【正文】 軟件方面主要問題在于程序編寫完畢后，需要首先在電腦上對程序進行軟件仿真，主要檢查是否存在各種錯誤，可利用西門子公司配套的仿真軟件。本文詳細闡述了工業(yè)污水處理工藝流程、控制系統(tǒng)總體方案以及具體的軟硬件實現(xiàn)。 ③ 若液面處于最高位和最低位之間，啟動污泥回流泵。而進水泵房中的潛水泵根據(jù)液 面高低進行運行、停止及運行數(shù)量的控制： ① 潛水泵系統(tǒng)啟動首先開始啟動潛水泵。啟動電源后按下手動或自動模式選擇按鈕，當在手動模式時，可通過各控制按鈕實現(xiàn)對工業(yè)污水處理系統(tǒng)中各電機的控制運行同時相應的指示燈亮。 （ 1）自動過程開始首先啟動離心式脫水機，啟動定時。 圖 310 曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 （論文） 27 污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運行和停止，其工作過程包括以下幾個方面。 （ 5）定時到后，若液面仍持續(xù)處于高位傳感器，則輸出報警信號。 （ 3） 2h 定時到，運行粗格柵機 20min，循環(huán)進行。 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 在 STEP7Micro32 軟件中，通過編程，將編好的程序下載到 PLC 中進行運行調(diào)試，檢查程序是否存在錯誤，是否能夠?qū)崿F(xiàn)相應的功能控制。通過 Mode 輸入值可選擇不同的通訊協(xié)議：輸入值為 1，指定 Port 0 為 USS 協(xié)議并使能該協(xié)議；輸入值為 0，指定 Port 0 為 PPI 并且禁止 USS 協(xié)議。 PLC 和變頻器通訊 （ 1） USS 通訊協(xié)議簡介 USS協(xié)議（ Universal Serial Interface Protocol 通用串行接口協(xié)議）是SIEMENS 公司所有傳動產(chǎn)品的通用通訊協(xié)議，它是一種基于串行總線進行數(shù)據(jù)通訊的協(xié)議。積分作用 ki 是為了消除靜差而引入的。其控制過程主要是通過污泥濃度、污水流量、絮凝劑濃度等因素控制 來完成的。 氯氣投加環(huán)節(jié) 氯氣投加消毒效果的好壞與原水 PH 值、水溫、濁度和接觸時間有直接的關(guān)系。雖然有 COD 濃度在線檢測儀可以在線檢測，但仍存在滯后（ 30 分鐘左右 ） ，測量結(jié)果嚴重滯后于實際運行時間，不能及時反映實際情況。 （ 6）啟動污泥回流系統(tǒng)。 圖 41 模式選擇流程圖 手動模式 在手動模式下，可單獨調(diào)試每個設備的運行，如圖 52所示。 數(shù)字量輸入部分 表 34 數(shù)字輸入量地址分配 輸入地址 輸入設備 輸入地址 輸入設備 急停 手動刮泥機啟動 手動方式 手動污泥回流泵啟動 自動方式 手動分離 式脫水機啟動 自動啟動確認 手動污泥泵啟動 手動粗格柵機啟動 手動轉(zhuǎn)碟曝氣機加速 手動清污機啟動 手動轉(zhuǎn)碟曝氣機減少 手動潛水泵啟動 粗格柵液位差計 手動細格柵機啟動 細格柵液位差計 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 （論文） 15 手動分離機啟動 進水泵房液面高位傳感器 手動轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻啟動 進水泵房液面低位傳感器 手動轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻啟動 污泥回流泵液面高位傳感器 手 動潛水攪拌機啟動 污泥回流泵液面低位傳感器 數(shù)字量輸出部分 表 35 數(shù)字輸出量地址分配 輸出地址 輸出設備 輸出地址 輸出設備 粗格柵機接觸器 潛水攪拌機接觸器 清污機接觸器 刮泥機接觸器 潛水泵接觸器 污泥回流泵接觸器 細格柵機接觸器 離心式脫水機接觸器 分離機接觸器 潛水泵報警 轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻接觸器 污泥回流泵報警 轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻接觸器 模擬量輸入部分 由于需要采集一個溶氧儀所反饋的數(shù)據(jù)，因此擴展了一個模擬量輸入輸出模塊，具體 I/O 分配，如下表 36 所示。由于工業(yè)污水處理電氣控制系統(tǒng)涉及較多的輸入輸出端口，其控制過程相對復雜，因此采用 CPU226 作為該控制系統(tǒng)的主機。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 （論文） 13 (5）轉(zhuǎn)碟曝氣機根據(jù)溶解氧儀反饋的模擬量經(jīng) PLC 運算后進行控制，同時控制分離機的運行與停止。電氣控制柜是電氣控制的核心設備，主要包括變頻器、各類傳感器的輸入信號、 PLC 及其擴展模塊等。離心式脫水機主要有聚合物泵、污泥機和切割機構(gòu)成，以上設備按照順序控制的方式啟動，依次啟動聚合物泵、污泥機和切割機，完成對污泥的脫水處理。潛水攪拌機的作用是推進水流，同時使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈的攪拌狀態(tài)，使他們充分混合接觸。進水泵房中的潛水泵運行及停止是通過安裝在泵房內(nèi)的液位傳感器來決定的，當液位較低時只啟動一臺潛水泵，當液位較高時啟動兩臺潛水泵，若液位持續(xù)升高時，則輸出報警以示意有故障發(fā)生。 （ 1）數(shù)字量輸出。 （ 3）液位高低輸入檢測。與各類人機界面的通信可完成 PLC 控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時使用戶可通過操作界面功能控制 PLC 系統(tǒng)。潛水攪拌機的作用是推進水流，使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使生化反應更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。其反應機理及去除污染物的機理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，只是運行操作方式不盡相同。對于高濃度的工業(yè)污水處理， AB 法具有很好的適用性，并有較高的節(jié)能效益。因此，在對除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般首選 A2/O 工藝。 A/O 法是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝，其中 A代表 Anoxic（缺氧的）， O代表 Oxic（好氧的）。目前，工業(yè)污水處理的方法一般以生物處理法為主，輔以物理處理法和化學處理法。 雖然 BOD20。