【導讀】普遍低于世界標準。污水處理系統(tǒng)中的曝氣過程控制、數(shù)據(jù)通訊和監(jiān)控管理是急。需解決的只要問題。中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后,污水處理成本居高不下,運行效果,減少運行費用,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,并通過研究設計一套基于PLC控制的污水處理系統(tǒng)。以及設計PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟,來說明PLC在污水處理過程中的應用。停、狀態(tài)信號、故障信號和信號采集等,最后按照工藝要求設計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 標準。長壽命 :機械壽命高達 2020 萬次 。電壽命高達 200 萬次。強適應性 :“ TH”防護處理 ,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 ,不影響產(chǎn)品正常工作。強通用性 :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 /斷電延時觸頭 ,機械閉鎖等模塊。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星 三角起動器。 (4)液位差計 ? 對格柵機的清污機進行控制 ,需要監(jiān)測格柵機兩側的液面差 ,在該系統(tǒng)中利用液位差計 ,該系統(tǒng)選用的超聲波液位差計型號 :XL60YI4000。粗格柵、細格柵各 安裝了一臺超聲波液位差計 ,通過格柵機前后的液位差來反映格柵機阻塞程度 ,并傳輸?shù)?PLC 控制器 ,進行分析計算。當液位差超過預設值后 ,系統(tǒng)控制清污機運行 ,清除大顆粒的污染物質 ,保障污水流動暢通 。在液位差未超過設定值時 ,清污機處于停止狀態(tài) ,這樣就可以大大減少設備損耗。 ? 超聲波液位差計精度較高 ,且有多種量程可供選擇 ,其輸出信號有一下三種 :可編程繼電器輸出、高精度 4~20mA 模擬信號輸出、 RS485 通信口輸出 ,可根據(jù)需要的信號選擇輸出 ,作為 PLC 的輸入信號。該系統(tǒng)選用的超聲波液位差計型號 :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 ),重復精度 :1‰ ,分辨率 :1mm?,方 ?向 ?角 :4176。 /?6176。 (全角 ),工作頻率 :13KHz~40KHz(因型號規(guī)格而不同 ),信號輸出 :RS48 Modbus、標準的 420mA 電流信號和多路開關量輸出。采用先進的嵌入式微處理技術 ,使其測控儀器達到了高度的數(shù)字化和智能化。它集超聲波傳感器、溫度補償電路、運算主機為一體的非接觸式液位差 測量儀器。超聲波液位差計具有精度高 ,壽命 長 ,穩(wěn)定可靠 ,安裝維護方便等特點。 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 ,是檢測水質和環(huán)境污染程度的主要指標。用傳統(tǒng)的化學方法 (如碘量滴定法 )測定溶解液中的溶解氧是很費時的 ,且成本很高 ,不能連續(xù)測量 ,而用滴汞電極(DME)的極譜分析最為簡單。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應用。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及無機溶質的原理 ,保護電極不與這類還原物質緊密接觸 ,從而使傳感器的靈敏度不受影響。當前用來測量水中溶解氧濃度最常用的儀器就是電化學傳感器 (例如 Clark 傳感器 )。它是根據(jù)電池原理而設計的 ,本身就是個電池 ,不需要外加電壓 ,可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時將其放入待測溶液 ,水質溶解氧透過透氧膜 ,溶解于膜與電極之間的電解液薄層中 ,當兩輸出端接上負載電路時 ,氧在陰極表面上發(fā)生還原反應。對結構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 ,測定電流即可知氧濃度。選用 PH/溶解氧測量儀型號 :SA29MP525 。 測 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。 ?℃ ,自動溫度補償 :pH:(0~100)℃ ?溶解氧 :(0~45)℃ ,其他參數(shù) :數(shù)據(jù)儲存 :900 組 ,通訊接口 :RS232,電源 :DC9V/300mA。