【正文】 ............................................. 26 實(shí)時(shí)報(bào)警 ..................................................................................................... 28 設(shè)備連接 ..................................................................................................... 29 腳本程序介紹 ............................................................................................. 32 5 調(diào)試 .......................................................................................................................... 35 模擬調(diào)試 ........................................................................................................... 35 硬件功能性調(diào)試 ............................................................................................... 40 系統(tǒng)總體調(diào)試 ................................................................................................... 40 6 結(jié)論 .......................................................................................................................... 42 謝辭 .............................................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 44 附錄一 PLC 程序控制梯形圖 ................................................................................... 45 附錄二 MCGS 腳本程序 ........................................................................................... 55 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 緒 論 設(shè)計(jì)背景 水是人類生活中必不可 少的，尤其隨著工業(yè)的發(fā)展無(wú)論是生活還是生產(chǎn)中對(duì)水資源的需求量越來(lái)越大。 城市污水處理控制系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，對(duì)提高城市形象，改善人民生活，保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。 關(guān)鍵詞： PLC 城市污水處理 MCGS 組態(tài)軟件 SBR The Design of Urban Sewage Treatment Controlled System Based on PLC Abstract With the quickening pace of urban modernization, urban sewage treatment control system has increasingly been developed and improved. The urban sewage treatment control system is a very important part of the urban modernization. It has the vital significance to improve the image of cities ,to improve people’s life and to protect the environment. The paper discusses the important application of the PLC control system in the urban sewage treatment system. And the process of the design named SBR sewage treatment automatic control system is introduced in detail in the paper. The system which consists of the design of ladder diagram and the design of configuration, has realized the automatic control and the remote monitoring of the small and medium cities. The system mainly includes the PLC、 the liquid level sensor、 the water pump、the water decanter、 the pump into the mud and the mud pump. The system has two control mode including the manual and the automatic ones to control the field on the ladder language. The system design the monitoring interface by the MCGS configuration, which can not only simulate the working condition of the demo system, but also monitor the working condition at a realtime. Besides, the interface can control the system remotely and finish the automatic operation of the method named the SBR sewage treatment. Problem can be found in time when the system goes wrong, and the system will stop working, then maintenance is needed to reduce the accidents in the process of the sewage treatment. Keywords： PLC。更令人擔(dān)憂的是淡水的浪費(fèi)非常嚴(yán)重，隨著淡水總量不斷減少 ，用水成本越來(lái)越高，如果不加以合理管理，必將形成惡性循環(huán)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于水資源污染，在我國(guó)約 3 億的飲水不和諧現(xiàn)象中，飲用超標(biāo)水的占 億人。尤其是現(xiàn)在各城市發(fā)展飛速，城市 污水 的隨意排放 造成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 2 了很嚴(yán)重的 環(huán)境污染 問(wèn)題。