【正文】 ..................... 34 5 調(diào)試和運行結(jié)果 ................................................... 35 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 .............................................. 35 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 .............................................. 35 運行結(jié)果 .................................................... 36 結(jié) 論 .............................................................. 37 參考文獻 ........................................................... 38 致 謝 .............................................................. 39 西南科技大學 應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 1 1 緒 論 水與人的生活息息相關(guān)，特別在現(xiàn)代社會生活及生產(chǎn)中人們對水的需求量與日俱增。隨著社會的發(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 藝和設備對水質(zhì)要求越來越高。眾多跡象表面，水資源的短缺無疑將成為制約經(jīng)濟持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的瓶頸，因此世界各國越來越重視水處理和水的再利用，通過各種技術(shù)進一步提高供水質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益。污水廠污泥處置問題在“九五 ” 科技攻關(guān)中受到重視，并配套開發(fā)成套的污泥處理?，F(xiàn)在，這些國家的 工業(yè)污水處理 水平又有了進一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設施，對水體質(zhì)量改善和水環(huán)境保護起了重大的作用。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、計量自控檢測儀表使用、 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，將為當前 工業(yè)污水處理 控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。因此建設符合我國國情的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低 工業(yè)污水處理 成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會和和諧社會、保持我國經(jīng)濟高速發(fā)展具有重要意義。 好氧有機污染物的性質(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機物，如二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定的無機物。 工業(yè)污水處理 的方法主要有物理、化學、物理化學，以及生物等幾種。該工藝的缺點有：普通曝氣池占地多，建設投資大，滿足國家標準相關(guān)指標范圍小、易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，磷和氮的去除率低。 A2/O 是一種厭氧 — 缺氧 — 好氧 工業(yè)污水處理 工藝。 AB 法中 A 段效率很高，并有較強的緩沖能力。 （ 5） SBR 法。對污水進行除油、消毒、調(diào)整 PH值。由計算機和現(xiàn)場終端組成，通過網(wǎng)絡將現(xiàn)場控制站、檢測站和操作站、控制站等連接起來，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)過程，可提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平，其主要特點如下 ： 采用 分級分布式控制，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應用程序比較簡單。響應快，實時性好。長期以來， 工業(yè)污水處理 技術(shù)雖然經(jīng)過了迅速發(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 備運轉(zhuǎn)率低等極大地影響了城市發(fā)展。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測，主要有自動按鈕、手動按鈕、格柵機啟動按鈕、清污機啟動按鈕、潛水泵啟動按鈕、潛水攪拌機啟動按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。通過將溶解氧儀設置在適當位置上，將檢測值反饋到 PLC 中，通過運算輸出控制曝氣機的轉(zhuǎn)速信號。 圖 41 工業(yè)污水處理系統(tǒng)基本組成示意圖 (1）進水系統(tǒng)。 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 11 (3）氧化溝系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中用到一定化學藥劑 主要包括混凝劑、絮凝劑、復合堿等， 主要用來調(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烈吸附架橋作用，使細小松散的絮凝體變的粗大而緊密，容易發(fā)生沉降。 (2）顯示面板。 (2）運行粗、細格柵機，進行間歇運行，即運行一段時間然后停止一段時間，循環(huán)進行。接觸器 KM KM KM6分別控制 M M M3的工頻運行；接觸器 KM KM9 分別控制 M M3的變頻運行； FR FR FR3 分別為三臺電機過載保護用的熱繼電器； QF主電路的空氣開關(guān)； FU1 為主電路的熔斷器。 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，因此需要在擴展一個模擬量輸入輸出擴展模塊。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。 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。 (VVVF)原理 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 18 當在實際利用變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的過程中，當頻率 f 下降時，定子繞組的反電動勢 E 有所下降，定子電流增大，但是轉(zhuǎn)子側(cè)的負載并未增加，故轉(zhuǎn)子段電流不變，根據(jù)電流平衡方程可知，勵磁電流比增大，因而磁通φ m增大。這時電壓的平均值和占空比成正比，所以在調(diào)節(jié)頻率時，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 樣可以實現(xiàn)變頻也變壓的效果。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，當頻率 f連續(xù)可調(diào)時，電動機的同步轉(zhuǎn)速 n0也連續(xù)可調(diào)，而異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n1，總是比同步轉(zhuǎn)速略低一點，所以當 n1連續(xù)可調(diào)時， n1也是連續(xù)可調(diào)。變頻器可以根據(jù)電流的大小自動地決定補償?shù)某潭取Ｔ撟冾l器，具有能源利用率高的特點，優(yōu)化了部分結(jié)構(gòu)與功能，便于工作人員進行操作，實現(xiàn)其控制功能。 第 2 種設計是滿載時有較高效率，更適用于長期運行和負載率較高的使用場合，如水泵、風機配套，此設計稱為 Y2E 系列，中心高 80～ 280mm，功率從 ～ 90kW。 