【正文】 最后感謝我的父母，謝謝他們?yōu)槲仪髮W所付出的巨大犧牲和努力。 本設計采用的是集散控制系統(tǒng)來對污水處理進行控制?？稍诓僮髋_的接線端子上模擬 PLC 外部的開關量輸入信號，或操作按鈕的指令開關，觀察對應 PLC輸入點的狀態(tài)。 RUN： 指示 CPU 是否處于 RUN 模式。寫入完畢后，打開菜單欄中仿真軟件，將程序下載在到軟件當中，運行軟件實現(xiàn)對 PLC 過程的監(jiān)控功能。 PLC 硬件接線圖如圖 所示： 手 動自 動液 位 傳 感 器P H 值 傳 感 器I 1 . 0I 1 . 1I 2 6 0I 2 6 2P L CQ 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 7Q 1 . 6Q 1 . 5Q 1 . 4Q 1 . 3Q 1 . 21 污 泥 投 加 泵2 污 泥 投 加 泵閥 門1 濃 縮 脫 水 機2 濃 縮 脫 水 機輸 送 機1 自 動 加 藥 機2 自 動 加 藥 機 圖 PLC硬件接線圖 PLC 工作流程圖如圖 所示： 開 始自 動 模 式處 于 高 液 位開 啟 污 泥 投 加 泵延 時 1 0 s開 啟 濃 縮 脫 水機 ， 加 藥 機延 時 1 0 s開 啟 輸 送 機延 時 3 h關 閉 污 泥 投 加 泵關 閉 加 藥 機關 閉 濃 縮 脫 水 機關 閉 輸 送 機手 動 方 式結(jié) 束是是是是是是否否否否否否 圖 污泥處理池 PLC 工作流程圖 PLC 的 I/O 地址分配表見表 3： 表 3 污泥處理池 PLCI/O 端口分配 I 污泥處理池自動 I 污泥處理池手動 AI I260 液位傳感器 AI I262 PH 傳感器 O 1投加泵 O 2污泥投加泵 O 污泥處理池閥門 O 1濃縮脫水機 O 2濃縮脫水機 O 污泥處理池輸送機 O 1自動加藥機 O 2自動加藥機 第五章 污水處理的系統(tǒng)調(diào)試 STEP7 的編程語言 PLC 的用戶程序是設計人員根據(jù)控制要求，通過 PLC 編程語言的編制設計的定義了5中編程語言。剩余污泥泵工作 1h后關閉。具體控制要求如下： (1)首先根據(jù)液位高度開啟進水閥門，啟動提升泵，攪拌器。具體控制要求如下所述： (1)先設定一個工藝值（ 4h），當除污設備的停機時間到達 4h，則啟動攪拌機。 (5)為了防止一些泵長時間不用，則每隔 5 天把序號換一次。 (5)若液面高度大于 則報警，同時關閉進水閥門。這只是進行編寫的第一步，只有在變量表中給具體的設備分配相應的地址，程序執(zhí)行時候才可以找到具體的設備。其中預處理區(qū)里包括粗格柵、提升泵、細格柵和沉淀池這四個子控制區(qū)。 STEP7 標準軟件包中提供一系列的應用工具，如： SIMATIC 管理器、 符號編輯器、硬件診斷、編程語言、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡組態(tài)等。反應池區(qū)主要是生化處理階段。該 DO 儀具有一個 RS485 接口可以方便的實現(xiàn) PLC 進行連接，實現(xiàn)在線的檢測。一方面這個量程可以避免由于盲區(qū)導致測量誤差，同時可以滿足工藝要求。 例如某設備只是些動作控制，如機械手，可選擇三菱的 PLC，某設備有伺服或步進要進行定位控制，也選三菱的 PLC。 ：極強的計算性能、強勁的內(nèi)部集成功能、全面的故障診斷功能、用戶程序的多級口令保護、采用不同性能級別的 CPU，廣泛的適用于應用場合。 。電源模塊總是在最左邊然后緊跟 CPU過后是 IM 接口模塊（如果只用主架導軌就不用選擇 IM模塊） 模塊 CPU 模塊是控制系統(tǒng)的核心，負責系統(tǒng)的中央控制責任，存儲并執(zhí)行程序，實現(xiàn)通信功能，為 U 形總線提供 5V 電源。 的特點 (1)高可靠性：大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，另外還采取了屏蔽和濾波等抗干擾措施，平均故障時間 35萬小時。 (2)運行模式：分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段。 DCS 中的 I/O 一般是模塊化的，一個 I/O 模塊上有一個或多個 I/O 通道，用來連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。 (4)協(xié)調(diào)性：各工作站之間通過通信網(wǎng)絡傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，減小后續(xù)處理構(gòu)筑物的容積或設備容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解；第三階段為污泥脫水，是污泥進一步減容；第四階段為污泥處置，采用某種途徑將最終的污泥予以消納。 