【正文】 清污機。分離機接觸器是連接分離機和工頻電網(wǎng)的接觸器，分離機與轉碟曝氣機是同步運行，通過對轉碟曝氣機的控制完成對分離機的控制。離心式脫水機接觸器是連接離心式脫水機和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制離心式脫水機的運行與停止。如圖21所示，為其中一張主電路連線圖。圖23 PLC輸入回路 PLC輸出回路如圖24所示，為其中一張PLC輸出回路圖。 利用PLC作為控制器的污水處理系統(tǒng)主要涉及的控制信號有：一是輸入信號；二是輸出信號。4）電機過載保護的輸入檢測。1）數(shù)字量輸出。1）系統(tǒng)上電后，按下自動啟動確認按鈕，啟動潛水攪拌機和刮泥機。在自動控制工藝框圖中，調(diào)用各個控制系統(tǒng)的子程序，主要包括粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵系統(tǒng)程序、細格柵系統(tǒng)程序、曝氣系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序、變頻器程序、初始化程序，以及污泥脫水系統(tǒng)程序。圖34 粗格柵系統(tǒng)流程圖 細格柵系統(tǒng)細格柵系統(tǒng)程序主要控制細格柵機和2清污機的運行，工作過程包括以下幾個方面。1）自動過程開始啟動1潛水泵。 1）啟動1轉碟曝氣機，進行變頻運行。2）定時到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運行。1）自動過程開始首先啟動離心式脫水機，啟動定時。；定時20min的粗；格柵機運行時間；粗格柵機運行；定時到，粗格柵；機停止；定時12min；計數(shù)10次，；共定時2h；當粗格柵液位差；有輸入時，1清；污機啟動圖310 粗格柵系統(tǒng)梯形圖程序 PLC和變頻器通訊（1）USS通訊協(xié)議簡介。編程之前一定要將USS協(xié)議庫添加進去，編程軟件默認安裝沒有USS協(xié)議庫的。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。MCGS運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。l 用戶窗口：本窗口主要用于設置工程中的人機交互界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。選中工具箱內(nèi)的“流動塊”動畫構件。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，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。所以在這個組態(tài)中還設計一個數(shù)據(jù)顯示窗口，用來顯示溶解氧濃度，包括實時數(shù)據(jù)顯示和實時曲線顯示。 雙擊工作臺窗口中的設備窗口，然后再單擊工具欄上的工具箱按鈕，將彈出如圖43所示的設備工具箱窗口，需要說明的是，在MCGS中PLC設備是作為子設備掛在串口父設備下的，因此在向設備組態(tài)窗口中添加PLC設備前，必須先添加一個串口父設備，當直接用串口進行本地通訊時，我們添加“串口通訊父設備”，因此雙擊其中的串口通訊父設備，在設備組態(tài)窗口中添加一個串口通訊設備。 污水處理控制系統(tǒng)是一個比較復雜的綜合系統(tǒng)，它包括與之相關的生產(chǎn)工藝流程，相關生產(chǎn)設備，現(xiàn)場計量自控檢測儀表的選用，控制流程的模型建立，對 PLC系統(tǒng)軟硬件應用研究等。（1）硬件方面。在該控制程序中，需要根據(jù)外界輸入的狀態(tài)來控制清污機、潛水泵，以及污泥回流泵的啟停，因此需要按照液位傳感器和液位差計反饋來的信息進行判斷處理，然后再進行輸出控制?！　∪缓筮€要感謝所有在大學期間傳授我知識的老師，每一位老師的悉心教導都是我完成這篇論文的基礎。參考文獻[1] ：(01)[2] ：(07)[3] 、：(11)[4] 張運剛,宋小春,：(06)[5] 蘇小兵,李天平,、組態(tài)軟件在水處理控制系統(tǒng)中的應用[J].(06)[6] 、組態(tài)軟件的運用[J]. 科技創(chuàng)新導報. 2011(16)[7] 李躍磊,[J].(05) [8] [J].(03) [9] 楊明華,韓梅,[J].(06) [10] 姜西羚,[J].(06) [11] [J].(03) [12] [J].(01)[13] China Paper [J].(11) [14] 關鋒,湯偉,馮茜,[J].