該系統(tǒng)選用的 超聲波液位差計型號 ： XL60YI4000。 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，是檢測水質(zhì)和環(huán)境污染程度的主要指標。測量時將其放入待測溶液，水質(zhì)溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當兩輸出端接上負載 電路時，氧在陰極表面上發(fā)生還原反應。 mg/L 溫度：177。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。 （ 3）啟動潛水泵。 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。 （ 2）檢測液面 高度，低于最低位傳感器時，開始定時防止誤判。 （ 4）同時檢測液面差，若超過設定值則啟動轉(zhuǎn)鼓清污機。 （ 5）定時到，若液面仍處于最高位傳感器時，輸出報警信號。 表 410 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 清污機運行標志 On有效 聚合物泵運行標志 On有效 污泥泵運行標志 On有效 切割機運行標志 On有效 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 細格柵機停止標志 On有效 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 31 細格柵機定時脈沖計數(shù) On有效 轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻轉(zhuǎn)工頻運行標志 On有效 轉(zhuǎn)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 回流泵房液面高于最高位標志 On有效 C1 粗格柵機 2h定時中間計數(shù)器 10 C2 細格柵機 2h定時中間計數(shù)器 10 T33 時鐘脈沖 5 50ms T37 粗格柵機運行時間 12020 20min T38 粗格柵機停止時間定時 7200 12min T39 進水泵房液面低于最低位定時 20 2s T40 進水泵房液面高于最高位定時 20 2s T41 細格柵機運行時間 12020 20min T42 細格柵機停止時間定時 7200 12min T43 污泥回流泵房液面低于最低位定時 20 2s T44 污泥回流泵高于低位且低于高位定時 20 2s T45 污泥回流泵房液面高于最高位定時 20 2s T46 離心式脫水機與聚合物泵啟動間隔 50 5s T47 聚合物泵 與污泥泵和切割機啟動間隔 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 含氧量標準值寄存器 VD102 變頻器速度標準值寄存器 VD104 USSINIT 指令執(zhí)行結(jié)果 VD106 USSRPMR錯誤狀態(tài)字節(jié) 曝氣過程控制的任務 工業(yè)污水處理 后的水質(zhì)是否達到排放標準，其中生化需氧量（ BOD）和化學需氧量（ COD）是重要的水質(zhì)指標。 在好氧反應過程中，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)鍵因素是反應池中溶解氧的含量。近年來，人工加氯逐漸被自動方式取代。 PID 控制 對于工業(yè)控制過程 , 常規(guī)的 PID 控制器具有原理簡單、使用方便、穩(wěn)定可靠、無靜差等優(yōu)點，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)域仍具有強大的生命力。微分作用 kt的作用使之能夠根據(jù)偏差變化的趨勢作出反應，它加快了對偏差變化的反應速度，能夠有效地減小超調(diào)，縮小最大動態(tài)偏差。在使用 USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫。 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 35 5 調(diào)試和運行結(jié)果 工業(yè)污水處理 廠自動控制系統(tǒng)設計、安裝完成后，進行系統(tǒng)的調(diào)試和試運行，確定符合實際進水水量和水質(zhì)的各項控制參數(shù)，發(fā)現(xiàn)并解決設備、儀表、程序、工藝等方面出現(xiàn)的問題，檢驗系統(tǒng)是否實現(xiàn)工藝設計目標，即出水各項指標達到設計要求。 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 36 運行結(jié)果 通過系統(tǒng)調(diào)試，能 夠 實現(xiàn) PLC 在系統(tǒng)控制中的手動、自動模式的控制。 根據(jù)反饋回來的液位差狀態(tài)控制清污機的運行與停止。 ② 檢測液面高 度，低于最低位傳感器時，開始定時防止誤判。 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?。 調(diào)試過程首先檢查總供電及各設備供電是否正常，然后檢查設備的 電氣控制是否正常，能否正常開機，各種閘閥能否正常開啟和關(guān)閉，檢查儀表及控制系統(tǒng)是否正常。調(diào)用一條指令時，將會自動地增加一個或幾個子程序。在實際的系統(tǒng)設計中只有合理地整定上述三個參數(shù)，才能獲得比較滿意的控制性能。一旦輸入輸出有偏差 ， 比例作用會立即產(chǎn)生控制作用，比例控制是用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)增益的，它是基于偏差進行調(diào)節(jié)的，是有差調(diào)節(jié)。為了精確控制投加的氯量，運用模糊自整定 PID 參數(shù)控制器對氯氣投加系統(tǒng)進行自動控制。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多，污泥的沉降性差，處理水質(zhì)也差，另外也不經(jīng)濟。 COD 是指在酸性條件下，用強氧化劑將有機物氧化成 CO H2O 所消耗的氧量。 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （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，啟動定時。 西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文） 27 圖 46 細格柵系統(tǒng)工作流程圖 曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖如圖 47所示 。 （ 4）檢測液面處于中位和高位傳感器之間時，開始定時防止誤判。 （ 2）定時到，停止運行粗格柵機 2h。 （ 5）啟動曝氣沉砂系統(tǒng)。在手動控制模式下 ，每個設備可以單獨運行，以測試設備的性能，如圖 41所示。其特點是 高精度的 pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。 因此，測定電流即可知氧濃度。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應用。 3mm 或 ％ FS（取其較大者），重復精度： 1‰，分辨率： 1mm ，方 向 角 ： 4176。 型號含義：如 Y2200L26E：“ 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，“ 2”表示鐵心長度序號，“ 6”表示極數(shù)，“ E”表示第二種設計。 表 311 變頻器參數(shù)設置表 參數(shù)號 參數(shù)值 說明 P0005 21 顯示實際頻率 P0700 2 由端子排輸入 P1000 2 模擬輸入 P1300 2 可用于可變轉(zhuǎn)矩負載 P2020 6 9600baud P2020 1 USS 地址 P0300 根據(jù)具體電動機設置 電動機類型 P0304 根據(jù)具體電動機設置 電動機額定電壓 P0305 根據(jù)具體電動機設置 電動機額定電流 P0310 根據(jù)具體電動機設置 電動機額定頻率 P0311 根據(jù)具體電動機設置 電動機額定轉(zhuǎn)速 在該 工業(yè)污水處理 系統(tǒng)中需要用到許多電機， Y2 系列三相異步電機 是專為西南科技大學應用型自學考試畢業(yè)設計 （論文）