【正文】 根據(jù)需要的信號選擇輸出，作為 PLC 的輸入信號。超聲波液位差計具有精度高，壽命長，穩(wěn)定可靠，安裝維護方便等特點。它是根據(jù)電池原理而設計的，本身就是個電池，不需要外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。 % FS 溶解氧：177。 第 5 章 軟件部分的設計 采用西門子公司為 S7— 200 系列 PLC 開發(fā)的 STEP7— Micro/WIN32 作為編程軟件，上面介紹了工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的結構、工作原理和電氣控制部分的結構，硬件結構的總體設計基本完成后，就要開始軟件部分的設計，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設計情況及 PLC 控制系統(tǒng) I/O 的分配情況，進行軟件編程 設計。 粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機和清污機的運行，其工作過程包括以下幾個方面： （ 1） 自動過程開始啟動粗格柵機，定時 20min； （ 2） 定時到，停止運行粗格柵機 2h； （ 3） 2h 定時到，運行粗格柵機 20min，循環(huán)進 行 ； （ 4）同時檢查液位差，若超過設定值則啟動清污機； （ 5）液位差值低于設定值，停止清污機運行。無論您的應用場合如何，您都 可以使用組態(tài)王 構造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 (8) 使用多樣而靈活的方式查詢歷史數(shù)據(jù) 。 (4) 通信系統(tǒng) 組態(tài)王 支持與遠程設備間通過撥號方式進行通訊。通信幀由起始和結束字符、源和目的站地址、幀長度和數(shù)據(jù)完整性校驗和組成。在 PLC 控制程序中，將 污水處理 控制系統(tǒng)運行現(xiàn)場的各項參數(shù)放入用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)的指定區(qū)域中，通過組 態(tài)王 中的 I/O 變量采集或刷新 22 這些存放在 PLC 用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)。“數(shù)據(jù)交換存儲區(qū)”中存放的數(shù)據(jù)和其存放的地址如表所示。“組態(tài)王”采用面向對象的編輯技術，使用戶可以方便地建立畫面圖形界面。為方便定義外部設備，組態(tài)王設計了“設備配置向導”，引導用戶一步步完成設備的連接。 在編輯筐內輸入命令語言。 為實現(xiàn)對 PLC“數(shù)據(jù)交換存儲區(qū)中”數(shù)據(jù)的采集，在組態(tài)王 中定義了 2 個 I/O 整型變量，它們分別是 QB0 和 IB0，它們采集的數(shù)據(jù)分別是來自從站 PLC 用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的 VB100 和 VB105 兩個字節(jié)存儲單元。 當在自動模式時，在自動方式下進行閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)對設備進行啟?？刂?。熟悉了 PLC 硬件的工作原理，完成了整個系統(tǒng)的模擬調試，通過對系統(tǒng)的不斷修改和調試，基本上達到了預期的設計要求。 本課題利用組態(tài)王 使用 Siemens 的 PPI 協(xié)議通過 PPI/PC 電纜與 PLC 進行通信，將污 水處理控制系統(tǒng)的控制器 S7200 PLC 的各種數(shù)據(jù)采集到上位計算機，現(xiàn)場 操作人員和管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。在這個過程中，使我學到了很多知識，積累了許多寶貴的經(jīng)驗，鍛煉了自己的獨立思考能力和實踐動手能力。啟動電源后按下手動或自動模式選擇按鈕。 變量和數(shù)據(jù)的定義 變量和數(shù)據(jù)定義如下圖所示： 29 數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn) 為了實現(xiàn)在上位計算機上進行對污 水處理控制現(xiàn)場的監(jiān)控，在 PLC 與組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)通信中，對 PLC 中的數(shù)據(jù)進行采集或刷新?！敖M態(tài)王”提供了 21 種動畫連接方式，如圖所示： 動畫連接圖 單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)。外部設備包括：下位機 (PLC，儀表，模塊，板卡，變頻器等 )，它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他 Windows 25 應用程序，它們之間一般通過 DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設備還包括網(wǎng) 絡上其他的計算機。單擊“完成”完成工程的新建。這一指定數(shù)據(jù)存儲區(qū)，我們把它稱為“數(shù)據(jù)交換存儲區(qū)”。 