曝氣池是生化處理的主反應池，是污水處理的主要工藝階段。 其按使用功能分為初次沉淀池和二次沉淀池。污水由提升泵打到反應池中進行岀磷脫氨處理。 4. SBR 工藝還有獨特的特點。 一種具有代表性的 SBR 工藝流程是：通過格柵預處理的廢水進入集水井，由潛污泵提升進入 SBR 反應池，采用水流曝氣機充氧，處理后的水又排水管排出，剩余污泥靜壓后，有 SBR 池排入污泥井，污泥作為肥料?？赡軙鶕?jù)處理的目標和 水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。以下介紹下最為普遍的活性污泥法： 基本原理 A/O 是 Anoxic/Oxic 的縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理，所以A/O 法是改進的活性污泥法。 與國外的污水處理相比較，我國的污水處理自動化起步較晚還有較多的不足： ，不能很好地實現(xiàn)。 土地處理法，就是按照要對污水達到處理的同時達到對控制滲流污染的要求，有計劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學、生物化學等作用，使水達到凈化，這種方法有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié)構(gòu)的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。我國的污水處理自動化控制起步較晚，進入上世紀 90 年代以后污水處理廠才開始引 入自動控制系統(tǒng)，由于國家和各級政府對環(huán)境保護的不斷提高，中國污水處理行業(yè)正在快速增長，污水處理總量也在逐年上升，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高，污水處理行業(yè)很快成為了新興產(chǎn)業(yè)。一段時期以來 ,由于能 耗大、運行費用高等一系列的不便，在一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的 建設 ,建成的一些處理廠也因能耗原因處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)。 調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試 .......................... 31 結(jié)果 ........................................ 31 設計小結(jié) ............................................ 32 致謝 ................................................ 33 參考文獻 ............................................ 34 附錄預處理區(qū) PLC 控制程序 ............................ 35 附錄 A 粗柵格 PLC 控制程序 ......................... 35 提升泵 PLC 控制程序 ............................ 40 沉淀池 PLC 控制程序 ............................ 42 附錄 B 反應池 PLC 控制程序 ......................... 45 第一章 緒論 概述 我國是個缺水的國家，人均水資源占有量只為世界人均水資源占有量的 1/4。 西南科技大學 畢業(yè)生畢業(yè)論文 題 目 : 基于 s7300PLC 污水處理系統(tǒng)中的應用 專業(yè)班級： 電氣自動化 學生姓名： 學 號： 2021 年 8 月 29 日 摘 要 隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展與人口的急劇增長，我國對環(huán)境問題也是越來越重視，污染控制指標日益嚴格。 而且我國的水資源在時空和地域上分布不均勻，更加重了缺水的實際情況。在今后相當長的一 段時期內(nèi) ,能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。但是，中國污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展階段，一方面，中國目前的的污水處理能力還跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網(wǎng)、污泥處理配 套設施建設的嚴重滯后。