(05) [15] 趙芳,[J].(04)[16] 黃啟軍, PLC在城市污水處理中的應用[J].(04)[17] 賈恩明,段建民,[J].(04)[18] MNdegwa P,Wang L,K,Vaddella strategies for process control and monitoring of stabilization of dairy wastewaters in batch aerobic treatment systems[J]. Process Biochemistry. 2007 [19] Carlos G,Francisco M,Enrique R,Juan M control of an anaerobic reactor treating wastewaterscontaining ethanol and carbohydrates. Industrial amp?！　∽詈笠兄x的是我的父母和家人，我永遠都不會忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵。當我對論文的思路感到迷茫時，您為我理清思路，指導我往一條比較清晰的思路上進行修改。（2）軟件方面。我還熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了整個系統(tǒng)的模擬調(diào)試，通過對系統(tǒng)的不斷修改和調(diào)試，基本上達到了預期的設計要求。圖45增加通道對話框 按上圖所示進行“增加通道”的設置，按“確認”后就設置好了一個PLC通道，如下圖46所示。設置好后，按“確認”即可，在運行環(huán)境中單擊“數(shù)據(jù)顯示”菜單，就可看到實時曲線。污泥回流泵根據(jù)污泥回流泵房內(nèi)由液位傳感器檢測到液位，進行運行或停止，將剩余的污泥及使用過的污泥進行處理。當用戶想修改流動塊時，先選中流動塊（流動塊周圍出現(xiàn)選中標志：白色小方塊），鼠標指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動鼠標，就可調(diào)整流動塊的形狀。包括編寫控制程序，選用各種功能構件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等。在主控窗口中可以放置一個設備窗口和多個用戶窗口，負責調(diào)度和管理這些窗口的打開或關閉。MCGS組態(tài)軟件（以下簡稱MCGS）由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。Active指示哪個驅動激活，有些驅動只支持地址0到30。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫。表31 軟元件設置元件意義內(nèi)容備注系統(tǒng)停止標志On有效手動方式標志On有效自動方式標志On有效自動方式啟動標志On有效粗格柵機運行標志On有效1清污機運行標志On有效1潛水泵運行標志On有效2潛水泵運行標志On有效細格柵機運行標志On有效2清污機運行標志On有效分離機運行標志On有效1轉碟曝氣機工頻正轉運行標志On有效2轉碟曝氣機工頻正轉運行標志On有效1轉碟曝氣機變頻運行標志On有效2轉碟曝氣機變頻運行標志On有效潛水攪拌機運行標志On有效刮泥機運行標志On有效污泥回流泵運行標志On有效離心式脫水機運行標志On有效聚合物泵運行標志On有效污泥機運行標志On有效切割機運行標志On有效續(xù)表31元件意義內(nèi)容備注粗格柵機停止標志On有效粗格柵機定時脈沖計數(shù)On有效進水泵房液面低于最低位On有效潛水泵房報警On有效細格柵機停止標志On有效細格柵機定時脈沖計數(shù)On有效1轉碟曝氣機變頻轉工頻運行標志On有效2轉碟曝氣機變頻轉工頻運行標志On有效2轉碟曝氣機工頻轉變頻運行標志On有效切除2轉碟曝氣機變頻運行且1轉碟曝氣機變頻運行標志On有效回流泵房液面低于最低位標志On有效回流泵房液面低于最高位標志On有效1轉碟曝氣機工頻反轉運行標志On有效2轉碟曝氣機工頻反轉運行標志On有效回流泵房液面高于最高位標志On有效回流泵房報警On有效USS_INIT指令執(zhí)行完成標志On有效USS_RPM_R指令執(zhí)行完成標志On有效C1粗格柵機2h定時中間計數(shù)器10C2細格柵機2h定時中間計數(shù)器10T33時鐘脈沖550msT37粗格柵機運行時間1200020minT38粗格柵機停止時間定時720012minT39進水泵房液面低于最低位定時202sT40進水泵房液面高于中間位定時202sT41進水泵房液面高于最高位定時202