【正文】 根據(jù)需要的信號(hào)選擇輸出，作為 PLC 的輸入信號(hào)。超聲波液位差計(jì)具有精度高，壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定可靠，安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。它是根據(jù)電池原理而設(shè)計(jì)的，本身就是個(gè)電池，不需要外加電壓，可通過(guò)測(cè)量電解電流來(lái)測(cè)量溶解氧濃度。 % FS 溶解氧：177。 第 5 章 軟件部分的設(shè)計(jì) 采用西門(mén)子公司為 S7— 200 系列 PLC 開(kāi)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(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控制部分的結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)基本完成后，就要開(kāi)始軟件部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況及 PLC 控制系統(tǒng) I/O 的分配情況，進(jìn)行軟件編程 設(shè)計(jì)。 粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機(jī)和清污機(jī)的運(yùn)行，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面： （ 1） 自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始啟動(dòng)粗格柵機(jī)，定時(shí) 20min； （ 2） 定時(shí)到，停止運(yùn)行粗格柵機(jī) 2h； （ 3） 2h 定時(shí)到，運(yùn)行粗格柵機(jī) 20min，循環(huán)進(jìn) 行 ； （ 4）同時(shí)檢查液位差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)清污機(jī)； （ 5）液位差值低于設(shè)定值，停止清污機(jī)運(yùn)行。無(wú)論您的應(yīng)用場(chǎng)合如何，您都 可以使用組態(tài)王 構(gòu)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(yuǎn)程設(shè)備間通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行通訊。通信幀由起始和結(jié)束字符、源和目的站地址、幀長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)和組成。在 PLC 控制程序中，將 污水處理 控制系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)參數(shù)放入用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的指定區(qū)域中，通過(guò)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(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)?！皵?shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)”中存放的數(shù)據(jù)和其存放的地址如表所示?！敖M態(tài)王”采用面向?qū)ο蟮木庉嫾夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫(huà)面圖形界面。為方便定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了“設(shè)備配置向?qū)А保龑?dǎo)用戶一步步完成設(shè)備的連接。 在編輯筐內(nèi)輸入命令語(yǔ)言。 為實(shí)現(xiàn)對(duì) PLC“數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)中”數(shù)據(jù)的采集，在組態(tài)王 中定義了 2 個(gè) 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(lái)自從站 PLC 用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的 VB100 和 VB105 兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)單元。 當(dāng)在自動(dòng)模式時(shí)，在自動(dòng)方式下進(jìn)行閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到外部傳感器的狀態(tài)對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟停控制。熟悉了 PLC 硬件的工作原理，完成了整個(gè)系統(tǒng)的模擬調(diào)試，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的不斷修改和調(diào)試，基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。 本課題利用組態(tài)王 使用 Siemens 的 PPI 協(xié)議通過(guò) PPI/PC 電纜與 PLC 進(jìn)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(jì)算機(jī)，現(xiàn)場(chǎng) 操作人員和管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。在這個(gè)過(guò)程中，使我學(xué)到了很多知識(shí)，積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了自己的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。啟動(dòng)電源后按下手動(dòng)或自動(dòng)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(shí)現(xiàn) 為了實(shí)現(xiàn)在上位計(jì)算機(jī)上進(jìn)行對(duì)污 水處理控制現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，在 PLC 與組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)通信中，對(duì) PLC 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集或刷新。“組態(tài)王”提供了 21 種動(dòng)畫(huà)連接方式，如圖所示： 動(dòng)畫(huà)連接圖 單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。外部設(shè)備包括：下位機(jī) (PLC，儀表，模塊，板卡，變頻器等 )，它們一般通過(guò)串行口和上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；其他 Windows 25 應(yīng)用程序，它們之間一般通過(guò) DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng) 絡(luò)上其他的計(jì)算機(jī)。單擊“完成”完成工程的新建。這一指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，我們把它稱為“數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)區(qū)”。 在 污水處理 控制系統(tǒng)中，控制器 S7200 PLC 將利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn) PPI(PointtoPoint)協(xié)議與安裝在上位計(jì)算機(jī)中的工業(yè)控制組態(tài)軟件進(jìn)行通信。 PPI 和 MPI 協(xié)議通過(guò) PROFIBUS令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)時(shí)遵循 IEC61158 和歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN50170 的過(guò)程現(xiàn)場(chǎng) 總線。 組態(tài)王 還 支持多種圖形格式，如 Gif、 Jpg、 Bmp 等，并 通過(guò)可視化圖形操作，直接完成移動(dòng) 、旋轉(zhuǎn) 、縮放、閃爍等 動(dòng)畫(huà)連接定義 ，這樣 用戶可以充分利用已有的資源，輕松構(gòu)造自己功能強(qiáng)大且美觀的應(yīng)用系統(tǒng) 。 21 (6) 監(jiān)控和記錄所有報(bào)警信息 。 第 6 章 組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) 組態(tài)王 的特點(diǎn) 組態(tài)王 是運(yùn)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(gòu)造適應(yīng)自己需要的 “監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。 以上工作過(guò)程并不是順序控制方式，而是按 照 PLC 檢 測(cè)到傳感器狀態(tài)進(jìn)行啟動(dòng)，如圖所示： 啟 動(dòng) 曝 氣 沉 砂系 統(tǒng)自 動(dòng) 控 制啟 動(dòng) 潛 水 泵啟 動(dòng) 粗 格 柵 系統(tǒng)啟 動(dòng) 細(xì) 格 柵 系統(tǒng)啟 動(dòng) 污 泥 回 流系 統(tǒng)啟 動(dòng) 污 泥 脫 水系 統(tǒng)啟 動(dòng) 潛 水 攪 拌器 和 刮 泥 機(jī) 自動(dòng)操作模式流程圖 在自動(dòng)控制模式流程圖中，調(diào)用了各個(gè)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(xì)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(cè)試功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鹽度補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償；儀器內(nèi)置氣壓傳 12 感器，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣壓補(bǔ)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(jī)及無(wú)機(jī)溶質(zhì)的原理，保護(hù)電極不與這類(lèi)還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。