【正文】 +24VDI 021234567891011121314151617181920I 4 . 0I 4 . 1I 4 . 2I 4 . 3I 4 . 4I 4 . 5I 4 . 6I 4 . 7I 5 . 0I 5 . 1I 5 . 2I 5 . 3I 5 . 4I 5 . 5I 5 . 6I 5 . 7M自動(dòng) 停止 手動(dòng)自動(dòng) 停止 手動(dòng)DI 02 文件1234567891011121314151617181920曝氣沉淀池自動(dòng)方式曝氣沉淀池手動(dòng)方式進(jìn)水閥門運(yùn)行反饋提升泵運(yùn)行反饋攪拌器運(yùn)行反饋鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行反饋污泥回流泵運(yùn)行反饋潷水器運(yùn)行反饋剩余污泥泵運(yùn)行反饋污泥處理池自動(dòng)方式污泥處理池手動(dòng)方式進(jìn)水閥門運(yùn)行反饋1 污泥投加泵運(yùn)行反饋2 污泥投加泵運(yùn)行反饋2 濃縮脫水機(jī)運(yùn)行反饋1 濃縮脫水機(jī)運(yùn)行反饋M 0VKM 27KM 11KM 12KM 15KM 16KM 28KM 17KM 16KM 19KM 20KM 13KM 14 圖 33b 數(shù)字量輸入接線圖 27 如圖所示，曝氣沉淀池的自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行方式通過 和 輸入口輸入反饋信號；進(jìn)水閥門通過 輸入口輸入運(yùn)行反饋，控制進(jìn)水閥門的開關(guān)；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通過 、 、 、 和 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號，控制電機(jī)的啟停；污泥處理池的自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行方式通過 和 輸入口輸入反饋信號；進(jìn)水閥門通過 輸入口輸入運(yùn)行 反饋信號，控制進(jìn)水閥門的開關(guān)； 1污泥投加泵和2污泥投加泵、 1濃縮脫水機(jī)和 2濃縮脫水機(jī)分別通過 和 、 和 輸入口輸入運(yùn)行反饋信號，控制電機(jī)的啟停。 M~Q FF U 1K MF RU V WUVWNF U 2N WWT BQ BK MK AK A F RK MK AN電 源 指 示手 動(dòng) 控 制自 動(dòng) 控 制F RK AK MC O M EO U TIN 1IN 22 2 0 V A C電 機(jī) 運(yùn) 動(dòng) 控 制電 機(jī) 運(yùn) 行 信 號電 機(jī) 故 障PLC控制信號H L圖 32 控制電路原理圖 由圖 32 所示，閉合 QF 開關(guān)，接通 電源，相應(yīng)的 HL燈亮，并作為電源的控制指示燈。 DI 模塊 SM321，所選型號的數(shù)字輸入通道數(shù)為 32。由于 S7300 是模塊中小型 PLC，在一個(gè)系統(tǒng)中最多可擴(kuò)展 32 個(gè)不同的應(yīng)用模塊，可以滿足絕大多數(shù)的應(yīng)用場合，甚至能完成冗余，可以滿足工藝控制要求，所以不必選擇 S7400 來增加成本。它的主要特點(diǎn)有 [15]： （ 1）速度快：極其快速的指令處理大大縮短循環(huán)周期。 （ 3）控制器尺寸減小，大量的集成功能和無機(jī)柜操作可以減小機(jī)器體積。在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型。它具有以下優(yōu)點(diǎn) [12]： 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。 17 第 3 章 硬件部分設(shè)計(jì) PLC 工作原理及特點(diǎn) PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，它周而復(fù)始的依一定的順序來完成 PLC所承擔(dān)的系 統(tǒng)管理工作和應(yīng)用程序的執(zhí)行。 細(xì)格柵：將較小的懸浮物隔在細(xì)格柵外，同樣由格柵除污機(jī)和柵渣輸送機(jī)將隔出來的懸浮物運(yùn)到指定地點(diǎn)。 （ 2） 可進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)控制切換，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在非正常工作下的急停。 （ 4） 在潷水時(shí)期， PLC 控制 將 潷水器 打開 。 表 SBR 池工藝過程的四種工作狀態(tài) 狀態(tài) 連 續(xù) 進(jìn) 水 1 2 3 4 5 進(jìn)水 曝氣 沉淀 潷水 進(jìn)水 14 注：三種工作狀態(tài)運(yùn)行時(shí)間由污水水質(zhì)決定 。這些剩余活性污泥的主要成分是污水處理過程中新產(chǎn)生的微生物及其殘?jiān)? 13 有機(jī)物為主（約占 60%70%），含水率約 %%，不易脫水。每座二次沉淀池設(shè)置一套超聲波液位計(jì)用來確定其運(yùn)行液位。 氧化溝：污水通過氧化溝的外溝底部進(jìn)水管進(jìn)入氧化溝，經(jīng)過多次循環(huán)后沿外、中、 內(nèi)的順序進(jìn)入內(nèi)溝循環(huán)，外溝、中溝和內(nèi)溝之間互有水位差。 該部分的主要機(jī)械設(shè)備包括 旋流除砂機(jī) 和 砂 水分離 器 。沉淀池是利用重力的作用下，使懸浮液中密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分離的水處理方法。 為了使 提升 泵 能夠有效的運(yùn)行，并能延長使用壽命 ， 三 臺 提升 泵 需 輪流運(yùn)行。 檢測儀表 有 PH 在線測量儀，用來實(shí)時(shí)檢測污水的 PH 值。 SBR法是需氧代謝的過程，溶解氧的濃度在此過程中有著重要的影響因素，它關(guān)系到污水處理過程的效率和出水的水質(zhì)等。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反映器，無 9 二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。此外這階段 SBR 池處于空閑狀態(tài)，主要是與其他反應(yīng)池進(jìn)行匹配，也即等待相鄰的 SBR 池的某一過程的結(jié)束，再開始本池下一個(gè)操作周期。 （ 2） 曝氣工序 ① 曝氣池：在池中使廢水中的有機(jī)污染物與活性污泥充分 接觸，并吸附和氧化分解有機(jī)污染物質(zhì)。 7 SBR 工藝的基本原理 活性污泥法就是以含于廢水中的有機(jī)污染物為培養(yǎng)基，再有溶解氧存在的條件下，連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中的有機(jī)污染物。而二次沉淀池底的活性污泥再由污泥回流泵抽回到曝氣池中，保證曝氣池中的微生物濃度，進(jìn)行循環(huán)利用?；钚晕勰喾▽儆诤醚跎锾幚?，由好氧微生物及其代謝和吸附的有機(jī)物和 無機(jī)物組成，具有降解污水中有機(jī)物的能力 [5]。污水處理方法分類： （ 1）物理處理法。 與國外相比，我國污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，但隨著投資和科技的發(fā)展，我國污水處理控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平有了很大的提高，從外國引進(jìn)污水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)已廣泛采用集散式控制系統(tǒng)，應(yīng)用了自動(dòng)化程度提高的檢測儀表，各種新工藝、新設(shè)備的大量出現(xiàn)并得到應(yīng)用。發(fā)達(dá)國家不僅重視污水處理的新的理論和技術(shù)，還更加重視污水處理的自動(dòng)控制問題，先后研究并開發(fā)了 3 許多智能型和集約型的高效性的污水和自動(dòng)控制儀表，并采用了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制處理工藝，并取得了較為顯著的效果 [2]。 