【文章內(nèi)容簡介】 周期。最長響應(yīng)時間：在一個掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號，這樣這個輸入信號在該掃描周期將不會發(fā)生變化，要等到下個掃描周期才能得到響應(yīng)，這時的響應(yīng)時間最長?！LC控制系統(tǒng)設(shè)計原則的設(shè)計步驟(1)　設(shè)計原則PLC控制系統(tǒng)是為工藝流程服務(wù)的，所以它首先要能很好地實現(xiàn)工藝提出的控制要求。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則。(a)　根據(jù)工藝流程進行設(shè)計，力求設(shè)計出來的控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。(b)　在滿足控制要求的前提下，盡量減少PLC系統(tǒng)硬件費用。(c)　考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮PLC的可擴展性。(d)　控制系統(tǒng)使用和維護方便、安全可靠。(2)　設(shè)計步驟，具體操作如下。 設(shè)計步驟示意圖(3)　控制要求分析在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)之前，必須對工藝過程進行細(xì)致的分析，詳細(xì)了解控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己所要完成的任務(wù)，并更好地完成任務(wù)，設(shè)計出令人滿意的控制系統(tǒng)。(4)　確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備(控制按鈕、開關(guān)、傳感器等)和輸出設(shè)備(接觸器、繼電器)。并根據(jù)所選用的輸入/輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，確定PLC的I/O點數(shù)。(a)　選擇合適PLC確定PLC的I/O點數(shù)后，就根據(jù)I/O點數(shù)、控制要求等來進行PLC的選擇。選擇包括機型、存儲器容量、輸入/輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。(b)　I/O點數(shù)分配點數(shù)分配就是規(guī)定PLC的I/O端子和輸入/輸出設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系，畫出I/O接線原理圖。(c)　PLC程序設(shè)計本階段就是根據(jù)控制對象和控制要求對PLC進行編程。首先把工藝流程分為若干階段，確定每一個階段的輸入信號和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，最后再進行程序編制。(d)　模擬調(diào)試程序編制好后，可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量，進行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。(e)　現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試就是將PLC與現(xiàn)場設(shè)備進行調(diào)試，在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實際問題，然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。(f)　整理技術(shù)文件這一步主要包括整理與技術(shù)有關(guān)的文檔，包括設(shè)計說明書、I/O接線原理圖、程序清單和使用說明書等[7]?！∥鬯幚鞵LC控制系統(tǒng)的設(shè)計分析　污水處理的過程本課題中的污水處理采用SBR污水生物處理工藝，即序批式間歇活性污泥法。這種工藝是按“進水、曝氣、沉淀、排水”步驟周期性進行生化反應(yīng)。從進水開始到排水結(jié)束算作一個周期[8]。污水池水泵污水處理后的污水肥料泥池風(fēng)機SBR池 SBR工藝流程基本工藝流程如下：(1)　進水進水閥門打開，污水通過粗格柵，經(jīng)過水泵，然后細(xì)格柵過濾到達SBR池。(2)　反應(yīng)反應(yīng)工序是SBR工藝最主要的一道工序。當(dāng)污水注入達到預(yù)定容積后，停止進水，空氣閥門打開。鼓風(fēng)機啟動，開始曝氣，同時潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾眠\行，可開始反應(yīng)操作，如驅(qū)除BOD、硝化、磷的吸收以及反硝化等。根據(jù)反應(yīng)需要達到的程度，進行曝氣和攪拌，并決定反應(yīng)的時間長短，必要時可投加藥劑。在進入沉淀工序前，應(yīng)進行短時間的微量曝氣，以吹脫污泥上黏附的氣泡或氮，以保證排泥順利進行。(3)　沉淀當(dāng)SBR池停止曝氣以后，空氣閥門關(guān)閉，潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾猛Ｖ惯\行，開始重力沉淀和泥水分離。(4)　排水SBR池水位到達最高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清夜(上面的清夜)由潷水器緩慢排出池外。當(dāng)池水位達到處理周期開始時的最低水位時，停止?jié)?。剩余污泥泵在潷水器停止運行后開始運行，排泥至儲泥池?！∥鬯幚砜刂屏鞒桃?SBR池循環(huán)周期為例加以說明：第一步：進水+曝氣。