【正文】 端子排輸入 P1000 2 模擬輸入 P1300 2 可用于可變轉(zhuǎn)矩負(fù)載 P2021 6 9600baud P2021 1 USS 地址 P0300 根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)類型 P0304 根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)額定電壓 P0305 根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)額定電流 P0310 根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)額定頻率 P0311 根據(jù)具體電動(dòng)機(jī)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的選型 在該 工業(yè)污水處理 系統(tǒng)中需要用到許多電機(jī)， Y2 系列三相異步電機(jī) 是專為西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 21 歐洲市場(chǎng)設(shè)計(jì)的三相異步電動(dòng)機(jī)、 電機(jī)出線盒置于電機(jī)機(jī)殼頂部、整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀大方，安裝尺寸符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。 型號(hào)含義：如 Y2200L26E：“ Y2”表示異步電動(dòng)機(jī)第二次改型設(shè)計(jì)，“ 200”表示中心高，“ L”表示機(jī)座長(zhǎng)短號(hào)，“ 2”表示鐵心長(zhǎng)度序號(hào)，“ 6”表示極數(shù)，“ E”表示第二種設(shè)計(jì)。3mm 或 ％ FS（取其較大者） ， 重復(fù)精度： 1‰ ， 分辨率： 1mm ， 方 向 角 ： 4176。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用。 因此，測(cè)定電流即可知氧濃度。其特點(diǎn)是 高精度的 pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。在手動(dòng)控制模式下，每個(gè)設(shè)備可以單獨(dú)運(yùn)行，以測(cè)試設(shè)備的性能，如圖 41 所示。 （ 5）啟動(dòng)曝氣沉砂系統(tǒng)。 （ 2）定時(shí)到，停止運(yùn)行粗格柵機(jī) 2h。 （ 4）檢測(cè)液面處于中位和高位傳感器之間時(shí)，開(kāi)始定時(shí)防止誤判。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 27 圖 46細(xì)格柵系統(tǒng)工作流程圖 曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖如圖 47 所示 。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 29 圖 48污泥回流系統(tǒng)工作流程圖 污泥脫水系統(tǒng)程序主要控制離心式脫 水機(jī)，啟動(dòng)定時(shí)。 COD 是指在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑將有機(jī)物氧化成 CO H2O所消耗的氧量。如果供氧量少，處理的水質(zhì)和污泥的活化就要降低如果供氧量過(guò)多，污泥的沉降性差，處理水質(zhì)也差，另外也不經(jīng)濟(jì)。為了精確控制投加的氯量，運(yùn)用模糊自整定 PID 參數(shù)控制器對(duì)氯氣投加系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。一旦輸入輸出有偏差 ， 比例作用會(huì)立即產(chǎn)生控制作用，比例控制是用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)增益的，它是基于偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的，是有差調(diào)節(jié)。在實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中只有合理地整定上述三個(gè)參數(shù)，才能獲得比較滿意的控制性能。調(diào)用一條指令時(shí)，將會(huì)自動(dòng)地增加一個(gè)或幾個(gè)子程序。 調(diào)試過(guò)程首先檢查總供電及各設(shè)備供電是否正常，然后檢查設(shè)備的電氣控制是否正常，能否正常開(kāi)機(jī)，各種閘閥能否正常開(kāi)啟和關(guān)閉，檢查儀表及控制系統(tǒng)是否正常。 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 。 根據(jù)反饋回來(lái)的液位差。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 36 運(yùn)行結(jié)果 通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試，能 夠 實(shí)現(xiàn) PLC 在系統(tǒng)控制中的手動(dòng) 、自動(dòng)模式的控制。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 35 5 調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果 工業(yè)污水處理 廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安 裝完成后，進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試和試運(yùn)行，確定符合實(shí)際進(jìn)水水量和水質(zhì)的各項(xiàng)控制參數(shù)，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備、儀表、程序、工藝等方面出現(xiàn)的問(wèn)題，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)，即出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求 。 在使用 USS 協(xié)議之前，需要先安裝西門(mén)子的指令庫(kù)。微分作用 kt的作用使之能夠根據(jù)偏差變化的趨勢(shì)作出反應(yīng)，它加快了對(duì)偏差變化的反應(yīng)速度，能夠有效地減小超調(diào)，縮小最大動(dòng)態(tài)偏差。 PID 控制 對(duì)于工業(yè)控制過(guò) 程 , 常規(guī)的 PID 控制器具有原理簡(jiǎn)單、使用方便、穩(wěn)定可靠、無(wú)靜差等優(yōu)點(diǎn)，因此在控制理論和技術(shù)飛躍發(fā)展的今天，在工業(yè)控制領(lǐng)域仍具有強(qiáng)大的生命力 。近年來(lái)，人工加氯逐漸被自動(dòng)方式取代。 在好氧反應(yīng)過(guò)程中，參與 工業(yè)污水處理 的是以好氧菌為主體的微生物，決定其處理效果的關(guān)鍵因素是反應(yīng)池中溶解氧的含量。 