dòng)細(xì)格柵機(jī)過(guò)載手動(dòng)細(xì)格柵機(jī)啟動(dòng)1清污機(jī)過(guò)載手動(dòng)2清污機(jī)啟動(dòng)2清污機(jī)過(guò)載手動(dòng)分離機(jī)啟動(dòng)1潛水泵過(guò)載手動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)啟動(dòng)2潛水泵過(guò)載手動(dòng)2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)啟動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)過(guò)載手動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻啟動(dòng)2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)過(guò)載手動(dòng)2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻啟動(dòng)分離機(jī)過(guò)載手動(dòng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)過(guò)載手動(dòng)刮泥機(jī)啟動(dòng)污泥回流泵過(guò)載續(xù)表21輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備手動(dòng)污泥回流泵啟動(dòng)刮泥機(jī)過(guò)載手動(dòng)離心式脫水機(jī)啟動(dòng)離心式脫水機(jī)過(guò)載手動(dòng)聚合物泵啟動(dòng)聚合物泵過(guò)載手動(dòng)污泥機(jī)啟動(dòng)污泥機(jī)過(guò)載手動(dòng)切割機(jī)啟動(dòng)切割機(jī)過(guò)載手動(dòng)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)加速手動(dòng)1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)啟動(dòng)手動(dòng)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)減速手動(dòng)2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)啟動(dòng)粗格柵液位差計(jì)在這個(gè)控制系統(tǒng)中，主要輸出控制的設(shè)備有各種接觸器、報(bào)警和指示燈，共有24個(gè)輸出點(diǎn)，其具體分配，如表22所示。7）在污泥脫水系統(tǒng)中，離心式脫水機(jī)的啟動(dòng)采用順序控制方式，依次啟動(dòng)其設(shè)備。3）根據(jù)反饋回來(lái)的液位差狀態(tài)控制清污機(jī)的運(yùn)行與停止。操作面板執(zhí)行設(shè)備PLC傳感器輸入模擬量輸入變頻器圖12 電氣控制系統(tǒng)總體框圖在手動(dòng)狀態(tài)下，各類設(shè)備的控制是根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來(lái)控制，無(wú)邏輯控制，即可不根據(jù)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行控制。5）污泥脫水系統(tǒng)。使活性污泥的生化反應(yīng)更加充分，這樣才能最大程度地分解污水中的有害成分。3）氧化溝系統(tǒng)。 2）除砂系統(tǒng)。污泥脫水系統(tǒng)沉淀系統(tǒng)氧化溝系統(tǒng)除砂系統(tǒng)進(jìn)水系統(tǒng)圖11 污水處理系統(tǒng)基本組成示意圖1）進(jìn)水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組態(tài)界面和MCGS與PLC設(shè)備的連接控制。主要介紹PLC的I/O配置、設(shè)備選型和硬件電路連線圖。主要概述課題的目的和意義，已及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。 （2）利用AutoCAD，繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件連線圖。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?？梢哉f(shuō)我國(guó)污水處理自動(dòng)化的現(xiàn)狀是：手動(dòng)與自動(dòng)皆備，自制和引用并舉。（4）大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備，并開(kāi)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。這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問(wèn)題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)也得到了這些國(guó)家政府的重視，投入了大量的人力、物力，進(jìn)行水處理的研究。目前，我國(guó)大多數(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)。與此同時(shí)，在我國(guó)大部分城市和地區(qū)，本已極為有限的水資源還受到水質(zhì)惡化和水生態(tài)系統(tǒng)破壞的嚴(yán)重威脅。 最后，本次設(shè)計(jì)還利用MCGS組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)反映污水處理工藝流程的顯示系統(tǒng)。 本文詳細(xì)介紹了一種基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)。進(jìn)度安排第12周 及時(shí)完成外文翻譯工作，英文文獻(xiàn)不少于20000字符；第3周 對(duì)城市污水處理做詳細(xì)的需求分析，掌握污水處理工藝，提出污水處理系統(tǒng)的總體方案；第45周 學(xué)習(xí)PLC指令的編程，進(jìn)行PLC設(shè)備選型及其擴(kuò)展，并包括水泵、電機(jī)等型號(hào)的選定；第67周 設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)的輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，根據(jù)污水處理工藝過(guò)程，完成控制系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì)；第89周 根據(jù)系統(tǒng)控制流程及相關(guān)工藝，繪制程序流程圖，編寫程序，利用PLC編程軟件STEP 7Micro/WIN，得出梯形圖程序，要求手動(dòng)與自動(dòng)控制；第1011周 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)操作與顯示接口，利用MCGS軟件設(shè)計(jì)界面；第1213周 繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路，圖紙規(guī)范，并不少于三張；第1415周 根據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作管理辦法，完成論文的撰寫工作，制作演示PPT，做好答辯準(zhǔn)備工作。