【正文】 ：線圈控制電壓在 70%120%Uc 之間波動，不影響產(chǎn)品正常工作。 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。 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。 (6）污泥回流泵的運行與停止根據(jù)液面的高低進行控制。 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，以及相關模擬量的輸入，完成相關設備的運行、停止和調(diào)速控制。 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。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。 (2）除砂系統(tǒng)?？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。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。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。通用性強，使用方便。實時性好，響應快。污水經(jīng)沉淀池處理最后到達脫水環(huán)節(jié)，離心式脫水機作用下進行脫水處理后排出清水。整個過程對于單個操作單元而言是間歇進行的，但是通過多個單元組合調(diào)度后又是連續(xù)的，在運行上實現(xiàn)了有序和間歇操作相結合。但是， AB 法污泥產(chǎn)量較大，A 段污泥有機物含量極高，因此必須添加污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理，這樣就將增加一定的投資和費用。 常州信息職業(yè)技術學院 6 圖 23 A2/O 法工藝流程圖 （ 4） A/B 法。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化 反硝化反應系統(tǒng)，很好的處理了污水中的氮含量，具有明顯的脫氮效果。 （ 1） 傳統(tǒng)活性污泥法?？紤]到好氧分解速率一般在開始的幾天最快，在 20℃ 溫度下，污水五日生化需氧量 (BOD5)，約占 BOD20的 70%～ 80%，因此把 BOD5作為衡量污染水的有機物濃度指標。經(jīng)處理后的污水，最后出路有三種： ① 排放水體； ② 灌溉田地； ③ 重復使用。目前我國約 300 個城市缺水，其中嚴重缺水城市有 5O個。 對于環(huán)境保護問題，國務院明確規(guī)定所有工業(yè)污染源都必須達到排放標。 國際上，大規(guī)模的水污染治理是在第二次世界大戰(zhàn)后，隨著 50 年代經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展帶來的 60 年代日益嚴重性的環(huán)境污染而展開的。 工業(yè)污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國工業(yè)污水處理技術從“七五”國家科技攻關開始逐步進行研究。嚴重的環(huán)境污染 使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化，無疑是“雪上加霜”。令人擔憂的是淡水總量日益減少，用水成本不斷升高，淡水的浪費非常嚴重。 本文介紹了工廠污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設計一套基于 PLC控制的污水處理系統(tǒng)。工業(yè)用水占據(jù) 了很大一部分比例，如果這些污水無凈化排出必定會對周圍環(huán)境造成很大的污染，從而工業(yè)污水的處理在是當下社會急需解決的問題。知道電機的基本知識，具備西門子plc200、三菱 plc 的硬件和軟件基礎，熟練操作常用的組態(tài)軟件，了解傳感器的檢測原理，以及 電動機的工作原理，現(xiàn)場控制柜的設計原理和必要的安全保護。造成這種結果的原因主要有幾個方面：污水處理管理水平低、自動控制手段差。 關鍵詞：污水處理， PLC，工藝流程 Abstract At present, our country most sewage treatment control system automation level is not high, safety is low, the improper management, efficiency generally lower than the world standard. Sewage treatment system of aeration process control, data munication and monitoring management is the main problem to solve. China39。 我國淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴重。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。研究成果己被應用于大批工業(yè)污水處理廠。這些工業(yè)污水處理廠的投入對國家的水體污染改善起了關鍵的作用，也為人類治理水污染積累了豐富的經(jīng)驗。因此，從環(huán)保、注水等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理非常有必要。水資溝的匱乏和水資源的污染，己經(jīng)嚴重的影響了人民的日常生活，嚴重的影響了我國的經(jīng)濟建設和發(fā)展。按物理形態(tài)，污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠體污染物質(zhì)和溶解性污染物質(zhì)。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必需要認真考慮當?shù)匚鬯那闆r，以及實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。該工藝的優(yōu)點有：有機物去除率高，污泥負荷高，池的容積小，耗電省，運行成本低。 A2/O 法也是在傳統(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 A2，即 AA，前一個 A 代表 Anaerobic（厭氧 的），后一個 A 代表 Anoxic（缺氧的）； O 代表（好氧的）。 B 段與常規(guī)活性污泥法相識，負荷較低。 總體而言， AB 法工藝較適合于污水濃度高，具有污泥消化等后續(xù)處理設施的大中規(guī)模的城市工業(yè)污水處理廠，且有明顯的節(jié)能效果，而對于有脫氮要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般不宜采用。