表 410軟元件設(shè)置 元件 意義 內(nèi)容 備注 系統(tǒng)停止標(biāo)志 On 有效 手動(dòng)方式標(biāo)志 On 有效 自動(dòng)方 式標(biāo)志 On 有效 自動(dòng)方式啟動(dòng)標(biāo)志 On 有效 清污機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 聚合物泵運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 污泥泵運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 切割機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 粗格柵機(jī)停止標(biāo)志 On 有效 粗格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù) On 有效 進(jìn)水泵房液面低于最低位 On 有效 細(xì)格柵機(jī)停止標(biāo)志 On 有效 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 31 細(xì)格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù) On 有效 轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 回流泵房液面低于最低位標(biāo)志 On 有效 回流泵房液面高于最高位標(biāo)志 On 有效 C1 粗格柵機(jī) 2h 定時(shí)中間計(jì)數(shù)器 10 C2 細(xì)格柵機(jī) 2h 定時(shí)中間計(jì)數(shù)器 10 T33 時(shí)鐘脈沖 5 50ms T37 粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間 12021 20min T38 粗格柵機(jī)停止時(shí)間定時(shí) 7200 12min T39 進(jìn)水泵房液面低于最低位定時(shí) 20 2s T40 進(jìn)水泵房液面高于最高位定時(shí) 20 2s T41 細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間 12021 20min T42 細(xì)格柵機(jī)停止時(shí)間定時(shí) 7200 12min T43 污泥回流泵房液面低于最低位定時(shí) 20 2s T44 污泥回流泵高于低位且低于高位定時(shí) 20 2s T45 污泥回流泵房液面高于最高位定時(shí) 20 2s T46 離心式脫水機(jī)與聚合物泵啟動(dòng)間隔 50 5s T47 聚合物泵與污泥泵和切割機(jī)啟動(dòng)間隔 50 5s VD10 變頻器速度寄存器 VD20 含氧量反饋值寄存器 VD30 變頻器速度寄存器 VD100 含氧量標(biāo)準(zhǔn)值寄存器 VD102 變頻器速度標(biāo)準(zhǔn)值寄 存器 VD104 USSINIT 指令執(zhí)行結(jié)果 VD106 USSRPMR錯(cuò)誤狀態(tài)字節(jié) 曝氣過(guò)程控制的任務(wù) 工業(yè)污水處理 后的水質(zhì)是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，其中生化需氧量 （ BOD） 和化學(xué)需氧量 （ COD） 是重要的水質(zhì)指標(biāo)。 （ 5）定時(shí)到，若液面仍處于最高位傳感器時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。 （ 4）同時(shí)檢測(cè)液面差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)。 （ 2）檢測(cè)液面高度，低于最低位傳感器時(shí)，開(kāi)始定時(shí)防止誤判。 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。 （ 3）啟動(dòng)潛水泵。在軟件的設(shè)計(jì)中，首先按照需要實(shí)現(xiàn)的功能要求做出流程框圖，其次按照不同功能編寫(xiě)不同功能模塊，這樣寫(xiě)出的程序條例清晰，既方便編寫(xiě)，也便于調(diào)試。 mg/L 溫度：177。測(cè)量時(shí)將其放入待測(cè)溶液，水質(zhì)溶解氧透過(guò)透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載電路時(shí)，氧在陰極表面上發(fā)生還原反應(yīng)。 溶解氧儀 溶解氧（ DO）是指溶解在水中的氧氣，它在河 流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測(cè)水質(zhì)和環(huán)境污染程度的主要指標(biāo)。 該系統(tǒng)選用的 超聲波液位差計(jì)型號(hào) ： XL60YI4000。 第 2種設(shè)計(jì)是滿載時(shí)有較高效率，更適用于長(zhǎng)期運(yùn)行和負(fù)載率較高的使用場(chǎng)合，如水泵、風(fēng)機(jī)配套，此設(shè)計(jì)稱為 Y2E 系列，中心高 80～ 280mm，功率從 ～ 90kW。該變頻器，具有能源利用率高的特點(diǎn)，優(yōu)化了部分結(jié)構(gòu)與功能，便于工作人員進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)其控制功能。變頻器可以根據(jù)電流的大小自動(dòng)地決定補(bǔ)償?shù)某潭?。兩者之間的差異可由轉(zhuǎn)差率表示，轉(zhuǎn)差率 s=( n0 n1)/n0根據(jù) n0=60f/p 可知，當(dāng)頻率 f 連續(xù)可調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 n0 也連續(xù)可調(diào)，而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n1，總是比同步轉(zhuǎn)速略低一點(diǎn)，所以當(dāng) n1連續(xù)可調(diào)時(shí)， n1也是連續(xù)可調(diào)。這時(shí)電壓的平均值和占空比成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率時(shí)，不改變直流電壓的幅值，而是改變輸出電壓脈沖的占空比，同樣可以實(shí)現(xiàn)變頻也變壓的效果。 變頻與變壓 (VVVF)原理 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 18 當(dāng)在實(shí)際利用變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，當(dāng)頻率 f下降時(shí)，定子繞組的反電動(dòng)勢(shì) E有所下降，定子電流增大，但是轉(zhuǎn)子側(cè)的負(fù)載并未增加，故轉(zhuǎn)子段電流不變，根據(jù)電流平衡方程可知，勵(lì)磁電流比 增大，因而磁通φ m增大。 變頻器簡(jiǎn)介 變頻器的功能是將頻率固定的 (通常為 50Hz)的交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。