【導(dǎo)讀】做好答辯準(zhǔn)備工作?；瞽h(huán)境、提高人民健康水平的主要手段之一。制技術(shù)先進(jìn)性、可擴(kuò)展性，同時(shí)兼顧降低系統(tǒng)造價(jià)。數(shù)少的特點(diǎn)，而這些都是PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。老化，頻繁出現(xiàn)控制故障。而PLC控制器以其技術(shù)成熟、通用性好、可靠性高、這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問(wèn)題特別。產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),其競(jìng)爭(zhēng)力將在未來(lái)市場(chǎng)中不斷接受考驗(yàn)。進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體。用PLC編程軟件STEP7-Micro/WIN，得出梯形圖程序，要求手動(dòng)與自動(dòng)控制；

　　

【正文】 L20 分別為污泥機(jī)運(yùn)行指示燈、 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻 反轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈、 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)指示燈、切割機(jī)運(yùn)行指示燈。 圖 24 PLC 輸出回路 其它詳細(xì)電路連線(xiàn)圖，請(qǐng)查看附錄 2，包括 4 張主電路、 1 一張 PLC 及擴(kuò)展、8 張 PLC 輸入回路、 3 張 PLC 輸出回路。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 采用西門(mén)子公司為 S7— 200 系列 PLC 開(kāi)發(fā)的 STEP 7— Micro/WIN SP8 作為編程軟件，上面介紹了污水處理控制系統(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。 系統(tǒng) 控制信號(hào) PLC 作為污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)的功能變得更多。與各類(lèi)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(hù)可通過(guò)操作界面功能控制 PLC 系統(tǒng)。由于 PLC 的 CPU 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得污水處理系統(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 。 利用 PLC 作為控制器的污水處理系統(tǒng)主要涉及 的控制信號(hào)有 ：一是輸入 信號(hào) ；二是輸出信號(hào)。 輸入信號(hào) 污水處理系統(tǒng)信號(hào)輸入檢測(cè)方面主要涉及 五 類(lèi)信號(hào)的監(jiān)測(cè)，主要包括：按鈕的輸入檢測(cè)、液位差的輸入檢測(cè)、液位高低的輸入檢測(cè) 、電機(jī)過(guò)載保護(hù)的輸入檢測(cè)， 以及曝氣池中含氧量的輸入檢測(cè)。 1）按鈕輸入檢測(cè)。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測(cè)，主要有自動(dòng)按鈕、手動(dòng)按鈕、格柵機(jī)啟動(dòng)按鈕、清污機(jī)啟動(dòng)按鈕、潛水泵啟動(dòng)按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動(dòng)按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機(jī)工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。 2）液位差輸 入檢測(cè)。檢測(cè)粗細(xì)格柵兩側(cè)液位差，用來(lái)控制清污機(jī)的啟動(dòng)與停止。 3）液位高低輸入檢測(cè)。檢測(cè)進(jìn)水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來(lái)控制潛水泵或污泥回流泵的啟動(dòng)和停止，以及投入運(yùn)行的潛水泵的數(shù)量。 4）電機(jī)過(guò)載保護(hù)的輸入檢測(cè)。電機(jī)電路中如果過(guò)載，電流過(guò)大，則熱繼電器發(fā)出一個(gè)信號(hào)，輸入到控制器中，通過(guò)程序來(lái)控制電機(jī)的停止，以免損壞電機(jī)。 5）含氧量輸入檢測(cè)。以上 四 種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。曝氣過(guò)程是污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測(cè)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 污水中的含氧量，并通過(guò)曝氣機(jī)增加或減少其 含氧量。通過(guò)將溶解氧儀設(shè)置在適當(dāng)位置上，將檢測(cè)值反饋到 PLC 中，通過(guò)運(yùn)算輸出控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)溶解氧值偏低時(shí)，降低了微生物分解的效果，延長(zhǎng)了處理時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致處理失效，因此需要增加曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以增加供氧量；當(dāng)溶解氧值偏高時(shí)，導(dǎo)致微生物過(guò)氧化，降低了其活性，也不利于處理，因此減小曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速以減少供氧量，最終使污水中的溶解氧保持在一定的范圍內(nèi)。 輸出信號(hào) 信號(hào)輸出部分主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是數(shù)字量輸出，即各類(lèi)設(shè)備的接觸器；另外一個(gè)是模擬量輸出，用來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器。 1）數(shù)字量輸出?？刂聘?類(lèi)設(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。 