一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元 PLC 的開發(fā)， 更推進(jìn)了污水處理的自動(dòng)化控制的進(jìn)程，許多價(jià)格合理、功能全面的 PLC 相繼研制出了，如 AB 公司的 SLC 系列、 Siemens的 S7 系列、 Schneider 的 TSX Quantum DO、化學(xué)需氧量 COD 分析儀。在此種模式下傳感器將數(shù)據(jù)傳到控制室，通過(guò) 上位機(jī)界面顯示的流體的 液位、流量、 PH值等 ，根據(jù)顯示的信息下達(dá)操作指令，自動(dòng)完成一些對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的操作，二需要實(shí)時(shí)記錄參數(shù)的操作，需要人工手動(dòng)完成。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 2 污水處理工藝流程 常用的污水處理工藝 污水處理對(duì)象不同，環(huán)境不同，需要的污水處理工藝不同。 圖 21 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖 污水中停留在曝氣池中，污水中的大部分有機(jī)物被曝氣池中的微生物吸附，并且在曝 氣池中被氧化成無(wú)機(jī)物，然后在經(jīng)過(guò)沉淀池沉 淀，清水排除， 沉淀后的一 部分活性泥回流到曝氣池中。 A/A/O 法也是 基于 傳統(tǒng)活性污泥法 發(fā)展起來(lái)的一種污水處理工藝， A/A，前一個(gè) A 表 示 Anaerobic（厭氧的），后一個(gè) 表示 Anoxic（缺氧的） ，O 代表（好氧的）。 B 段負(fù)荷較低，與常規(guī)的活性污泥法基本相同。 5． SBR 法。 SBR 反應(yīng)池去除有機(jī)物的機(jī)理與普通活性污泥法相比，在曝氣階段基本相同，不同之處在于 SBR 反應(yīng)池集進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、待機(jī)五個(gè)工序于一身。 3． 沉淀 當(dāng) SBR 池停止曝氣 以后，空氣閥門與污泥閥門關(guān)閉，鼓風(fēng)機(jī)與污泥泵停止。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)固定、實(shí)現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性較低。 存儲(chǔ)器 輸入 /輸出單元 中央處理器（ CPU） 編程器 系 統(tǒng) 總 線 電源 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 圖 32 結(jié)構(gòu)式模塊 PLC 的工作原理 PLC 與繼電器構(gòu)成的控制裝置的工作方式不同，繼電器控制器采用并行運(yùn)行方式，即線圈的觸點(diǎn)動(dòng)作與該點(diǎn)通斷電同步。在這個(gè)程序執(zhí)行中，輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 表 31 I/O口分配 PLC I/O 口分配 在此控制系統(tǒng)中，共用到 14個(gè)輸入和 22個(gè)輸出。 6． PLC 選用繼電器輸出型。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如：驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對(duì) 象的控制要求，確定輸入 /輸出接口（ I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對(duì)開關(guān)量的控制、用戶程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等；選擇適合的 PLC 機(jī)型及外設(shè)，完成 PLC 硬件結(jié)構(gòu)配置。 液位計(jì)選型 液位計(jì)分為兩類：一類為接觸式液位計(jì)，如單 法蘭 靜壓 /雙法蘭差壓液位計(jì)，浮球式液位計(jì)，磁性液位計(jì)， 投入式液位計(jì) ，電動(dòng)內(nèi) 浮球液位計(jì) 等。 潷水器選型 SBR 法由于是周期排水，排水時(shí)池內(nèi)水位是變化的，進(jìn)水時(shí)水位由最低升至最高，出水時(shí)水位由最高降至最低，故 SBR 反應(yīng)池出水管位置必須設(shè)在最低 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 水位以下。 4． 套筒式潷水器 多為不銹鋼制，造價(jià)偏高，且密封件為橡膠制品，壽命有一定限制 [13]。 SBR 池及進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水一體，由兩個(gè) SBR 池 構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行。其流程圖如下： 圖 46 集水池設(shè)計(jì) 流 圖 開始 自 動(dòng) 運(yùn)行？ 手動(dòng)運(yùn)行 計(jì)時(shí) 30S 集水池進(jìn)水泵啟動(dòng) 集水池是否到達(dá)高液位？ 結(jié)束 集 水池高水位指示燈亮 2S Y N N Y 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 根據(jù)集水池計(jì)流程圖 編寫 梯設(shè)形圖 如下： 圖 47 集水池梯形圖 按下啟動(dòng)開關(guān) ()， 30S 后集水池進(jìn)水泵 ()運(yùn)作，高水位時(shí)指示燈 ()亮 2S，當(dāng)集水池水降到低水位時(shí)， ()閉合，集水池進(jìn)水泵 ()再次運(yùn)行泵入污水。 集水池高水位指示燈 ()亮 2S 后， SBR1 池進(jìn)水閥（ ）打開，進(jìn)水泵（ ）運(yùn)作， SBR1 池到達(dá)高水位時(shí)，指示燈（ ）亮，鼓風(fēng)機(jī) ()運(yùn)作，進(jìn)泥閥 ()打開，進(jìn)泥泵 ()運(yùn)作，計(jì)時(shí) 1 分鐘開始，計(jì)時(shí)到達(dá)，鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)泥泵停止， 靜置 30S 后 潷水器 ()運(yùn)作，到達(dá)低水位，低水位指示燈 ()亮 2S 后重新進(jìn)水。 圖 49 MCGS軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 運(yùn)用 MCGS 制作所需運(yùn)行界面的一般過(guò)程： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 25 1． 啟動(dòng) MCGS 組態(tài)環(huán)境，建立新工程。主控窗口可以調(diào)度和管理一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口的打開或關(guān)閉。它采用 MCGS 組態(tài)軟件來(lái)控制和管理，是一套由組態(tài)軟件構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集顯示、報(bào)警處理和報(bào)表輸出等多種方式，以最直觀的方式表現(xiàn)出監(jiān)控對(duì)象狀態(tài)與參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)流程控制，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，向用戶