在我國人均土地面積不足的情況下，土地處理法必須與污水的灌溉利用和污水土地利用處理還有一定差距。 ，好需要進一步提高。 A/O 工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起， A 段 DO 不大于 ， O 段DO=2～ 4mg/L。 SBR 污水處理工藝 SBR 污水處理工藝即序批式活泥法，全稱：序列間歇式活性污泥 (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process),簡稱 SBR 間歇式活性污泥法污水處理工藝， SBR工藝。 分批式操作：時間分割的操作方式替代空間分割的 空間操作方式，如 SBR 運用周期由進水時間、反應時間、沉淀時間、潷水時間、排泥時間和空閑時間，可以適當靈活調(diào)節(jié)。 優(yōu)點： (1)處理工藝流程簡單分為五個階段：進水、曝氣、沉淀、排水、待機。反應完成后上層的清澈液取出供用戶使用。初次沉淀池是生物處理法中的預處理，去除 30%的 BOD5 和 55%的懸浮物；二次沉淀池是生物處理構(gòu)筑物后，是生物處理工藝的組成部分。利用活性污泥法進行污水處理的構(gòu)筑物。 污水處理廠集散控制系統(tǒng) DCS 是分散控制系統(tǒng)（ Distributed Control System）的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱為集散控制系統(tǒng)。 從結(jié)構(gòu)上劃分， DCS 包括過程級、操作級和管理級。 I/O 單元：通常，一個過程控制站由幾個機架組成，每一個機架可以擺放一定數(shù)量的模塊。 的工作方式 集中采樣、集中輸出、周期性循環(huán)掃描，“串行”工作方式。 (2)豐富的 I/O 借口：對不同的工業(yè)信號（如交流、直流、電壓、電流、開關量、模擬量、脈沖等）都有相應的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備（如按鈕、行程開關、接近開關、傳感器、變送器、電磁線圈、電機的啟動等）直接連接。 CPU 有 4 種操作模式： STOP（停機）， STARUP(啟動 ),RUN(運行 )和 HOLD(保持 )。 。 ：一個系統(tǒng)除一個主機架外，根據(jù)需要最多可擴展至 3 個擴展機架，最多可以安裝 32 個模塊，每個機架可以插入 8個模塊；主機架與擴展機架之間通過接口模塊連接；每個機架可以遠距離獨立安裝，兩個機架之間最長距離可達 10 米。像中央空調(diào)，污水處理，溫度控制等這類有很多模擬量要處理的就要選西門子的 PLC 比較合適，某設備現(xiàn)場有很多儀表的數(shù)據(jù)要用通信進行采集，選西門子的好控制。 PH 傳感器的選擇 本系統(tǒng) PH 傳感器主要用于檢測反應池以及污泥處理池中污水濃度。 污水處理生產(chǎn)監(jiān)控系 統(tǒng)總體設計 本文的集散控制系統(tǒng)上位機采用 PC 機作為操作員站，主要實現(xiàn)監(jiān)控功能和對現(xiàn)場設備狀態(tài)調(diào)整的功能 。污泥處理區(qū)主要針對水處理產(chǎn)生的污泥進行處理，由于工藝是獨立的所以單獨劃分為一個區(qū)。 STEP7 編程軟件可 以對硬件和網(wǎng)絡實現(xiàn)組態(tài)，具有簡單、直觀、便于修改等特點。反應池區(qū)主要是根據(jù) SBR 工藝要求實現(xiàn)對攪拌機、鼓風機、潷水器以及污泥回流泵等設備的自動控制。 粗格柵 PLC 控制程序 先于自動方式。 流程圖如圖 所示： 處 于 自 動 模 式液 位 差 0 . 2 m開 啟 1 格 柵 除 污 機開 啟 壓 榨 機0 . 2 m 液 位 差 0 . 4 m否是否是延 時 3 0 s開 啟 2 格 柵 除 污 機否開 啟 柵 渣 輸 送 機液 位 差 0 . 4 m是否是報 警 ， 關 閉 進 水 閥處 于 手 動 模式結(jié) 束是否開 始 圖 提升泵 PLC 控制程序 提升泵的主要作用是把污水從一個處理區(qū)打到另一個處理區(qū)。變換方式為 14（備 用泵）， 21， 32， 41。 (2)若除污機設備工作時間超過設定工藝時間值 1h則攪拌機停機。開啟攪拌器主要是進行厭氧反應除磷。 (5)當剩余污泥泵停止工作后一個循環(huán)結(jié)束，開始下一個周期運行。 ：西門子稱為語句表（ STL）。根據(jù)實驗要求，動作相應開關，模擬污水處理系統(tǒng)的工作過程。 STOP： 指示 CPU 是否處于 STOP 模式。用編程軟件將輸出點強制 ON/OFF，觀察對應的控制柜內(nèi) PLC 負載（指示燈、接觸器等）的動作是否正常，或?qū)慕泳€端子上的輸出信號的狀態(tài)變化是否正確。它實現(xiàn)了在線管理、操作和顯示的