【正文】 擬量輸入輸出擴展模塊。表21 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備急停細格柵液位差計手動方式進水泵房液面高位傳感器自動方式進水泵房液面中位傳感器自動啟動確認進水泵房液面低位傳感器手動粗格柵機啟動污泥回流泵房液面高位傳感器手動1清污機啟動污泥回流泵房液面低位傳感器手動1潛水泵啟動粗格柵機過載手動2潛水泵啟動細格柵機過載手動細格柵機啟動1清污機過載手動2清污機啟動2清污機過載手動分離機啟動1潛水泵過載手動1轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻正轉(zhuǎn)啟動2潛水泵過載手動2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻正轉(zhuǎn)啟動1轉(zhuǎn)碟曝氣機過載手動1轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻啟動2轉(zhuǎn)碟曝氣機過載手動2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻啟動分離機過載手動潛水?dāng)嚢铏C啟動潛水?dāng)嚢铏C過載手動刮泥機啟動污泥回流泵過載續(xù)表21輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備手動污泥回流泵啟動刮泥機過載手動離心式脫水機啟動離心式脫水機過載手動聚合物泵啟動聚合物泵過載手動污泥機啟動污泥機過載手動切割機啟動切割機過載手動轉(zhuǎn)碟曝氣機加速手動1轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻反轉(zhuǎn)啟動手動轉(zhuǎn)碟曝氣機減速手動2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻反轉(zhuǎn)啟動粗格柵液位差計在這個控制系統(tǒng)中，主要輸出控制的設(shè)備有各種接觸器、報警和指示燈，共有24個輸出點，其具體分配，如表22所示。3）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。5）污泥脫水系統(tǒng)。3）氧化溝系統(tǒng)。污泥脫水系統(tǒng)沉淀系統(tǒng)氧化溝系統(tǒng)除砂系統(tǒng)進水系統(tǒng)圖11 污水處理系統(tǒng)基本組成示意圖1）進水系統(tǒng)。主要介紹PLC的I/O配置、設(shè)備選型和硬件電路連線圖。 （2）利用AutoCAD，繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件連線圖。可以說我國污水處理自動化的現(xiàn)狀是：手動與自動皆備，自制和引用并舉。按照廠區(qū)的自身情況和工藝段來劃分若干個控制站，站與站之間可以平級關(guān)系也可以是上下級關(guān)系，站與站之間一般獨立運行。目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標準。 最后，本次設(shè)計還利用MCGS組態(tài)軟件，設(shè)計了一個反映污水處理工藝流程的顯示系統(tǒng)。進度安排第12周 及時完成外文翻譯工作，英文文獻不少于20000字符；第3周 對城市污水處理做詳細的需求分析，掌握污水處理工藝，提出污水處理系統(tǒng)的總體方案；第45周 學(xué)習(xí)PLC指令的編程，進行PLC設(shè)備選型及其擴展，并包括水泵、電機等型號的選定；第67周 設(shè)計污水處理系統(tǒng)的輸入檢測環(huán)節(jié)，根據(jù)污水處理工藝過程，完成控制系統(tǒng)控制流程設(shè)計；第89周 根據(jù)系統(tǒng)控制流程及相關(guān)工藝，繪制程序流程圖，編寫程序，利用PLC編程軟件STEP 7Micro/WIN，得出梯形圖程序，要求手動與自動控制；第1011周 設(shè)計控制系統(tǒng)操作與顯示接口，利用MCGS軟件設(shè)計界面；第1213周 繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路，圖紙規(guī)范，并不少于三張；第1415周 根據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計工作管理辦法，完成論文的撰寫工作，制作演示PPT，做好答辯準備工作。污水氧化溝反應(yīng)池沉砂池粗格柵潛水泵分離機潛水?dāng)嚢铏C污泥回流泵排泥灌刮泥機沉淀池離心式脫水機清水排出污泥脫水圖1 污水工藝流程圖如上圖所示，污水由進水系統(tǒng)中的進水管道和潛水泵通過粗格柵和清污機進行初步排除大塊雜質(zhì)物體。其特點有：大量采用在線監(jiān)測的水質(zhì)分析儀表，對全廠的水質(zhì)實時監(jiān)測并有上位機記錄下來，提高了測量精度；生產(chǎn)過程中不同程度的采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動的調(diào)整相應(yīng)的控制方式；大量采用遙測、遙控設(shè)備，并有效地利用社會資源，如電話網(wǎng)絡(luò)、移動電話網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息等。原有的污水處理廠其控制部分采用傳統(tǒng)的繼電器控制，控制線路復(fù)雜，繼電器多，長時間運行后，線路老化，頻繁出現(xiàn)控制故障。3. 設(shè)計污水處理系統(tǒng)的輸入檢測環(huán)節(jié)，進行PLC設(shè)備選型及其擴展。2. 熟悉PLC原理及其應(yīng)用、傳感檢測技術(shù)。