在 污水處理 控制系統(tǒng)中，控制器 S7200 PLC 將利用點對點 PPI(PointtoPoint)協(xié)議與安裝在上位計算機中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進行通信。 PPI 和 MPI 協(xié)議通過 PROFIBUS令牌環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)時遵循 IEC61158 和歐洲標準 EN50170 的過程現(xiàn)場 總線。 組態(tài)王 還 支持多種圖形格式，如 Gif、 Jpg、 Bmp 等，并 通過可視化圖形操作，直接完成移動 、旋轉 、縮放、閃爍等 動畫連接定義 ，這樣 用戶可以充分利用已有的資源，輕松構造自己功能強大且美觀的應用系統(tǒng) 。 21 (6) 監(jiān)控和記錄所有報警信息 。 第 6 章 組態(tài)軟件對現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)控的實現(xiàn) 組態(tài)王 的特點 組態(tài)王 是運行在 Windows98/NT/2021 上的一種組態(tài)軟件 ， 使用組態(tài)王，用戶可以方便地構造適應自己需要的 “監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。 以上工作過程并不是順序控制方式，而是按 照 PLC 檢 測到傳感器狀態(tài)進行啟動，如圖所示： 啟 動 曝 氣 沉 砂系 統(tǒng)自 動 控 制啟 動 潛 水 泵啟 動 粗 格 柵 系統(tǒng)啟 動 細 格 柵 系統(tǒng)啟 動 污 泥 回 流系 統(tǒng)啟 動 污 泥 脫 水系 統(tǒng)啟 動 潛 水 攪 拌器 和 刮 泥 機 自動操作模式流程圖 在自動控制模式流程圖中，調用了各個控制系統(tǒng)的程序，主要包括粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵程序、細格柵系統(tǒng)程序、曝氣沉砂系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序以及污泥脫水系統(tǒng)程序。新型的溶氧 電極有鹽度測試功能，自動實現(xiàn)鹽度補償和溫度補償；儀器內置氣壓傳 12 感器，自動實現(xiàn)氣壓補償。 mV，溶解氧：（ 0~）mg/L(ppm)；（ 0~） % 溫度：（ 10~110）℃精確度： pH：177。這種電極利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機及無機溶質的原理，保護電極不與這類還原物質緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。采用先進的嵌入式微處理技術，使其測控儀器達到了高度的數(shù)字化和智能化。粗格柵、細格柵各安裝了一臺超聲波液位差計，通過格柵機前后的液位差來反映格柵機阻塞程度，并傳輸?shù)?PLC 控制器，進行分析計算。其特點有：高標準：符合IEC6094741 和 標準。系統(tǒng)選用羅茨風機： GRB100，風量： 179。 （ 1）羅茨風機 羅茨風機在污水處理系 統(tǒng)中主要用于曝氣。同時可以實時監(jiān)測所控設備工作狀態(tài)，具有設備故障報警、參數(shù)打印等功能。鼓風機啟動，開始曝氣，同時潛水攪拌器和回流污泥泵運行，可開始反應操作，如驅除 BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等。 (e) 現(xiàn)場聯(lián)機調試 現(xiàn)場聯(lián)機調試就是將 PLC 與現(xiàn)場設 備進行調試，在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實際問題，然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。 (4) 確定輸入 /輸出設備 根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設備 (控制按鈕、開關、傳感器等 )和輸出設備 (接觸器、繼電器 )。 最長響應時間：在一個掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號，這樣這個輸入信號在該掃描周期將不會發(fā)生變化，要等到下個掃描周期才能得到響應，這時的響應時間最長。這一階段執(zhí)行完后，進入輸出階段?？梢詷嫵刹煌刂埔?guī)模和功能的 PLC，但同時價格也比較高。它主要有以下幾個方面的特點： 工藝簡單 、造價低；時間上具有理想的推流式反應器的特性；運行方式靈活，可脫氮除磷；具有較強的耐沖擊負荷的能力；良好的污泥沉降性能，不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。 SBR污水處理工藝概述 序批式活性污泥法，簡稱 SBR。 一級處理：主要是初次沉淀池。 污水處理工藝流程 污水處理就是采用各種技術與手段，將污水中所含的污染物質分離去除、回收利用，或將其轉化 為無害物質，使水得到凈化。 目前我國新建及在建的污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占 90%以上，其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結合的自然生態(tài)凈化法等污水 處理工藝技術。 