【正文】 拌 器回 流 污 泥 泵剩 余 污 泥 泵1 空 氣 閥 門2 空 氣 閥 門1 鼓 風 機2 鼓 風 機1 汲 水 器2 汲 水 器Q 1 . 0Q 1 . 5Q 1 . 4Q 1 . 3Q 1 . 2Q 1 . 1Q 2 . 2Q 2 . 1Q 2 . 0Q 1 . 7Q 1 . 6Q 2 . 4Q 2 . 3 圖 PLC硬件接線圖 PLC 的 I/O 地址分配表見表 2： 表 2 反應池 PLC I/O 端口分配 I 反應池手動 I 反應池自動 AI I260 液位傳感器 AI I262 DO 儀 AI I264 PH 傳感器 AI I266 溫度傳感器 O 反應池進水閥門 O 1提升泵 O 2提升泵 O 1攪拌器 O 2攪拌器 O 回流污泥泵 O 剩余污泥泵 O 1空氣閥門 O 2空氣閥門 O 1鼓風機 O 2鼓風機 O 1汲水器 O 2汲水器 污泥處理池 PLC 控制程序 污泥處理池的主要工作是對反應產(chǎn)生的污泥進行處理污泥處理池有兩種工作方式：手動和自動，手動方式優(yōu)先于自動工作方式。 ：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（ SCL）。在實驗過程中要注意觀察程序運行的變化過程。 根據(jù) CPU 上的 LED 指示燈對系統(tǒng)進行調(diào)試檢查和維修。 調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試時，把編制好的程序下載到現(xiàn)場的 PLC 中。根據(jù) SBR 法污水處理工 藝流程進行了各傳感器的選型并根據(jù)各個污水處理區(qū)段進行工藝流程圖的編寫和相對應的 PLC 的自動控制程序。s Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu39。就是這樣我才能得以解決畢業(yè)設(shè)計中的種種問題，同時感謝我院、系領(lǐng)導對我們的教導和關(guān)注；感謝大學幾年來傳授我們專業(yè)知識的所有老師，謝謝他們的嘔心瀝血的教導。 設(shè)計小結(jié) 我國水資源正面臨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展與水資源短缺的矛盾，與社會發(fā)展的矛盾，與生態(tài)環(huán)境的矛盾。 如果有 PLC 的硬件，可以用小開關(guān)和按鈕模擬 PLC 的實際輸入信號（如起動、停止信號）或反饋信號（如限位開關(guān)的接通或斷開），再通過輸出模塊上各輸出位對應的指示燈，觀察輸出信號是否滿足設(shè)計的要求。 圖 圖 顯示仿真 CPU 的 LED 指示燈 CPU 顯示對象提供了一組與真正 CPU 上的 LED 指示燈相對應的指示燈： SF： （分布式外圍設(shè)備或遠程 I/O）指示與分布式（遠程） I/O 的通信狀態(tài)。 在編程是可以自行選擇如圖 所示： 圖 系統(tǒng)組態(tài) 本設(shè)計的組態(tài)圖如圖 、 所示： 圖 圖 用 STEP7 編程軟件調(diào)試 本次設(shè)計采用以西門子公司的可編程控制器 STEP 7 進行實驗。 (3)濃縮脫水一體機工作后，然后在延時 10s 后輸送機也開始工作把污泥運往堆泥場。當液位高度下降到一定程度時候關(guān)閉吸水器。其工作方式有手動和自動兩種方式，其中自動工作采用時間控制方式。 (3)柵渣輸送機延后 30s 后啟動。 (3)當處于超高液位時候開啟全部泵包括備用泵同時報警。一旦格柵除污機啟動至少工作 10分鐘才允許停機。 （ 3）軟件設(shè)計：分配、定義 PLC 的 I/O 口；根據(jù)狀態(tài)流程圖和電氣控制原理圖進行編程 預處理區(qū) PLC 控制程序 本系統(tǒng)預處理區(qū) PLC 控制程序主要包括粗柵格區(qū)、提升區(qū)、細柵格區(qū)和沉淀區(qū)四個子區(qū)域的自動控制程序。編程時可以自由選擇。污泥處理區(qū)主要包括對輸送機、濃縮脫水一體機以及一些經(jīng)出水閥門。由于 PC 機配置比較高，可以及時處理控制過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以滿足工藝要求。因此檢測反應池中氧氣的濃度是十分必要的，以便保證反應池中的有氧和無氧反應的進行徹底，提高出水質(zhì)量?？捎糜跍y量各種容器或管道內(nèi)液體的液位高低和流量大小，也可用于水泵、水庫、江河的水位測量尤其適用于污水、有腐蝕性的場合。由于 S7300 是模塊中小型 PLC，在一個系統(tǒng)中最多可擴展 32 個不同的應用模塊，可以滿足絕大多數(shù)的應用場合，甚至能完成冗 余，可以滿足工藝控制要求，所以不必選擇 S7400 來增加成本。它的主要特點有： ：極其快速的指令處理大大縮短循環(huán)周期。 ，大量的集成功能和無機柜操作可以減小機器體積。 S7300PLC 是模擬是中小型的 PLC，電源 CPU 盒其他模塊都是獨立的，可以通過 U形總線把電源（ PS）、 CPU 和其他模塊緊密的固定在 S7300 的標準導軌上。