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用是推進(jìn)水流，使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使生化反應(yīng)更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。污水氧化溝反應(yīng)池沉砂池粗格柵潛水泵分離機(jī)潛水?dāng)嚢铏C(jī)污泥回流泵排泥灌刮泥機(jī)沉淀池離心式脫水機(jī)清水排出污泥脫水圖1 污水工藝流程圖如上圖所示，污水由進(jìn)水系統(tǒng)中的進(jìn)水管道和潛水泵通過(guò)粗格柵和清污機(jī)進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體。因而,國(guó)產(chǎn)化設(shè)備將會(huì)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)在技術(shù)水平上處于劣勢(shì),特別是先進(jìn)設(shè)備的技術(shù)保密與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),其競(jìng)爭(zhēng)力將在未來(lái)市場(chǎng)中不斷接受考驗(yàn)。其特點(diǎn)有：大量采用在線監(jiān)測(cè)的水質(zhì)分析儀表，對(duì)全廠的水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并有上位機(jī)記錄下來(lái)，提高了測(cè)量精度；生產(chǎn)過(guò)程中不同程度的采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動(dòng)的調(diào)整相應(yīng)的控制方式；大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備，并有效地利用社會(huì)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。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。原有的污水處理廠其控制部分采用傳統(tǒng)的繼電器控制，控制線路復(fù)雜，繼電器多，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，線路老化，頻繁出現(xiàn)控制故障。7. 根據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作管理辦法，完成論文的撰寫工作，制作演示PPT，做好答辯準(zhǔn)備工作。3. 設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)的輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行PLC設(shè)備選型及其擴(kuò)展。3. 掌握PLC編程方法、系統(tǒng)硬件集成技術(shù)。2. 熟悉PLC原理及其應(yīng)用、傳感檢測(cè)技術(shù)。2. 對(duì)城市污水處理做詳細(xì)的需求分析，掌握污水處理工藝，提出污水處理系統(tǒng)的總體方案。6. 完成污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路的繪制，圖紙規(guī)范，并不少于三張。在污水處理控制系統(tǒng)中，除了存在分布區(qū)域廣、設(shè)備分散、控制點(diǎn)多及控制信息復(fù)雜等要求外，同時(shí)具有控制輸入和輸出以開(kāi)關(guān)量參數(shù)居多，模擬量參數(shù)少的特點(diǎn)，而這些都是PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問(wèn)題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)也得到了這些國(guó)家政府的重視，投入了大量的人力、物力進(jìn)行水處理的研究。同時(shí)一些國(guó)家開(kāi)始重視污水的回收利用。不過(guò),我國(guó)污水處理設(shè)備會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)落后于其他國(guó)家,還有許多空白,很多設(shè)備還停留在仿制的水平上,對(duì)于其理論研究尚顯不足。其工藝流程圖如下圖1所示。同時(shí)在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測(cè)器，通過(guò)它對(duì)污水中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其反饋到PLC的值來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行，改變污水中溶解氧的含量。污水經(jīng)沉淀池處理最后到達(dá)脫水環(huán)節(jié)，離心式脫水機(jī)作用下進(jìn)行脫水處理后排出清水。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。先根據(jù)污水處理工藝要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電氣控制與自動(dòng)控制線路，主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)、信號(hào)采集等，最后按照工藝要求設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，其中包括PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及PLC程序的編寫。s pollution sources, water pollution environmental topics to be included in the work schedule of the World Environmental Organization. This thesis describes a sewage treatment control system based on PLC. The system uses the oxidation ditch sewage treatment process, oxidation ditch is a deformation of the activated sludge process, a low load, extended aeration activated sludge process. The thesis fi