2）模擬量輸出 。 通過(guò) PLC 中運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，通過(guò)其功能模塊輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到控制污水中含氧量的要求。 系統(tǒng) 總體控制 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，總體控制是選擇自 動(dòng) 控制還是手動(dòng)控制，總體控制流程如圖 31 所示。 圖 31 總體控制流程圖 系統(tǒng) 手動(dòng)控制 在手動(dòng) 控制 模式下，可單獨(dú)調(diào)試每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，如圖 32 所示。 在此 控制 模式下，可以通過(guò)按鈕對(duì)格柵機(jī)、清污機(jī)、 污泥回流泵、 轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)、 潛水泵、離心式脫水機(jī)、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、 刮泥機(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， 也可武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 以進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動(dòng)， 以檢測(cè)調(diào)試性能。 圖 32 手動(dòng)控制 工藝框 圖 系統(tǒng) 自動(dòng)控制 處于自動(dòng) 控制 方式時(shí)，系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)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?機(jī) 和刮泥機(jī)。 2）啟動(dòng)粗格柵 系統(tǒng)。 3）啟動(dòng)潛水泵 系統(tǒng) 。 4）啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng)。 5）啟動(dòng)曝氣系統(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 33 所示。 在自動(dòng)控制 工藝框圖 中，調(diào)用各個(gè)控制系統(tǒng)的 子 程序，主要包括粗格柵系統(tǒng)程序、潛水泵 系統(tǒng) 程序、細(xì)格柵系統(tǒng)程序、曝氣系統(tǒng)程序、污泥回流泵系統(tǒng)程序 、武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 變頻器程序、初始化程序 ， 以及污泥脫水系統(tǒng)程序。 圖 33 自動(dòng)控制 工藝框 圖 粗格柵系統(tǒng) 粗格柵系統(tǒng)程序主要控制粗格柵機(jī)和 1清污機(jī) 的運(yùn)行，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)檢查液面差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng) 1清污機(jī)。 5）液面差值低于設(shè)定值，停止 1清污機(jī)運(yùn)行。 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖如圖 34 所示。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 34 粗格柵系統(tǒng)流程圖 細(xì)格柵 系統(tǒng) 細(xì)格柵系統(tǒng)程序主要控制細(xì)格柵機(jī)和 2清污機(jī)的運(yùn)行，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)液面差，若超過(guò)設(shè)定值則啟動(dòng) 2清污機(jī)。 5）液面差低于設(shè)定值，停止 2清污機(jī)運(yùn)行。 細(xì) 格柵系統(tǒng)工作流程圖如圖 35 所示。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 35 細(xì)格柵系統(tǒng)流程圖 潛水泵系統(tǒng) 潛水泵程序主要控制 2 臺(tái) 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) 1潛水泵。 2）檢測(cè)液面高度，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 1潛水泵運(yùn)行，否則 1潛水泵繼續(xù)運(yùn)行。 4）檢測(cè)液面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，若液面仍處于 中位和高位傳感器之間 ，則啟動(dòng) 2潛水泵。 6）若液面仍持續(xù)處于高位傳感器，則輸出報(bào)警信號(hào)。 潛水泵 系統(tǒng) 工作流程圖如圖 36 所示。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 36 潛水泵系統(tǒng)流程圖 曝氣系統(tǒng) 曝氣系統(tǒng)程序主要對(duì)兩臺(tái)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)運(yùn)行、調(diào)速及停止的控制， 其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面 。 1）啟動(dòng) 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，進(jìn)行變頻運(yùn)行。 2）檢測(cè)含氧量和變頻器速度，若含氧量小于設(shè)定值且變頻器速度大于等于100%，則 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行， 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)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(jī)工頻運(yùn)行。 4）若含氧量大于設(shè)定值，則 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行。 5）若還是含氧量大于設(shè)定值，則切除 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行，并且啟動(dòng) 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行。 