一般由輸入模塊的濾波時間、輸出模塊的滯后時間、掃描方式引起。 PLC 及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴沖其功能的原則設(shè)計。 典型的 DCS 體系結(jié)構(gòu)如圖 所示： 操 作 員 站 其 他 功 能 站工 程 師 站操 作 員 站主 處 理 器現(xiàn) 場 控 制 站I / O I / O現(xiàn) 場I / O現(xiàn) 場總 線儀 表主 處 理 器現(xiàn) 場 控 制 站I / O I / O現(xiàn) 場I / O現(xiàn) 場總 線儀 表現(xiàn) 場 總 線 網(wǎng) 絡現(xiàn) 場 總 線 網(wǎng) 絡系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡 圖 典型的 DCS 體系結(jié)構(gòu) DCS 的過程控制站是一個完整的計算機系統(tǒng)，主要由電源、 CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡接口和 I/O 組成。 (2)開放性： DCS 采用開放式、標準化、模塊化，系統(tǒng)中各個計算機采用局域網(wǎng)方式通信及傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新 增計算機便捷的連入系統(tǒng)通信中或從網(wǎng)絡中卸載下來，幾乎不會影響其它計算機的工作。在好氧或厭氧條件下進行消化，使污泥中揮發(fā)物含量降低到固體相對地不易腐爛和不發(fā)惡臭，污泥厭氧消化的目的：減少污泥體積、穩(wěn)定污泥性質(zhì)、提高污泥的脫水效果、 利用產(chǎn)生的甲烷氣體。其作用是用來處理廢水中的固體懸浮物，使進入下一個沉淀池的廢水渣滓更少；否則，直接排入二級沉淀池會堵塞過濾通道。階梯式格柵是一種自清式棒式細格柵，具有去除污物效率高、耐磨損、體積小、結(jié)構(gòu)靈活和可提升出水面維修等優(yōu)點。污水首先經(jīng)過粗柵格過 濾掉較大的雜質(zhì)，然后污水經(jīng)過細柵格過濾掉較小的雜質(zhì)，由提升泵輸送到沉淀池。 （ 4）用地緊張的地方。它是基于以懸浮生長的微生物在好氧條件下對污水中的有機物、氨氮等物污染物進行講解的廢水生物處理活性污泥的工藝。 二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。主要的處理方法有：活性污泥法（最為普遍）、生物膜法、反滲透法、離子交換法。 ，實施對水質(zhì)的實時監(jiān)控大大的提高了檢測精度。 對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地處理法，它們都具有運行費用低，外加能源消耗少及管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。其次，對環(huán)境保護要求的日益提高，對工業(yè)污水的排放和生活污水的處理都在努力的追趕世界上的發(fā)達國家，并爭取與國際標準接軌。目前由于 PLC 在穩(wěn)定性和高度自動化程 度不斷加強，使 PLC 成為在城市自動化污水處理方面的首選。 通過系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計與調(diào)試，進一步實現(xiàn)了用西門子 PLC 對現(xiàn)場設(shè)備的自動控制和數(shù)據(jù)采集功能，能達到設(shè)計要求。集散控制系統(tǒng)運用污水處理中可以大大的提高污水處理的可靠性，以及出水的水質(zhì)，降低能耗和工人的勞動強度，達到提高經(jīng)濟效益的目的。與此同時， 水資源的污染日益嚴重，也因此許多城市都規(guī)劃和建設(shè)了污水處理廠，來改變目 前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。能耗是否較 低，也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開發(fā)能效較高的污水處 理技術(shù)，合理設(shè)計及運行污水處理廠，必將是未來污水處理廠設(shè)計和運行的必由 之路。 國內(nèi)外污水控制現(xiàn)狀： 我國城市污水處理在建國四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗的同時 ，結(jié)合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下： ； ，處理為輔的技術(shù)路線； ，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術(shù)資料，運行可靠，果好，存在能耗較多和費用高等特有以下特點： ； ； 、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染； ，進行三級處理供工業(yè)回用打下基礎(chǔ)。 足，對處理的效率和經(jīng)濟有很大的影響。