1SBR池開始進水設(shè)定時間為早8點，進水2h，通過1電動蝶閥控制，進水的同時1風(fēng)機開始曝氣，污泥回流泵1開啟，開始回流。第二步：2h后，1電動蝶閥停止進水，1回流泵停止回流；1風(fēng)機繼續(xù)曝氣。第三步：持續(xù)曝氣6h后，1風(fēng)機停止曝氣。第四步：靜置期1h。1SBR池靜置1h后，此時，水面分層，污泥沉降置底，上清液用潷水器排出。第五步：排水1h。靜置1h后，開始排水，1池內(nèi)1潷水器啟動，由上頂點緩慢向下移動，(可設(shè)為：下潛一小段距離后停住，潷水一定時間，再繼續(xù)下潛一小段距離，再停，再潷水，再下潛)；潷水器潛至下頂點潷水結(jié)束后，迅速自動升回至上頂點停住。至此，潷水1h結(jié)束。第六步：潷水1h結(jié)束后，至此，第一周期結(jié)束，開始下一循環(huán)周期進水，曝氣，回流。以后各周期依次類推。2SBR池與1SBR池間隔2個小時，開始進水，各步驟與1SBR池相同，只是在時間上相互順延。3SBR池與2SBR池相間隔2個小時，4與3SBR池相間隔2個小時，后續(xù)程序同1設(shè)定?！∩衔槐O(jiān)控管理機PLC通過通信電纜將采集參數(shù)傳送給上位監(jiān)控管理機，通過上位監(jiān)控管理機可實時監(jiān)測有關(guān)參數(shù)變化，并保留一段時間的數(shù)據(jù)，形成變化曲線。同時可以實時監(jiān)測所控設(shè)備工作狀態(tài)，具有設(shè)備故障報警、參數(shù)打印等功能[9,10]。4　硬件部分的設(shè)計　PLC的選擇由于設(shè)計的污水處理控制系統(tǒng)是應(yīng)用在小型規(guī)模的污水處理廠，本系統(tǒng)選用西門子小型PLC S7200系列，主機型號為CPU 224 XP，具有14個數(shù)字輸入點和10個數(shù)字輸出點，具有2個模擬輸入點和1個模擬輸出點?？梢杂糜诖胬^電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分的發(fā)揮其作用。S7200系列PLC在下列領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用：機床電氣、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、陶瓷工業(yè)、電力自動化設(shè)備、實驗室設(shè)備、電梯、中央空調(diào)、真空裝置、恒壓供水和化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制等。S7200系列PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，屬于在該系列PLC的典型應(yīng)用[11,12]?！/O分配表根據(jù)控制要求與設(shè)計方案，列出I/O分配表。 I/O分配表輸入信號復(fù)位自動狀態(tài)潷水器下潛限位潷水器上升限位風(fēng)機故障進水泵故障潷水器故障回流泵故障手動自動切換下潛潷水器手動上升潷水器手動回流泵手動風(fēng)機手動進水泵手動輸出信號下潛潷水器上升潷水器起停回流泵起停風(fēng)機起停進水泵　硬件電路接線圖根據(jù)實際PLC模塊，I/O分配表和I/O接線圖，連接PLC各模塊，并通過PC機聯(lián)機，實現(xiàn)程序控制要求。 PLC模塊連線圖　SBR污水處理系統(tǒng)設(shè)備SBR污水處理系統(tǒng)中所使用的動力設(shè)備(水泵、羅茨風(fēng)機、電動閥)，均采用三相交流異步電動機，電動機和電磁閥選配防水防潮型?！×_茨風(fēng)機羅茨風(fēng)機在污水處理系統(tǒng)中主要用于曝氣。主要用途有廢水處理、燃燒后灰燼處理；集塵裝置；排煙脫硫、環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備；排氣、干燥、空氣輸送；氣體及粉粒體輸送、水產(chǎn)養(yǎng)殖；利用空壓輸送、液體攪拌。主要特點有排出氣體不含油污。風(fēng)量穩(wěn)定，壓力變化對風(fēng)量影響小。特殊葉輪設(shè)計，高效率省能源。構(gòu)造簡單堅固、無故障。使用一級研磨齒輪，精度高、壽命長、低噪音。葉輪采用最新之龍門刨床四軸加工法，一次加工完成，使其具有更高之精密度。系統(tǒng)選用羅茨風(fēng)機：GRB100，風(fēng)量：179。/min，風(fēng)壓：7000mmAq，轉(zhuǎn)數(shù)1750r/min，功率：22kw?！』亓鞅没亓鞅迷谙到y(tǒng)中主要用于污泥回流。污泥回流泵是在潛水?dāng)嚢铏C生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的新型產(chǎn)品，該泵為二級污水處理廠混合液回流、反硝化脫氮的專用設(shè)備，亦可以用于地面排水時抽凈化水；灌溉和控制水道系統(tǒng)；廢水處理過程中再循環(huán)或泥漿抽吸回路中需要微揚程、大流量場所。系統(tǒng)選用回流泵：CP5(T)，流量：45m179。/h，揚程：15m，功率：?！鲬冶凼诫妱油茥U潷水器是序批式活性污泥法處理污水的專用排水設(shè)備。在工藝排水階段，通過控制電動推桿的伸縮，潷水器按時、按量的排放池內(nèi)上清液，從而使SBR反應(yīng)池進入下周期循環(huán)。主要特點采用寬堰口，薄層潷水，堰口下部的水體不受擾動，確保活性污泥不被帶出；水下部分均采用不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕性強；根據(jù)工藝要求，對潷水量及潷水深度可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整；工程投資少，運行成本低，可實現(xiàn)自動化運行。系統(tǒng)