6. 完成污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路的繪制，圖紙規(guī)范，并不少于三張。這些國家經(jīng)濟發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問題特別是水資源污染的嚴重性也較早的體現(xiàn)出來，同時也得到了這些國家政府的重視，投入了大量的人力、物力進行水處理的研究。不過,我國污水處理設(shè)備會在相當(dāng)長的時間內(nèi)落后于其他國家,還有許多空白,很多設(shè)備還停留在仿制的水平上,對于其理論研究尚顯不足。同時在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測器，通過它對污水中的含氧量進行檢測，根據(jù)其反饋到PLC的值來控制曝氣機變頻器的運行，改變污水中溶解氧的含量。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。s pollution sources, water pollution environmental topics to be included in the work schedule of the World Environmental Organization. This thesis describes a sewage treatment control system based on PLC. The system uses the oxidation ditch sewage treatment process, oxidation ditch is a deformation of the activated sludge process, a low load, extended aeration activated sludge process. The thesis first introduces the purpose and significance of this topic, the state of development of the automatic control system at home and abroad sewage treatment, sewage treatment process control system and related processes, the overall control system design, system hardware architecture and design, working principle and system software PLC ladder programming, to illustrate the application of PLC in the sewage treatment process. First design of electrical control and automatic control circuit according to the sewage treatment process requirements, including start and stop equipment, status signal fault signal, the signal acquisition, the final design of PLC control system in accordance with the process requirements, including the selection of the PLC, the system allocation of resources, as well as the preparation of the PLC program.Finally, this design use the MCGS configuration software, and designs a reflection of the display system of the sewage treatment process.Key Words：Sewage treatment Oxidation Ditch PLCII緒論1）課題目的及意義我國是一個水資源匱乏的國家，而且時空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。2）國外發(fā)展?fàn)顩r國外的一些發(fā)達國家，如美國、日本、西歐等國，由于這些國家經(jīng)濟發(fā)達，并較早的實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。（3）生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動地調(diào)整相應(yīng)的控制方式。（3）各個控制站之間完全獨立，沒有信息的交換。5）論文結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上的主要內(nèi)容和預(yù)期目標，本次設(shè)計論文通過以下幾個方面進行闡述污水控制系統(tǒng)： （1）緒論。 （5）第四章 系統(tǒng)的MCGS組態(tài)。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(dāng)液位較低時只啟動一臺潛水泵，當(dāng)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。潛水?dāng)嚢铏C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。 