是為了適用于特定的用途而對水進行的沉降及過濾等水質(zhì)調(diào)理的過程。自 20 世紀 80 年代起，國外將此工藝逐步應用與工業(yè)化生產(chǎn)。 缺點：運行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。便于操作和維護管理。工藝流程圖如圖 所示： 柵格中井水集柵格細砂塵流平池S B R加氯接觸室集 泥 井污 泥 濃 縮 一 體 機 池泥 餅 外 運出 水進 水污 泥泵圖 污水處理主要構(gòu)筑物 柵格間沉淀池曝氣室污泥消化池 在排水工程中，格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并 保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行，是由一組（或多組）想平行的金屬柵條和框架組成，傾斜安裝在進水的渠道里，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質(zhì)。平流式沉淀池的池型是長方形，一端進水，另一端出水，儲泥斗在池進口；豎流式沉淀池的池內(nèi)水流由上而下，而拂柳是沉淀池的水流向四周輻流，他們的池型多位圓 形，也有放行或多邊形的，在池中央進水，池四周出水，儲泥斗在池中央。 曝氣池說簡單點就是普通的活性污泥池，曝氣池利用活性污泥法進行污水處理的構(gòu)筑物。基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。 第三章 硬件部分設(shè)計 PLC 工作原理及特點 國際電工委員會 IEC 對對 PLC 的定義：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的。與 CPU 的運算速度、 I/O 點的情況、程序的長短等有關(guān)。 (4)采用模塊化結(jié)構(gòu) (5)便于改進和修正 (6)節(jié)點利用率高 (7)模擬調(diào)試 (8)對現(xiàn)場進行監(jiān)視 (9)快速動作 (10)體積小、質(zhì)量輕、功耗低 (11)編程簡單、使用方便 西門子 S7300PLC 西門子 S7 可編程主要包括 300/400 兩個系列， S7300 是中型的 PLC， S7400 是大型的 PLC。 選用 s7300 的優(yōu)勢 本設(shè)計選用的是西門子的 SIMATIC 系統(tǒng) PLC 的 S7300。 190 個國家和全面的 SIMATIC 支持可以增加機器和工程的出口機會。 S7300 可以支持過程通訊和數(shù)據(jù)通訊兩種通訊形式。 傳感器的選擇 傳感器（ transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并按一定的規(guī)律變換為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制要求。因此這里選用 MTTERTOLEDO 生產(chǎn)的 PH 傳感器型號為 PH2100PA。上位機采用普通的 PC 機加 CP5613 通信卡，通過插在 PCI 插槽的CP5613 通信卡實現(xiàn)與下位機的通訊。同時 PLC 可以適應嚴酷的工作環(huán)境，同時還能保證工作的穩(wěn)定性。利用 STEP7 可以方便地創(chuàng) 建一個自動化解決方 案。 編 寫 程 序硬 件 組 態(tài) 和 連 接下 載 程 序測 試 程 序 并 診 斷 錯 誤打 印 和 存 檔設(shè) 計 控 制 組 態(tài) 和 程 序啟 動 S T T P 7 并 創(chuàng) 建 一 個 項組 態(tài) 硬 件 和 連 接 組 態(tài) 模 塊和 連 網(wǎng) 各 個 站 點定 義 符 號 表糾 正 錯 誤 圖 2. PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟與傳統(tǒng)的繼電器相比較，組件的選擇代替了原來的器件選擇，程序設(shè)計代替了原來的邏輯電路設(shè)計。 (2)當開啟格柵除污機后，粗柵格的作用主要過濾掉水中較大的雜質(zhì)。具體控制要求如下所述： (1)提升泵的自動工作方式主要依靠液位的變化來工作。工作方式有兩種：手動和自動，手動控制方式優(yōu)先于自動控制方式。 (3)當攪拌機停止工作后先啟動排泥泵，經(jīng)過 1min 后啟動輸送機，輸送機 15 分鐘停機。 (2)進水閥門關(guān)閉后開啟鼓風機，回流污泥泵。具體要求如下所述： (1)當污泥池液面達到一定高度，開啟污泥投加泵，把污泥運到污泥濃縮脫水一體機。 ：西門子稱為 LAD。若輸入的程序有問題，對程序進行修改，經(jīng)變換后再寫入 PLC 中調(diào)試。 PLC 軟件 、 硬件的 調(diào)試 調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試。調(diào)試時，主電路一定要斷電，只對控制電路進行聯(lián)機調(diào)試。 通過這個控制大大