sT42細格柵機運行時間1200020minT43細格柵機停止時間定時720012minT44污泥回流泵房液面低于最低位定時202sT45污泥回流泵房液面高于低位且低于高位定時202sT46污泥回流泵房液面高于最高位定時202s續(xù)表31元件意義內(nèi)容備注T47離心式脫水機與聚合物泵啟動間隔505sT48聚合物泵與污泥機和切割機啟動間隔505sVD101變頻器速度寄存器VD20含氧量反饋值寄存器VD302變頻器速度寄存器VD100含氧量標準值寄存器VD102變頻器速度標準值寄存器VD104USS_INIT指令執(zhí)行結果VD106USS_RPM_R錯誤狀態(tài)字節(jié) PLC梯形圖程序本設計采用西門子公司為S7—200系列PLC開發(fā)的STEP 7—Micro/WIN SP8作為編程軟件，采用的編程語言是梯形圖程序指令。6）定時到，若液面仍然處于最高位傳感器時，輸出報警信號并停止污泥回流泵。 5）若還是含氧量大于設定值，則切除2轉碟曝氣機變頻運行，并且啟動1轉碟曝氣機變頻運行。5）定時到后，若液面仍處于中位和高位傳感器之間，則啟動2潛水泵。4）同時檢測液面差，若超過設定值則啟動2清污機。3）2h定時到，運行粗格柵機20min，循環(huán)進行。5）啟動曝氣系統(tǒng)。 系統(tǒng)總體控制 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，總體控制是選擇自動控制還是手動控制，總體控制流程如圖31所示。曝氣過程是污水處理系統(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。2）液位差輸入檢測。在軟件的設計中，首先按照需要實現(xiàn)的功能要求做出流程框圖，其次按照不同功能編寫不同功能模塊，這樣寫出的程序條例清晰，既方便編寫，也便于調(diào)試。由于PLC和擴展模塊的M和L+端子都需輸入24V的直流電壓，所以需采用一個直流電源DC1。污泥機及切割機接觸器是連接污泥機及切割機和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制污泥機及切割機的運行與停止。刮泥機接觸器是連接刮泥機和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過程序的執(zhí)行或操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制刮泥機的運行與停止。（4）轉碟曝氣機接觸器。（1）格柵機接觸器。為此該系統(tǒng)選用施耐德LC1D0901M5C交流接觸，其額定電壓220 V，額定電流9 A。在手動控制狀態(tài)時，對于每個設備都對應設置一組按鈕，采用觸點觸發(fā)式按鈕，即按下接通，松開復位。 ℃，自動溫度補償：pH：（0~100）℃ 溶解氧：（0~45）℃，其他參數(shù)：數(shù)據(jù)儲存：900組，通訊接口：RS232，電源：DC9V/300mA。用于測量鍋爐給水、蒸汽、超純水、凝結水、除氧劑出口，以及工廠使用氧氣處理化學過程中的含氧量，并根據(jù)設定值進行給養(yǎng)控制，其輸出信號主要有兩種形式：4~20 mA或0~20 mA（電流形式），0~5 V或1~5 V DC（電壓形式）。清污機型號選用回轉齒耙式清污機，清污刮板傳動裝置宜采用回轉式輸送鏈。它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。由于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。間歇啟動粗、細格柵機根據(jù)設定程序時間啟動潛水攪拌機和刮泥機分離機同步氧化溝溶解氧轉碟曝氣機變頻器啟動離心式脫水機反饋溶解氧儀采集液位數(shù)據(jù)液位傳感器是停止?jié)撍脻撍梅恳好媸欠竦陀谠O定值PLC及其擴展否啟動潛水泵采集液位差數(shù)據(jù)是液位差是否超過設定值液位差計啟動清污機否采集液位數(shù)據(jù)停止清污機是停止污泥回流泵液位傳感器污泥回流液面是否低于設定值否啟動污泥回流泵圖13 污水處理系統(tǒng)工作示意圖2 系統(tǒng)硬件設計以上介紹了污水處理系統(tǒng)的機械結構及其相關設備，根據(jù)其工作原理和控制系統(tǒng)的功能要求，本節(jié)主要介紹如何設計污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和所需的各種硬件設備，在此控制系統(tǒng)中的核心處理器是PLC，其主要輸入和輸出量主要為數(shù)字量，只有一組模擬量的輸入和輸出。在自