采用先進(jìn)的嵌入式微處理技術(shù)，使其測(cè)控儀器達(dá)到了高度的數(shù)字化和智能化。粗格柵、細(xì)格柵各安裝了一臺(tái)超聲波液位差計(jì)，通過(guò)格柵機(jī)前后的液位差來(lái)反映格柵機(jī)阻塞程度，并傳輸?shù)?PLC 控制器，進(jìn)行分析計(jì)算。其特點(diǎn)有：高標(biāo)準(zhǔn)：符合IEC6094741 和 標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)選用羅茨風(fēng)機(jī)： GRB100，風(fēng)量： 179。 （ 1）羅茨風(fēng)機(jī) 羅茨風(fēng)機(jī)在污水處理系 統(tǒng)中主要用于曝氣。同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所控設(shè)備工作狀態(tài)，具有設(shè)備故障報(bào)警、參數(shù)打印等功能。鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始曝氣，同時(shí)潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾眠\(yùn)行，可開(kāi)始反應(yīng)操作，如驅(qū)除 BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等。 (e) 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備進(jìn)行調(diào)試，在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實(shí)際問(wèn)題，然后經(jīng)過(guò)修正后使其滿足控制要求。 (4) 確定輸入 /輸出設(shè)備 根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備 (控制按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器等 )和輸出設(shè)備 (接觸器、繼電器 )。 最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間：在一個(gè)掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號(hào)，這樣這個(gè)輸入信號(hào)在該掃描周期將不會(huì)發(fā)生變化，要等到下個(gè)掃描周期才能得到響應(yīng)，這時(shí)的響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。可以構(gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 PLC，但同時(shí)價(jià)格也比較高。它主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單 、造價(jià)低；時(shí)間上具有理想的推流式反應(yīng)器的特性；運(yùn)行方式靈活，可脫氮除磷；具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)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(jiǎn)稱 SBR。 一級(jí)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(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化 為無(wú)害物質(zhì)，使水得到凈化。 目前我國(guó)新建及在建的污水處理廠所采用的工藝中，各種類(lèi)型的活性污泥法仍為主流，占 90%以上，其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水 處理工藝技術(shù)。 目前氧化溝工藝是我國(guó)采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。 污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 我國(guó)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(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。并且各個(gè)控制單元由于其內(nèi)部資源的限制，只是實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的時(shí)間控制和邏輯控制。 與國(guó)外相比，我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，七十年代開(kāi)始采用熱工儀表，實(shí)行集中巡檢；八十年代應(yīng)用分析儀表和 DCS 系統(tǒng)；至九十年代，隨著一大批 利用國(guó)際貸款的大型污水處理廠的建設(shè)投產(chǎn)，我國(guó)污水處理控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平有了很大的提高。設(shè)立中控室，中控室有操作員和工程師站，負(fù)責(zé)全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報(bào)表等工作。這些國(guó)家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動(dòng)化控制儀表。、日本為 179。 我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，雖然我國(guó)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(guó)列為世界上 13 個(gè)缺水國(guó)家之一。這些現(xiàn)象都是水污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，因此工業(yè)污水處理項(xiàng)目的實(shí)施已經(jīng)刻不容緩。 我國(guó)淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)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(chǔ)區(qū)的定義 178。178。178。178。178。 20 S7200 系列 PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 178。178。178。178。178。178。178。 20 組態(tài)王 的特點(diǎn) 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(shù)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(guó)多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。 PLC 目錄 第 1 章 緒論 178。178。178。178。178。178。178。 1 當(dāng)今國(guó)內(nèi)外污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r 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(shè)計(jì)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(jié)束語(yǔ) 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(guó)急需解決的問(wèn)題。氣象學(xué)家預(yù)測(cè)， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變?yōu)樯衬?，那時(shí)，干旱將威脅全球一半的大陸人類(lèi)的生存。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)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。我國(guó)城市污水處理的電耗為 179。這些國(guó)家在研究水處理新理論和工藝的同時(shí)，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(lái)劃分若干個(gè)控制站，站與站之間可以平級(jí)關(guān)系也可以是上下級(jí)關(guān)系，站與站之間一般獨(dú)立運(yùn)行。在此成功經(jīng)驗(yàn)的帶動(dòng)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(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠。 (3) 各個(gè)控制站之間完全獨(dú)立，沒(méi)有信息的交換。 (3) 改變水的物理性質(zhì)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(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì) PH 值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn)，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)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(cāng)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(wèn)題開(kāi)始受到重視。其主要作用是截留大塊物質(zhì)、砂石，以保證后續(xù)設(shè)備的正常 運(yùn)行。 污泥處理和處置：主