目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術之一。 污水處理工藝技術的現(xiàn)狀及發(fā)展 我國現(xiàn)有城市污水處理廠 80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。并且各個控制單元由于其內部資源的限制，只是實現(xiàn)了簡單的時間控制和邏輯控制。 與國外相比，我國污水處理自動化控制起步較晚，七十年代開始采用熱工儀表，實行集中巡檢；八十年代應用分析儀表和 DCS 系統(tǒng)；至九十年代，隨著一大批 利用國際貸款的大型污水處理廠的建設投產(chǎn)，我國污水處理控制系統(tǒng)的自動化水平有了很大的提高。設立中控室，中控室有操作員和工程師站，負責全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報表等工作。這些國家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設備和自動化控制儀表。、日本為 179。 我國是一個嚴重缺水的國家，雖然我國年平均水資源總量為 28000 億 m2，居世界第六位，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。這些現(xiàn)象都是水污染產(chǎn)生的嚴重后果，因此工業(yè)污水處理項目的實施已經(jīng)刻不容緩。 我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴重。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 21 數(shù)據(jù)交換存儲區(qū)的定義 178。178。178。178。178。 20 S7200 系列 PLC 的網(wǎng)絡通信協(xié)議 178。178。178。178。178。178。178。 20 組態(tài)王 的特點 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 10 PLC 的選擇 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 3 污水處理工藝技術的現(xiàn)狀 及發(fā)展 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 基于 PLC 的污水處理監(jiān)控系統(tǒng) 摘要 我國多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界標準。 PLC 目錄 第 1 章 緒論 178。178。178。178。178。178。178。 1 當今國內外污水處理自動控制系統(tǒng)發(fā)展狀況 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 5 污水處理 PLC 控制系統(tǒng)的設計分析 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。178。 29 污水處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序 178。178。178。178。178。178。 30 第 8 章 結束語 33 附錄 B 外文翻譯 —— 譯文部分 淡水資源的短缺己經(jīng)成為 我國急需解決的問題。氣象學家預測， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變?yōu)樯衬?，那時，干旱將威脅全球一半的大陸人類的生存。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政 府的關注，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。我國城市污水處理的電耗為 179。這些國家在研究水處理新理論和工藝的同時，也重視污水處理自控系統(tǒng)的研究。按照廠區(qū)的自身情況和工藝段來劃分若干個控制站，站與站之間可以平級關系也可以是上下級關系，站與站之間一般獨立運行。在此成功經(jīng)驗的帶動下，北爾、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、 3 江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設了不同規(guī)模的污水處理廠。 (3) 各個控制站之間完全獨立，沒有信息的交換。 (3) 改變水的物理性質的處理，如水的冷卻，降低水的粘滯度等。由于其具有抗沖擊負荷能力強、對 PH 值變化和有毒物質具有明顯緩沖作用的特點，故主要應用于污水濃度高、水質水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比較高的城市污水處理廠。如泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。 (7) 中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。其主要作用是截留大塊物質、砂石，以保證后續(xù)設備的正常 運行。 污泥處理和處置：主