其特 點是高精度的 pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。配用2503 型 pH 電極 ,可用于離子強度較低、渾濁液體和膠體溶液的測量。可設定高純水和加氨純水二種特殊的 pH 測量模式 ,適合電力、石化等行業(yè)使用。新型的溶氧電極有鹽度測試功能 ,自動實現(xiàn)鹽度補償和溫度補償 。儀器內置氣壓傳感器 ,自動實現(xiàn)氣壓補償。極譜型溶氧電極 ,極化時間短 ,響應快 ,測量準確。 第 5章 軟件部分的設計 采用西門子公司為 S7?200系列 PLC開發(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)的結構、工作原理和電氣控 制部分的結構 ,硬件結構的總體設計基本完成后 ,就要開始軟件部分的設計 ,根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設計情況及 PLC 控制系統(tǒng)I/O 的分配情況 ,進行軟件編程設計。在軟件的設計中 ,首先按照需要實現(xiàn)的功能要求做出流程框圖 ,其次按照不同功能編寫不同功能模塊 ,這樣寫出的程序條例清晰 ,既方便編寫 ,也便于調試。 總體流程設計 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求 ,控制方式分為手動和自動。 處于手動方式時 ,可以通過按鈕對粗細格柵機、清污機、轉碟曝氣機、污泥回流機機 ,以及各類泵進行控制 ,對于轉碟曝氣機的控制 ,可以通過按鈕 增大或減小變頻器的頻率來改變其速度 ,以檢測調試性能。每個設備可以單獨運行 ,也可單獨調試每個設備的運行 ,以測試設備的性能。如圖所示 : 手動操作模式流程圖 處于自動方式時 ,系統(tǒng)上電后 ,按下自動啟動確認按鈕后系統(tǒng)運行 ,系統(tǒng)開始工作 ,其工作過程包括以下幾個方面 : (1)系統(tǒng)上電后 ,按下自動啟動確認按鈕 ,啟動潛水攪拌器和刮泥機 。 (2)啟動粗格柵系統(tǒng) 。 (3)啟動潛水泵 。 (4)啟動細格柵系統(tǒng) 。 (5)啟動曝氣沉砂系統(tǒng) 。 (6)啟動污泥回流系統(tǒng) 。 (7)啟動污泥 脫水系統(tǒng)。 以上工作過程并不是順序控制方式 ,而是按照 PLC 檢測到傳感器狀態(tài)進行啟動 ,如圖所示 : 自動操作模式流程圖 在自動控制模式流程圖中 ,調用了各個控制系統(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子程序的工作過程。 粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機和清污機的運行 ,其工作過程包括以下幾個方面 : (1)自動過程開始啟動粗格柵機 ,定時 20min。 (2)定時到 ,停止運行粗格柵機 2h。 (3)2h 定時到 ,運行粗格柵機 20min,循環(huán)進行 。 (4)同時檢查液位差 ,若超過設定值則啟動清污機 。 (5)液位差值低于設定值 ,停止清污機運行。 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行和停止 ,其工作過程包括以下幾個方面 : (1)自動過程開始啟動潛水泵 。 (2)檢測液位高度 ,低于最低位傳感器時 ,開始定時防止誤判 。 (3)定時到后 ,若仍低于最低位傳感器 ,則停止?jié)?水泵運行 ,否則潛水泵繼續(xù)運行 。 (4)檢測液位處于中位和高位傳感器之間時 ,開始定時防止誤判 。 (5)定時到后 ,若液位仍持續(xù)處于高位傳感器 ,則輸出報警信號。 潛水泵工作流程圖如圖所示 : 潛水泵工作流程圖 細格柵系統(tǒng)程序與粗格柵系統(tǒng)程序相似 ,主要控制細格柵機和清污機的運行 ,其工作過程包括以下幾個方面 : (1)自動過程開始 ,啟動細格柵機 ,定時 20min。 (2)定時到 ,停止運行細格柵機 2h。 (3)2h 定時到 ,運行細格柵機 20min,循環(huán)進行 。 (4)同時檢測液位差 ,若超過設定值則啟動清污機 。 (5)液位差低于設定值 ,停止清污機的運行。 細格柵機的工作流程圖如圖所示 : 細格柵系統(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行和停止 ,其工作過程包括以下幾個方面 : (1)自動過程開始首先檢測液位高低 ,若低于最低位傳感器 ,則啟動定時 。 (2)定時到 ,若液位仍低于最低位傳感器則停止回流泵運行 。 (3)若液位處于最高位和最 低位之間 ,啟動污泥回流泵 。 (4)若液位高于最高位傳感器時 ,啟動定時 。 (5)定時到 ,若液位仍處于最高位傳感器時 ,輸出報警信號。 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 ,啟動定時 : (1)自動過程開始首先啟動離心式脫水