【導(dǎo)讀】普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。污水處理系統(tǒng)中的曝氣過(guò)程控制、數(shù)據(jù)通訊和監(jiān)控管理是急。需解決的只要問(wèn)題。中國(guó)污水處理自控系統(tǒng)相對(duì)落后,污水處理成本居高不下,運(yùn)行效果,減少運(yùn)行費(fèi)用,具有重要意義。本文介紹了工廠污水處理的基本工藝和。流程,并通過(guò)研究設(shè)計(jì)一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)。以及設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟,來(lái)說(shuō)明PLC在污水處理過(guò)程中的應(yīng)用。停、狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)和信號(hào)采集等,最后按照工藝要求設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng),其中包括PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制PLC程序。

　　

【正文】 和 標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)壽命 :機(jī)械壽命高達(dá) 2020 萬(wàn)次 。電壽命高達(dá) 200 萬(wàn)次。強(qiáng)適應(yīng)性 :“ TH”防護(hù)處理 ,可以在濕熱的環(huán)境中使用。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。強(qiáng)通用性 :具有 50Hz60Hz 通用線圈 ,可以全世界通用。模塊化 :產(chǎn)品本體上可以附加輔助觸頭 ,通電 /斷電延時(shí)觸頭 ,機(jī)械閉鎖等模塊。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星 三角起動(dòng)器。 (4)液位差計(jì) ? 對(duì)格柵機(jī)的清污機(jī)進(jìn)行控制 ,需要監(jiān)測(cè)格柵機(jī)兩側(cè)的液面差 ,在該系統(tǒng)中利用液位差計(jì) ,該系統(tǒng)選用的超聲波液位差計(jì)型號(hào) :XL60YI4000。粗格柵、細(xì)格柵各 安裝了一臺(tái)超聲波液位差計(jì) ,通過(guò)格柵機(jī)前后的液位差來(lái)反映格柵機(jī)阻塞程度 ,并傳輸?shù)?PLC 控制器 ,進(jìn)行分析計(jì)算。當(dāng)液位差超過(guò)預(yù)設(shè)值后 ,系統(tǒng)控制清污機(jī)運(yùn)行 ,清除大顆粒的污染物質(zhì) ,保障污水流動(dòng)暢通 。在液位差未超過(guò)設(shè)定值時(shí) ,清污機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài) ,這樣就可以大大減少設(shè)備損耗。 ? 超聲波液位差計(jì)精度較高 ,且有多種量程可供選擇 ,其輸出信號(hào)有一下三種 :可編程繼電器輸出、高精度 4~20mA 模擬信號(hào)輸出、 RS485 通信口輸出 ,可根據(jù)需要的信號(hào)選擇輸出 ,作為 PLC 的輸入信號(hào)。該系統(tǒng)選用的超聲波液位差計(jì)型號(hào) :XL60YI4000。工作溫度 :?20~60℃ ?,工作電壓 :AC220V 或 ?DC24V,工作壓力 :常壓 ,差值精度 :177。 3mm 或 %FS(取其較大者 ),重復(fù)精度 :1‰ ,分辨率 :1mm?,方 ?向 ?角 :4176。 /?6176。 (全角 ),工作頻率 :13KHz~40KHz(因型號(hào)規(guī)格而不同 ),信號(hào)輸出 :RS48 Modbus、標(biāo)準(zhǔn)的 420mA 電流信號(hào)和多路開(kāi)關(guān)量輸出。采用先進(jìn)的嵌入式微處理技術(shù) ,使其測(cè)控儀器達(dá)到了高度的數(shù)字化和智能化。它集超聲波傳感器、溫度補(bǔ)償電路、運(yùn)算主機(jī)為一體的非接觸式液位差 測(cè)量?jī)x器。超聲波液位差計(jì)具有精度高 ,壽命 長(zhǎng) ,穩(wěn)定可靠 ,安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。 5 溶解氧儀 ? 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(cè)水質(zhì)和環(huán)境污染程度的主要指標(biāo)。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。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難 ,但在一些生物介質(zhì)中就失效。為了消除上述困難 ,膜覆蓋氧電極誕生了 ,它最初是由 Clark在 1956年提出的 ,故而得名 Clark 氧電 極。