我國是個(gè)缺水的國家，同時(shí)也正面臨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展與水資源短缺的社會與自然資源之間的矛盾，水資源的過度開發(fā)與濫用與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，并且矛盾日益明顯，水的回收再利用也面臨這嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雖然中國污水處理行業(yè)正在飛速的發(fā)展，但是相較于國外的處理行業(yè)，中國的水處理仍在發(fā)展階段。如今，隨著人口的不斷增長，科技、工業(yè)迅速的發(fā)展，不可再生資源的不斷短缺，人類和社會正在面對這嚴(yán)峻的資源問題。 The Choice Of The Liquid Level Sensor.............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Inside The PLC Module Selection ....................................................... 20 PLC I/O Allocation ................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Primary Treatment (Sewage Pretreatment) ......................................... 10 Of Secondary Sewage Treatment (Biological Treatment)錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Research Background Of This Design .......... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。集中控制，分散管理，很大的提 升了控制過程中的安全性和穩(wěn)定性。污水處理是一個(gè)復(fù)雜且多變量的控制過程，傳統(tǒng)的污水處理工藝，主要以手動(dòng)控制為主，根據(jù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行控制。 ABSTRACT.............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Sequencing Batch Reactor Of The Introduction錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Chapter 3 The Dardware Part Of The Design .................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 The Principle Diagram Of The S7300 Analog Input Module錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Sludge Lagoons To PLC Control Program .......................................... 46 Conclusion ................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽?，F(xiàn)今，污水處理已被社會高度關(guān)注，是急需解決的問題。我國污水處理自動(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始引入自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于國家和各級政府對環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，中國污水處理行業(yè)正在快速增長，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)。因此建設(shè)符合我國具體情況的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對降低污水處理成本、改造環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。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。 通過對比，不難看出整體上國外相比我國的污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)仍有很大的優(yōu)勢，我國與國外還是存在著很大的差距?；钚晕勰喾ㄊ巧锾幚矸ǖ囊环N。在活性污泥法中的二 級處理中，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。近年來，隨著監(jiān)測控制技術(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 ,SBR 法也顯示了自身的價(jià)值。 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。 （ 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)。 （ 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。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。 污水一級處理（污水預(yù)處理） 污水一級處理，一般可以分為四段：格柵段、調(diào)節(jié)段、除砂段和初沉段。 而在污水通過粗格柵，進(jìn)入細(xì)格柵前，要設(shè)置兩臺提升泵，和兩臺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。在沉淀過程中， 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發(fā)生變化。 （ 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。 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。即可向?qū)?yīng)的二次沉淀池注水。儲泥池負(fù)責(zé)接收剩余污泥泵輸送來的剩余污泥，儲存到一定的量后，啟動(dòng)污泥處理設(shè)施進(jìn)行污泥處理。 在 污水二級處理（生物處理） 中， PLC 主要對 進(jìn)水閥門 、 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)測和控制。當(dāng)開始曝氣時(shí)， PLC 將 鼓風(fēng)機(jī)和污泥回流泵打開，進(jìn)行污泥的好氧反應(yīng) 。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 開始工作，液面達(dá)到設(shè)定之時(shí)停止工作。 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)。曝氣一 定時(shí)間后，經(jīng)過靜置 1 小時(shí)，由潷水器將上層清液抽走。 PLC 有運(yùn)行（ RUN）和停止（ STOP）兩種基本工作狀態(tài)， PLC 上電后對 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。 、安裝、調(diào)試和維修。 本設(shè)計(jì)選用的是西門子的 SIMATIC 系統(tǒng) PLC 的 S7300。 （ 8）全球 190 個(gè)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。 等電壓信號，通道數(shù)為 8。用于連接開