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 （論文） 4 2 工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)總體介紹 工業(yè)污水處理基本概念 城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過工業(yè)企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水，往往都排入排水系統(tǒng)。這個污染源的出 現(xiàn)引起了世界各國政府的關(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。采用先進、實用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，在環(huán)保工程中廣泛采用先進的自動控制技術(shù)，是推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。目前在水污染治理技術(shù)上，我國已能提供下列工藝技術(shù)傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)、各種新型活性污泥工藝如： SBR 法和氧化溝技術(shù)等、酸化水解好氧技術(shù)和多種類型的穩(wěn)定塘技術(shù)等，這些污水治理技術(shù)已經(jīng)在水體污染、改善水體環(huán)境方面發(fā)揮了突出的作用，標志著我國工業(yè)污水處理事業(yè)發(fā)展到了一個嶄新的階段。隨著環(huán)境保護的呼聲越來越高，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對于各種污水進行處理后 排放成為各企業(yè)基本的要求。目前全國城市污廢水的處理率（達排放標準的）僅有 10%左右，其余的污廢水都直接排入河川、湖泊、海洋。據(jù)報道我國人均擁有淡水量為 2400 噸，為世界平均值的 1/4，在全球 149 個國家（參與 統(tǒng)計國家中），我國人均淡水資源位居 110 位，屬于淡水資源貧乏的國家。而且我國水資源時空分布極不均衡，全國500 多個城市缺水，其中多個嚴重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象尤其嚴重，人均擁有淡水量僅有 240 噸。耗水量高、重復利用率低、污染嚴重是我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問題。在工廠的工業(yè)污水處理過程中，污水來源的不穩(wěn)定以及工廠中各種污水的成分的復雜性，對工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求?，F(xiàn)階段，我國工業(yè)污水處理的工作重點已經(jīng)從工藝技術(shù)的研究轉(zhuǎn)移 到具體項目的實施。在這種形勢下工業(yè)污水處理自動化控制系統(tǒng)無疑是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟效益的研究課題。我國是一個嚴重缺水的國家，雖然我國年平均水資源總最為 28000 億 m2，居世界第 6 位，人均水資源量為 2220m2，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國列為世界上 13 個缺水國家之一。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細菌、病毒等使人致病的微生物。能較精確地描述污水的生化需氧量，但其測定的時間太長，需20 天。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。 A/O 法是一種缺氧 好氧生物工業(yè)污水處理工藝。其工藝流程圖如圖 所示。尤其在采 用污泥消化和沼氣利用工藝時，優(yōu)勢最為明顯。 SBR 法與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時間順序來分割流程各單元，以時間分割操作代替空間分割操作，非穩(wěn)態(tài)生化反應代替生化反應，靜置理想沉淀代替動態(tài)沉淀等。經(jīng)處理的污水進入沉淀池中，在刮泥機的作用下進行物理沉淀，為了加強沉淀效果，同時加入混凝劑和絮凝劑利用高分子助凝劑的強烈吸附架橋作用更加容易沉降。由于 PLC 的 CPU 強大的網(wǎng)絡通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實現(xiàn)其遠程監(jiān)控。檢測進水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來控制潛水泵或污泥回流泵的啟動和停止，以及投入運行的潛水泵的數(shù)量?？刂聘黝愒O備的啟動和停止，包括：格柵機啟停、清污機啟停、潛水泵啟停、潛水攪拌器啟停、污泥回流泵等設備。 (2）除砂系統(tǒng)。使活性污泥的生化反應更加充分，這樣才能最大程度 地分解污水中的有害成分。 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng) 主要包括操作面板、顯示面板、電氣控制柜等單元。 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的工作原理 控制系統(tǒng)總體框圖 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖 42所示， PLC為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、各類傳感器的輸入，以及相關(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設備的運行、停止和調(diào)速控制。 (6）污泥回流泵的運行與停止根據(jù)液面的高低進行控制。 CPU226 在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中使用的數(shù)字量輸入點和輸出點都比較多，因此除了 PLC 主機自帶的 I/O 外，還需要擴展一定數(shù)量的 I/O 擴展模塊。 表 36 模擬量輸入地址分配 輸入地址 輸入設備 AIW0 溶解氧儀 模擬量輸出部分 在此控制系統(tǒng)中需要將采集回來的模擬量進行數(shù)據(jù)處理，然后，通過模擬輸出口對變頻器進行控制，進行控制其他設備的運行，如下表 37所示。在此模式下 ，可以通過按鈕對格柵機、清污機、轉(zhuǎn)碟曝氣機、刮泥機，以及各類泵進行控制，湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 （論文） 18 對于轉(zhuǎn)碟曝氣機的控制，可以通過按鈕增大或減小變頻器的頻率來改變其速度，以檢測調(diào)試性能。 （ 7）啟動污 泥脫水系統(tǒng)。另外， COD 檢測儀的價格也較昂貴，增加了控制系統(tǒng)的成本。人工進行加氯量控制，不僅對操作工人不安全，而且投加量也難以