這種電極利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機(jī)及無(wú)機(jī)溶質(zhì)的原理 ,保護(hù)電極不與這類(lèi)還原物質(zhì)緊密接觸 ,從而使傳感器的靈敏度不受影響。當(dāng)前用來(lái)測(cè)量水中溶解氧濃度最常用的儀器就是電化學(xué)傳感器 (例如 Clark 傳感器 )。它是根據(jù)電池原理而設(shè)計(jì)的 ,本身就是個(gè)電池 ,不需要外加電壓 ,可通過(guò)測(cè)量電解電流來(lái)測(cè)量溶解氧濃度。測(cè)量時(shí)將其放入待測(cè)溶液 ,水質(zhì)溶解氧透過(guò)透氧膜 ,溶解于膜與電極之間的電解液薄層中 ,當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載電路時(shí) ,氧在陰極表面上發(fā)生還原反應(yīng)。對(duì)結(jié)構(gòu)和透氧膜確定的傳感器而言 ,在一定溫度下 ,氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓 成正比。因此 ,測(cè)定電流即可知氧濃度。選用 PH/溶解氧測(cè)量?jī)x型號(hào) :SA29MP525 。 測(cè) 量 范 圍 :pH:(~)pH?mV: 177。?mV,溶解氧 :(0~)mg/Lppm。(0~)%?溫度 :(10~110) ℃精確度 :pH:177。 ?pH?mV:177。 %?FS?溶解氧 :177。 ?mg/L?溫度 :177。 ?℃ ,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。其特 點(diǎn)是高精度的 pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。配用2503 型 pH 電極 ,可用于離子強(qiáng)度較低、渾濁液體和膠體溶液的測(cè)量。可設(shè)定高純水和加氨純水二種特殊的 pH 測(cè)量模式 ,適合電力、石化等行業(yè)使用。新型的溶氧電極有鹽度測(cè)試功能 ,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鹽度補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償 。儀器內(nèi)置氣壓傳感器 ,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣壓補(bǔ)償。極譜型溶氧電極 ,極化時(shí)間短 ,響應(yīng)快 ,測(cè)量準(zhǔn)確。 第 5章 軟件部分的設(shè)計(jì) 采用西門(mén)子公司為 S7?200系列 PLC開(kāi)發(fā)的STEP7?Micro/WIN32 作為編程軟件 ,上面介紹了工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控 制部分的結(jié)構(gòu) ,硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)基本完成后 ,就要開(kāi)始軟件部分的設(shè)計(jì) ,根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況及 PLC 控制系統(tǒng)I/O 的分配情況 ,進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)。在軟件的設(shè)計(jì)中 ,首先按照需要實(shí)現(xiàn)的功能要求做出流程框圖 ,其次按照不同功能編寫(xiě)不同功能模塊 ,這樣寫(xiě)出的程序條例清晰 ,既方便編寫(xiě) ,也便于調(diào)試。 總體流程設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求 ,控制方式分為手動(dòng)和自動(dòng)。 處于手動(dòng)方式時(shí) ,可以通過(guò)按鈕對(duì)粗細(xì)格柵機(jī)、清污機(jī)、轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)、污泥回流機(jī)機(jī) ,以及各類(lèi)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。每個(gè)設(shè)備可以單獨(dú)運(yùn)行 ,也可單獨(dú)調(diào)試每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行 ,以測(cè)試設(shè)備的性能。如圖所示 : 手動(dòng)操作模式流程圖 處于自動(dòng)方式時(shí) ,系統(tǒng)上電后 ,按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)按鈕后系統(tǒng)運(yùn)行 ,系統(tǒng)開(kāi)始工作 ,其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面 : (1)系統(tǒng)上電后 ,按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)按鈕 ,啟動(dòng)潛水?dāng)嚢杵骱凸文鄼C(jī) 。 (2)啟動(dòng)粗格柵系統(tǒng) 。 (3)啟動(dòng)潛水泵 。 (4)啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng) 。 (5)啟動(dòng)曝氣沉砂系統(tǒng) 。 (6)啟動(dòng)污泥回流系統(tǒng) 。 (7)啟動(dòng)污泥 脫水系統(tǒng)。 以上工作過(guò)程并不是順序控制方式 ,而是按照 PLC 檢測(cè)到傳感器狀態(tài)進(jìn)行啟動(dòng) ,如圖所示 : 自動(dòng)操作模式流程圖 在自動(dòng)控制模式流程圖中 ,調(diào)用了各個(gè)控制系統(tǒng)的程序 ,主要包括粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣沉砂系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序以及污泥脫水系統(tǒng)程序。以下將分別介紹各個(gè)子程序的工作過(guò)程。 粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機(jī)和清污機(jī)的運(yùn)行 ,其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面 : (1)自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始啟動(dòng)粗格柵機(jī) ,定時(shí) 20min。 (2)定時(shí)到 ,停止運(yùn)行粗格柵機(jī) 2h。 (3)2h 定時(shí)到 ,運(yùn)行粗格柵機(jī) 20min,循環(huán)進(jìn)行 。 (4)同時(shí)檢查液位差 ,若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)清污機(jī) 。 (5)液位差值低于設(shè)定值 ,停止清污機(jī)運(yùn)行。 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖如圖所示 : 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖 潛水泵程序主要控制潛水泵的運(yùn)行和停止 ,其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面 : (1)自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始啟動(dòng)潛水泵 。 (2)檢測(cè)液位高度 ,低于最低位傳感器時(shí) ,開(kāi)始定時(shí)防止誤判 。 (3)定時(shí)到后 ,若仍低于最低位傳感器 ,則停止?jié)?水泵運(yùn)行 ,否則潛水泵繼續(xù)運(yùn)行 。 (4)檢測(cè)液位處于中位和高位傳感器之間時(shí) ,開(kāi)始定時(shí)防止誤判 。 (5)定時(shí)到后 ,若液位仍持續(xù)處于高位傳感器 ,則輸出報(bào)警信號(hào)。 潛水泵工作流程圖如圖所示 : 潛水泵工作流程圖 細(xì)格柵系統(tǒng)程序與粗格柵系統(tǒng)程序相似 ,主要控制細(xì)格柵機(jī)和清污機(jī)的運(yùn)行 ,其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面 : (1)自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始 ,啟動(dòng)細(xì)格柵機(jī) ,定時(shí) 20min。 (2)定時(shí)到 ,停止運(yùn)行細(xì)格柵機(jī) 2h。 (3)2h 定時(shí)到 ,運(yùn)行細(xì)格柵機(jī) 20min,循環(huán)進(jìn)行 。 (4)同時(shí)檢測(cè)液位差 ,若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng)清污機(jī) 。 (5)液位差低于設(shè)定值 ,停止清污機(jī)的運(yùn)行。 細(xì)格柵機(jī)的工作流程圖如圖所示 : 細(xì)格柵系統(tǒng)工作流程圖 曝氣沉砂系統(tǒng)工作流程圖如圖所示 : 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 : (1)自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始首先檢測(cè)液位高低 ,若低于最低位傳感器 ,則啟動(dòng)定時(shí) 。 (2)定時(shí)到 ,若液位仍低于最低位傳感器則停止回流泵運(yùn)行 。 (3)若液位處于最高位和最 低位之間 ,啟動(dòng)污泥回流泵 。 (4)若液位高于最高位傳感器時(shí) ,啟動(dòng)定時(shí) 。 (5)定時(shí)到 ,若液位仍處于最高位傳感器時(shí) ,輸出報(bào)警信號(hào)。 污泥回流系統(tǒng)工作流程圖如圖所示 : 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(jī) ,啟動(dòng)定時(shí) : (1)自動(dòng)過(guò)程開(kāi)始首先啟動(dòng)離心式脫水