【正文】 約2小時(shí)。（1）自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始首先檢測(cè)液面高低，若低于最低位傳感器，啟動(dòng)定時(shí)。（4）同時(shí)檢查液面差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)清污機(jī)。在此模式下，可以通過(guò)按鈕對(duì)格柵機(jī)、清污機(jī)、轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)、刮泥機(jī)，以及各類泵進(jìn)行控制，對(duì)于轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的控制，可以通過(guò)按鈕增大或減小變頻器的頻率來(lái)改變其速度，以檢測(cè)調(diào)試性能。測(cè)量范圍：pH：（~）pH mV：177。（全角），工作頻率：13KHz~40KHz（因型號(hào)規(guī)格而不同），信號(hào)輸出：RS48Modbus、標(biāo)準(zhǔn)的420mA電流信號(hào)和多路開(kāi)關(guān)量輸出。Y2系列電動(dòng)機(jī)有兩種設(shè)計(jì)，一種是適用于一般機(jī)械配套和出口需要，在輕載時(shí)有較高效率，在實(shí)際運(yùn)行中有較佳節(jié)能效果，且具有較高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，此設(shè)計(jì)稱為Y2Y系列。圖310kf＝km1時(shí)的機(jī)械特性由圖42可知隨著f的下降，臨界轉(zhuǎn)矩Tkx逐漸減少，電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載能力也隨之下降。VVVF實(shí)施的基本方法包括：脈幅調(diào)制(PAM)和脈寬調(diào)制(PWM)。寬電壓：線圈控制電壓在70%120%Uc之間波動(dòng)，不影響產(chǎn)品正常工作。CPU226在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中使用的數(shù)字量輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)都比較多，因此除了PLC主機(jī)自帶的I/O外，還需要擴(kuò)展一定數(shù)量的I/O擴(kuò)展模塊。工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖42所示，PLC為核心控制器，通過(guò)檢測(cè)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(yùn)行、停止和調(diào)速控制。使活性污泥的生化反應(yīng)更加充分，這樣才能最大程度地分解污水中的有害成分?？刂聘黝愒O(shè)備的啟動(dòng)和停止，包括：格柵機(jī)啟停、清污機(jī)啟停、潛水泵啟停、潛水?dāng)嚢杵鲉⑼?、污泥回流泵等設(shè)備。由于PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)時(shí)性好，響應(yīng)快。整個(gè)過(guò)程對(duì)于單個(gè)操作單元而言是間歇進(jìn)行的，但是通過(guò)多個(gè)單元組合調(diào)度后又是連續(xù)的，在運(yùn)行上實(shí)現(xiàn)了有序和間歇操作相結(jié)合。圖23 A2/O法工藝流程圖（4）A/B法。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動(dòng)植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細(xì)菌、病毒等使人致病的微生物。在這種形勢(shì)下工業(yè)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)無(wú)疑是一個(gè)具有巨大的社會(huì)效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的研究課題。在工廠的工業(yè)污水處理過(guò)程中，污水來(lái)源的不穩(wěn)定以及工廠中各種污水的成分的復(fù)雜性，對(duì)工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。而且我國(guó)水資源時(shí)空分布極不均衡，全國(guó)500多個(gè)城市缺水，其中多個(gè)嚴(yán)重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，人均擁有淡水量?jī)H有240噸。水資源又是不可再生資源，我國(guó)約有50個(gè)城市屬于嚴(yán)重缺水。因此建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水處理系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展方面有重要的意義。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。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。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。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。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。B段起到出水把關(guān)作用，處理穩(wěn)定性較好。同時(shí)在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測(cè)器，通過(guò)它對(duì)污水中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其反饋到PLC的值來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行，改變污水中溶解氧的含量。通信協(xié)議公開(kāi)，不同產(chǎn)品可互連。（2）液位差輸入檢測(cè)。進(jìn)水系統(tǒng)主要有進(jìn)水管道和進(jìn)水泵房組成，進(jìn)水管道主要由粗格柵機(jī)和清污機(jī)組成，進(jìn)水泵房主要有兩臺(tái)潛水泵組成。(5）污泥脫水環(huán)節(jié)。(3）根據(jù)反饋回來(lái)的液位差狀態(tài)控制清污機(jī)的運(yùn)行與停止。西門子公司專門為S7—200系列PLC配置了模擬量輸入輸出模塊EM235，該模塊具有較高的分辨率和較強(qiáng)的輸出驅(qū)動(dòng)能力，可滿足控制系統(tǒng)的功能要求。變頻器的輸入端接至頻率固定的三相交流電，輸出端輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電。