為此該系統(tǒng)選用施耐德 LC1D0901M5C 交流接觸，其額定電壓 220V,額定電流 9A。 在該系統(tǒng)中，還需要采集模擬量并利用模擬量控制的功能要 求，因此需要在擴(kuò)展一個(gè)模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊。接觸器 KM KM KM6分別控制 M M M3的工頻運(yùn)行；接觸器 KM KM9 分別控制 M M3 的變頻運(yùn)行； FR FR FR3 分別為三臺(tái)電機(jī)過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器； QF主電路的空氣開(kāi)關(guān)； FU1 為主電路的熔斷器。 (2）運(yùn)行粗、細(xì)格柵機(jī)，進(jìn)行間歇運(yùn)行，即運(yùn)行一段時(shí)間然后停止一段時(shí)間，循環(huán)進(jìn)行 。 (2）顯示面板。 在該系統(tǒng)中用到一定化學(xué)藥劑 主要包括混凝劑、絮凝劑、 復(fù)合堿等， 主要用來(lái)調(diào)節(jié)改善混凝條件及絮凝體結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小松散的絮凝體變的粗大而緊密，容易發(fā)生沉降 。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 (3） 氧化溝系統(tǒng)。 圖 41工業(yè)污水處理 系統(tǒng)基本組成示意圖 (1）進(jìn)水系 統(tǒng)。通過(guò)將溶解氧儀設(shè)置在適當(dāng)位置上，將檢測(cè)值反饋到 PLC 中，通過(guò)運(yùn)算輸出控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測(cè)，主要有自動(dòng)按鈕、手動(dòng)按鈕、格柵機(jī)啟動(dòng)按鈕、清污機(jī)啟動(dòng)按鈕、潛水泵啟動(dòng)按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。長(zhǎng)期以來(lái)， 工業(yè)污水處理 技術(shù)雖然經(jīng)過(guò)了迅速發(fā)展，但仍滯后于城市發(fā)展的需要， 工業(yè)污水處理 率低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低等極大地影響了城市發(fā)展。響應(yīng)快，實(shí)時(shí)性好。由計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)終端組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)控制站、檢測(cè)站和操作站、控制站等連接起來(lái)，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各類生產(chǎn)過(guò)程，可提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平和管理水平，其主要特點(diǎn)如下 ： 采用分級(jí)分布式控制，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應(yīng)用程序比較簡(jiǎn)單。對(duì)污水進(jìn)行除油、消毒、調(diào)整 PH 值。 （ 5） SBR 法。 AB 法中 A 段效率很高，并有較強(qiáng)的緩沖能力。 A2/O 是一種厭氧 — 缺氧 — 好氧 工業(yè)污水處理 工藝。該工藝 的缺點(diǎn)有：普通曝氣池占地多，建設(shè)投資大，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)范圍小、易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，磷和氮的去除率低。 工業(yè)污水處理 的方法主要有物理、化學(xué)、物理化學(xué)，以及生物等幾種。 好氧有機(jī)污染物的性質(zhì)穩(wěn)定，在微生物的作用下，借助微生物的新陳代謝功能而降解為無(wú)機(jī)物，如二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物。因此建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水廠自 動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低 工業(yè)污水處理 成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)和和諧社會(huì)、保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、計(jì)量自控檢測(cè)儀表使用、 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，將為當(dāng)前 工業(yè)污水處理 控制系統(tǒng)提供有效的自控方法?，F(xiàn)在，這些國(guó)家的 工業(yè)污水處理 水平又有了進(jìn)一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對(duì)水體質(zhì)量改善和水 環(huán)境保護(hù)起了重大的作用。污水廠污泥處置問(wèn)題在“九五 ” 科技攻關(guān)中受到重視， 并配套開(kāi)發(fā)成套的污泥處理。眾多跡象表面，水資源的短缺無(wú)疑將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的瓶頸，因此世界各國(guó)越來(lái)越重視水處理和水的再利用，通過(guò)各種技術(shù)進(jìn)一步提高供水質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著社會(huì)的發(fā)展，水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對(duì)水質(zhì)要求越來(lái)越高。 PLC 選型 .................................................... 14 PLC 的 I/O 資源配置 .......................................... 14 ................................................ 17 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................... 23 總體流 程設(shè)計(jì) ................................................ 23 曝氣過(guò)程控制的任務(wù) .......................................... 31 氯氣投加環(huán)節(jié) ................................................ 32 絮凝劑投加環(huán) ................................................ 33 PID 控制 ...............................