在該氧化 溝系統(tǒng)中進行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，此環(huán)節(jié)用到一些化學藥劑來加強處理效果，如復合堿、氯氣、油絮凝劑等。 DCS 是集散控制系統(tǒng)的簡稱，又稱為分布式計算機控制系統(tǒng)，是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、通信網(wǎng)絡技 術等相互滲透形成的。該系統(tǒng)按照公開、 規(guī)范的通信協(xié)議在智能設備之間，以及智能設備與計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，從而實現(xiàn)控制與管理一體化的自動控制系統(tǒng)，其優(yōu)點：可以用計算機豐富的軟件、硬件資源。 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要 求 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過該系統(tǒng)處理后，輸出符合國家標準的水質(zhì)。 （ 1）按鈕輸入檢測。曝氣過程是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測污水中的含氧量，并通過曝氣機增加或減少其含 氧量。 主要組成部分 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的結構比較復雜，設備較多，在氧化溝中其控制過程及原理大致相同，都是通過控制曝氣機的轉速來調(diào)節(jié)污水中的含氧量，其基本組成如圖 31所示。沉砂池中分離機的運行和后續(xù)處理中的轉碟曝氣機的運行同步，即啟動轉碟曝氣機的時候同時啟動分離機，對沉砂池中的沙粒進行排除。沉淀系統(tǒng)主要設備為刮泥機，其功能是對進行氧化溝處理后的污水進行物理沉淀，將污泥和清水分離，刮泥機在整個系統(tǒng)啟動后就開始持續(xù)運行。操作面板主要包括手動、自動、各類設備的啟動按鈕等。 (1）接通電源，啟動自動控制方式，啟動潛水攪拌器和刮泥機。三臺電機分別為潛水泵電機 （ M1） 、清污機電機 （ M2） 、轉碟曝氣機電機 （ M3） 。正好可以滿足控制系統(tǒng)的 I/O 需求。 接觸器選型 在控制系統(tǒng)中，所有設備是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或者根據(jù)傳感器的反饋值進行動作的，因此需要 PLC 根據(jù)當前的工作情況，以及按鈕的情況來控制常州信息職業(yè)技術學院 16 所有設備的啟停，在此用到了大量接觸器：如格柵機接觸器、清污機接觸器、潛水泵接觸器、分離機接觸器、轉碟曝氣機接觸器、潛水攪拌機接觸器、刮泥機接觸器等。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星 三角起動器。由于中間直流環(huán)節(jié)是高阻抗輸出相當于電流源，故稱電流型。 （ 2） 脈寬調(diào)制 (PWM) 實現(xiàn)方法就是在每半個周期內(nèi)，把輸出電壓的波形分割成若干個脈沖波，每個脈沖的寬度為 t1，每個脈沖間的間隔寬度 為 t2，則脈沖的占空比 Υ=tl/(t2+tl)。因此轉子的轉速 n1必須低于定子磁場的轉速 n0 (即所謂的“異步” )。新系列的變頻器一般都提供了設置自動轉矩補償功能。 變頻器參數(shù)設置 該工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的 MM430 變頻器是一種風機水泵負載專用變頻器，能適用于各種變速驅 動系統(tǒng)，尤其適合用于工業(yè)部門的水泵和風機。 型號含義：如 Y2200L12Y： ―Y2‖表示異步電動機第二次改型設計， ―200‖表示中心高，―L‖表示機座長短號， ―1‖表示鐵心長度序號， ―2‖表示極數(shù)， ―Y‖表示第一種設計（可省略）。 超聲波液位差計精度較高，且有多種量程可供選擇，其輸出信號有一下三種：可編程繼電器輸出、高精度 4～ 20mA 模擬信號輸出、 RS485 通信口輸出，可根據(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。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物介質(zhì)中就失效。/ 6176。 根據(jù)上述分析，選擇 Y2200L26E 即可滿足要求。 主要性能有： 絕緣等級 ： F； 防護等級： IP54 或 IP55； 電壓：380V或 415V； 頻率 ： 50Hz 或 60Hz； 冷卻方式： IC411。該型變頻器，具有能源利用率高的特點，優(yōu)化了部分結構與功能，便于工作人員進行操作，實現(xiàn)功能強。 （ ） （ ） ） ] 常州信息職業(yè)技術學院 18 在變頻器正常工作情況下，即 kf＝ km1 時的機械特性如圖 310 所示。 （ 2）變頻調(diào)速的原理 異步電動機的電磁轉矩是由定子主磁通和轉子電流相互作用產(chǎn)生。因此變頻的同時也要變壓，常用 VVVF 表示。電壓型變頻器主回路由相控整流器，中間直流環(huán)節(jié)和逆變器三個部分組成。強適應性： ―TH‖防護處理，可以在濕熱的環(huán)境中使用。 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 手動轉碟曝氣機加速 手動清污機啟 動 手動轉碟曝氣機減少 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 手動分離機啟動 進水泵房液面高位傳感器 手動轉碟曝氣機工頻啟動 進水泵房液面低位傳感器 手動轉碟曝氣機變頻啟動 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 常州信息職業(yè)技術學院 14 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 轉碟曝氣機工頻接觸器 污泥回流泵報警 轉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。 (5）轉碟曝氣機根據(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)。 PLC 是可編程邏輯控制器的簡稱，用它作為處理系統(tǒng)的控制器，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求，也可利用計算機作為其上位機，通過網(wǎng)絡連接 PLC，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，其特點如下：編程方便，開發(fā)周期短，維護容易。軟硬件資源豐富，可適應各種要求。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。