PWM只需控制逆變電路便可實(shí)現(xiàn)，與PAM相比電路簡(jiǎn)化了許多，因此在變頻調(diào)速中比較常用。該系統(tǒng)選用的變頻器是西門子MM430變頻器，具有多個(gè)繼電器輸出，具有多個(gè)模擬量輸出（0~20 mA），2 個(gè)模擬輸入：AIN1：0~10 V， 0~20 mA 和–10 至+10 V； AIN2：0~10 V， 0~20 mA，6 個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為NPN/PNP 接線。電動(dòng)機(jī)符合JB/ Y2系列(1P54)三相異步電動(dòng)機(jī)（機(jī)座號(hào)80～280）技術(shù)條件。用傳統(tǒng)的化學(xué)方法（如碘量滴定法）測(cè)定溶解液中的溶解氧是很費(fèi)時(shí)的，且成本很高，不能連續(xù)測(cè)量，而用滴汞電極（DME）的極譜分析最為簡(jiǎn)單。 ℃，自動(dòng)溫度補(bǔ)償：pH：（0~100）℃ 溶解氧：（0~45）℃，其他參數(shù)：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存：900組，通訊接口：RS232，電源：DC9V/300mA。（4）啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng)。（3）定時(shí)到后，若仍低于最低位傳感器，則停止?jié)撍眠\(yùn)行，否則潛水泵繼續(xù)運(yùn)行。污泥回流系統(tǒng)工作流程圖如圖48所示。為了使微生物的活動(dòng)最佳化，應(yīng)該使供氧量與消耗的氧量相等，或稍大一些。常規(guī)的PID控制器的描述如式（）所示：ni=0U n=kpEn+ki∑Ei+KdECn （）其中各參數(shù)代表的意義是：Un：控制器的輸出En：控制器偏差輸入ECn：系統(tǒng)誤差變化率kp：比例增益ki：積分增益kd：微分增益比例增益kp使控制器的輸入輸出成一一對(duì)應(yīng)比例關(guān)系。USS協(xié)議指令在STEP7—MICRO/WIN32指令樹(shù)的庫(kù)文件夾中，STEP7—MICRO/WIN32指令庫(kù)提供14個(gè)子程序、3個(gè)中斷程序和8條指令來(lái)支持USS協(xié)議。啟動(dòng)電源后按下手動(dòng)或自動(dòng)模式選擇按鈕，當(dāng)在手動(dòng)模式時(shí)，可通過(guò)各控制按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污水處理系統(tǒng)中各電機(jī)的控制運(yùn)行同時(shí)相應(yīng)的指示燈亮。③若液面處于最高位和最低位之間，啟動(dòng)污泥回流泵。軟件方面主要問(wèn)題在于程序編寫完畢后，需要首先在電腦上對(duì)程序進(jìn)行軟件仿真，主要檢查是否存在各種錯(cuò)誤，可利用西門子公司配套的仿真軟件。在這個(gè)過(guò)程中，使我學(xué)到了很多知識(shí)，積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了自己的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。③定時(shí)到后，若仍低于最低位傳感器，則停止?jié)撍眠\(yùn)行，否則潛水泵繼續(xù)運(yùn)行。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的檢查后，開(kāi)始具體調(diào)試。在污水的自動(dòng)控制中，混凝劑投加、氯氣投加和曝氣環(huán)節(jié)由于過(guò)程的復(fù)雜性、多變性、非線性和大滯后的特點(diǎn)，采用的PID控制算法難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確和高效的控制。氯氣投加自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖411所示。BOD的測(cè)定需費(fèi)時(shí)5天，且測(cè)定結(jié)果易受多種因素影響，誤差較大。47曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運(yùn)行和停止，其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。（3）2h定時(shí)到，運(yùn)行粗格柵機(jī)20min，循環(huán)進(jìn)行。圖41模式選擇流程圖 在手動(dòng)模式下，可單獨(dú)調(diào)試每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，如圖52所示。選用PH/溶解氧測(cè)量?jī)x型號(hào):SA29MP525。/ 6176。主要性能有：絕緣等級(jí)：F；防護(hù)等級(jí)：IP54或IP55；電壓：380V或415V；頻率：50Hz或60Hz；冷卻方式：IC411。在變頻器正常工作情況下，即kf＝km1時(shí)的機(jī)械特性如圖310所示。因此變頻的同時(shí)也要變壓，常用VVVF表示。強(qiáng)適應(yīng)性：“TH”防護(hù)處理，可以在濕熱的環(huán)境中使用。由于工業(yè)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(guò)程相對(duì)復(fù)雜，因此采用CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)。電氣控制柜是電氣控制的核心設(shè)備，主要包括變頻器、各類傳感器的輸入信號(hào)、PLC及其擴(kuò)展模塊等。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用是推進(jìn)水流，同時(shí)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。（1）數(shù)字量輸出。與各類人機(jī)界面的通信可完成PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時(shí)使用戶可通過(guò)操作界面功能控制PLC系統(tǒng)。軟硬件資源豐富，可適應(yīng)各種要求。SBR法與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時(shí)間順序來(lái)分割流程各單元，以時(shí)間分割操作代替空間分割操作，非穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)代替生化反應(yīng)，靜置理想沉淀代替動(dòng)態(tài)沉淀等。因此，在對(duì)除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般首選A2/O工藝。目前，工業(yè)污水處理的方法一般以生物處理法為主，輔以物理處理法和化學(xué)處理法。