曝氣系統(tǒng)工作流程圖如圖 37 所示。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 37 曝氣系統(tǒng)流程圖 污泥回流系統(tǒng) 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)液面高低，若低于最低位傳感器，啟動(dòng)定時(shí)。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 2）定時(shí)到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運(yùn)行。 3）若液面處于最高位和最低位之間 時(shí) ，啟動(dòng)污泥回流泵。 4）檢測(cè)液面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）若液面高于最高位傳感器時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)。 6）定時(shí)到，若液面 仍然 處于最高位傳感器時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào) 并停止污泥回流泵 。 污泥回流 系統(tǒng)工作流程圖如圖 38 所示。 圖 38 污泥回流系統(tǒng)流程圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 污泥脫水系統(tǒng) 污泥脫水系統(tǒng)工作流程圖如圖 39 所示。 圖 39 污泥脫水系統(tǒng)流程圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 污泥脫水系統(tǒng)程序主要控制離心式脫水機(jī) 等設(shè)備的運(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)始首先啟動(dòng)離心式脫水機(jī)，啟動(dòng)定時(shí)。 2）定時(shí)到，啟動(dòng)聚合物泵，啟動(dòng)定時(shí)。 3）定時(shí)到，啟動(dòng)污泥 機(jī) 和切割機(jī)。 軟元件的定義 在設(shè)計(jì)程序過(guò)程中，會(huì)用 到許多寄存器、定時(shí)器等軟元件，為了便于編程及修改，在程序編寫(xiě)前應(yīng)先列出可能用到的軟元件，如表 31 所示。 表 31 軟元件設(shè)置 元件 意義 內(nèi)容 備注 系統(tǒng)停止標(biāo)志 On 有效 手動(dòng)方式標(biāo)志 On 有效 自動(dòng)方式標(biāo)志 On 有效 自動(dòng)方式啟動(dòng)標(biāo)志 On 有效 粗格柵機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 1清污機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 1潛水泵運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2潛水泵運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 細(xì)格柵機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2清污機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 分離機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻正轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 潛水?dāng)嚢铏C(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 刮泥機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 污泥回流泵運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 離心式脫水機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 聚合物泵運(yùn)行標(biāo) 志 On 有效 污泥 機(jī) 運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 切割機(jī)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 續(xù)表 31 元件 意義 內(nèi)容 備注 粗格柵機(jī)停止標(biāo)志 On 有效 粗格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù) On 有效 進(jìn)水泵房液面低于最低位 On 有效 潛水泵房報(bào)警 On 有效 細(xì)格柵機(jī)停止標(biāo)志 On 有效 細(xì)格柵機(jī)定時(shí)脈沖計(jì)數(shù) On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī) 工頻 轉(zhuǎn) 變 頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 切除 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)變頻運(yùn)行且 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī) 變頻運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 回流泵房液面低于最低位標(biāo)志 On 有效 回流泵房液面 低 于最高位標(biāo)志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)工頻反轉(zhuǎn)運(yùn)行標(biāo)志 On 有效 回流泵房液面高于最高位標(biāo)志 On 有效 回流泵房報(bào)警 On 有效 USS_INIT 指令執(zhí)行完成標(biāo)志 On 有效 USS_RPM_R 指令執(zhí)行完成標(biāo)志 On 有效 C1 粗格柵機(jī) 2h 定時(shí)中間計(jì)數(shù)器 10 C2 細(xì)格柵機(jī) 2h 定時(shí)中間計(jì)數(shù)器 10 T33 時(shí)鐘脈沖 5 50ms T37 粗格柵機(jī)運(yùn)行時(shí)間 120xx 20min T38 粗格柵機(jī)停止時(shí)間定時(shí) 7200 12min T39 進(jìn)水泵房液面低于最低位定時(shí)