系統(tǒng)工作原理污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖12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(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設(shè)備的運行、停止和調(diào)速控制。6）污泥回流泵的運行與停止根據(jù)液面的高低進行控制。表24 模擬量輸?shù)刂贩峙漭敵龅刂份敵鲈O(shè)備AQW0經(jīng)運算輸出 設(shè)備和器件的選型1）PLC及擴展模塊。該系統(tǒng)選用的變頻器是西門子MM430變頻器，它是一種風(fēng)機水泵負載專用變頻器，能適用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是適用于工業(yè)部門的水泵和風(fēng)機。 3）各種電機和泵。離心式脫水機型號選用SX系列三足式，轉(zhuǎn)速：1000 r/min，電機功率：11 kw，分離因數(shù)：560 Fr，工作容積：140 L。% FS 溶解氧：177。5）各類按鈕。 7）接觸器。模塊化：產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭，通電/斷電延時觸頭，機械閉鎖等模塊。（3）潛水泵接觸器。潛水?dāng)嚢铏C接觸器是連接潛水?dāng)嚢铏C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)，控制潛水?dāng)嚢铏C運行與停止。聚合物泵接觸器是連接聚合物泵和工頻電網(wǎng)的接觸器，通過程序的執(zhí)行和操作面板上按鍵的狀態(tài)，控制聚合物泵的運行與停止。接觸器KMKMKMKM4分別控制MMMM4的工頻運行；FRFRFRFR4分別為四臺電機用作過載保護的熱繼電器；QF1為主電路的開關(guān)；FU1為主電路的熔斷器。圖24 PLC輸出回路 其它詳細電路連線圖，請查看附錄2，包括4張主電路、1一張PLC及擴展、8張PLC輸入回路、3張PLC輸出回路。1）按鈕輸入檢測。5）含氧量輸入檢測。2）模擬量輸出。3）啟動潛水泵系統(tǒng)。1）自動過程開始啟動粗格柵機，定時20min。2）定時到，停止運行細格柵機2h。3）定時到后，若仍低于最低位傳感器，則停止1潛水泵運行，否則1潛水泵繼續(xù)運行。 3）若還是含氧量小于設(shè)定值且變頻器速度大于等于100%，則2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻運行。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。3）定時到，啟動污泥機和切割機。USS協(xié)議是主從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS 總線上可以有一個主站和最多30 個從站；總線上的每個從站都有一個站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識別每個從站；每個從站也只對主站發(fā)來的報文做出響應(yīng)并回送報文，從站之間不能直接進行數(shù)據(jù)通訊。通過Mode輸入值可選擇不同的通訊協(xié)議：輸入值為1，指定Port 0為USS協(xié)議并使用該協(xié)議；輸入值為0，指定Port 0為PPI并且禁止USS協(xié)議。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。再拖動鼠標（可沿原來方向，也可垂直原來方向），生成下一段流動塊。同時在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測器，通過它對污水中的含氧量進行檢測，根據(jù)其反饋到PLC的值來控制曝氣機變頻器的運行，改變污水中溶解氧的含量。在MCGS組態(tài)軟件中實現(xiàn)實時曲線的具體操作如下：單擊“用戶窗口”標簽，在“用戶窗口”中雙擊“數(shù)據(jù)顯示”進入，在“工具箱”中單擊“實時曲線”圖標，拖放到適當(dāng)位置調(diào)整大小。圖44 設(shè)備管理對話框2）對PLC的數(shù)據(jù)進行讀寫 前面我們已經(jīng)建立了與PLC系統(tǒng)的的連接，因此要對PLC中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作，只需要在PLC設(shè)備的設(shè)備屬性設(shè)置對話框中對其通道屬性進行設(shè)置，并建立起通道與MCGS實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的連接就可以了，具體操作如下： 雙擊設(shè)備組態(tài)窗口中父設(shè)備下的PLC子設(shè)備，彈出設(shè)備屬性設(shè)置對話框，再單擊“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”右邊的 ，則會出現(xiàn)“西門子S7200PLC通道屬性設(shè)置”對話框。 通過四個月的課題設(shè)計和調(diào)試，基本上完成了對PLC污水處理系統(tǒng)的設(shè)計，達到了預(yù)期的設(shè)計目標。在PLC的外圍硬件連線方面，主要是增加一些保護設(shè)備。論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。雖然學(xué)生沒有能力和膽量去實踐自己心中的夢想，但是你們對我的寄語會一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實現(xiàn)的