常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院第2章 工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)總體介紹城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過(guò)工業(yè)企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水，往往都排入排水系統(tǒng)。采用先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，在環(huán)保工程中廣泛采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，是推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。隨著環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對(duì)于各種污水進(jìn)行處理后排放成為各企業(yè)基本的要求。據(jù)報(bào)道我國(guó)人均擁有淡水量為2400噸，為世界平均值的1/4，在全球149個(gè)國(guó)家（參與統(tǒng)計(jì)國(guó)家中），我國(guó)人均淡水資源位居110位，屬于淡水資源貧乏的國(guó)家。 四、主要參考文獻(xiàn)：__張培山，[J].控制系統(tǒng),2006,5（1）： [D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué)出版社， 孫振強(qiáng)，王暉， [M].北京：清華大學(xué)出版社， 陶權(quán)， [M].廣州：.學(xué) 生（簽名） 年 月 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日系 主 任（簽名） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目基于s7200的工業(yè)污水處理一、 選題的背景和意義：水在人們的生活中扮演著不可缺少的角色，它在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力方面顯得舉足輕重。二、 課題研究的主要內(nèi)容： 用s7200plc實(shí)現(xiàn)對(duì)污水水位的控制 用傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)污水水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 用plc實(shí)現(xiàn)對(duì)武術(shù)現(xiàn)場(chǎng)所包含的各種有害物質(zhì)的自動(dòng)清除 用plc信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)超過(guò)設(shè)置報(bào)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào) 使經(jīng)過(guò)處理的污水達(dá)到國(guó)家的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)三、 主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：查閱資料、選定設(shè)計(jì)方案確定設(shè)計(jì)方案確定plc的類型及工藝流程編寫程序并進(jìn)行調(diào)試比較得出結(jié)論撰寫設(shè)計(jì)論文四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容~畢業(yè)設(shè)計(jì)選題~完成開(kāi)題報(bào)告、任務(wù)書并交指導(dǎo)教師 ~ 收集資料 ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（初稿） ~ 完成初稿并交指導(dǎo)老師 ~ 將畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行修改、充實(shí)、完善~確定最終稿件版本~ 打印并交最終上交稿件 答辯五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)：　　　　　　　　　　　　 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日六、系部意見(jiàn)：　　　　　　　　　　　 系主任簽名： 年 月 日基于S7200PLC的工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目 錄摘 要Abstract第1章 緒 論 1 1 2 2 2第2章 工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)總體介紹 4 4 常用的工業(yè)污水處理工藝 4： 6 7 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要求 7 8 8第3章 硬件系統(tǒng)配置 9 9 10 10 10 11 11 PLC選型 12 PLC的I/O資源配置 12 13 13 14 模擬量輸出部分 14 15 15 16(VVVF)原理 16 17 18 18 19 19 20第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 21 21 22 29 30 30 PID控制 31 PLC和變頻器通訊 31第5章 調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果 33 33 34 34 34第6章 結(jié) 論 36參考文獻(xiàn) 37答謝辭 38附錄 40摘 要目前，我國(guó)大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。但是我國(guó)工業(yè)用水耗費(fèi)高，重復(fù)利用水少，中水使用率不高，有關(guān)資料顯示，我國(guó)的工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為40%~50%。經(jīng)過(guò)“七五”、“八五”和“九五”期間的努力，我國(guó)在工業(yè)污水處理技術(shù)方面取得了較大的成就。世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來(lái)不同程度的環(huán)境污染，污水也是造成環(huán)境污染的來(lái)源之一。有機(jī)物的種類很多，其共性是在微生物的作用下被降解時(shí)，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程實(shí)際中，采用以下的幾個(gè)綜合污染指標(biāo)來(lái)表述：生物化學(xué)需氧量或生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand, BOD）mg/L、化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、總有機(jī)碳(Total Organic Carbon)