【導(dǎo)讀】做好答辯準備工作?；瞽h(huán)境、提高人民健康水平的主要手段之一。制技術(shù)先進性、可擴展性，同時兼顧降低系統(tǒng)造價。數(shù)少的特點，而這些都是PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。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、這些國家經(jīng)濟發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問題特別。產(chǎn)權(quán)保護意識的加強,其競爭力將在未來市場中不斷接受考驗。進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，要求手動與自動控制；

　　

【正文】 L20 分別為污泥機運行指示燈、 1轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻 反轉(zhuǎn)運行指示燈、 2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻反轉(zhuǎn)指示燈、切割機運行指示燈。 圖 24 PLC 輸出回路 其它詳細電路連線圖，請查看附錄 2，包括 4 張主電路、 1 一張 PLC 及擴展、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（論文） 16 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 采用西門子公司為 S7— 200 系列 PLC 開發(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)計基本完成后，就要開始軟件部分的設(shè)計，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制 要求和硬件部分的設(shè)計情況及 PLC 控制系統(tǒng) I/O 的分配情況，進行軟件編程設(shè)計。在軟件的設(shè)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(diào)試。 系統(tǒng) 控制信號 PLC 作為污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計過程變得更加簡單，可實現(xiàn)的功能變得更多。與各類人機界面的通信可完成 PLC 控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時使用戶可通過操作界面功能控制 PLC 系統(tǒng)。由于 PLC 的 CPU 強大的網(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，并且也可實現(xiàn)其遠程監(jiān)控 。 利用 PLC 作為控制器的污水處理系統(tǒng)主要涉及 的控制信號有 ：一是輸入 信號 ；二是輸出信號。 輸入信號 污水處理系統(tǒng)信號輸入檢測方面主要涉及 五 類信號的監(jiān)測，主要包括：按鈕的輸入檢測、液位差的輸入檢測、液位高低的輸入檢測 、電機過載保護的輸入檢測， 以及曝氣池中含氧量的輸入檢測。 1）按鈕輸入檢測。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測，主要有自動按鈕、手動按鈕、格柵機啟動按鈕、清污機啟動按鈕、潛水泵啟動按鈕、潛水攪拌機啟動按鈕、污泥回流泵按鈕、曝氣機工頻、變頻按鈕，以及變頻加速減速按鈕等。 2）液位差輸 入檢測。檢測粗細格柵兩側(cè)液位差，用來控制清污機的啟動與停止。 3）液位高低輸入檢測。檢測進水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用來控制潛水泵或污泥回流泵的啟動和停止，以及投入運行的潛水泵的數(shù)量。 4）電機過載保護的輸入檢測。電機電路中如果過載，電流過大，則熱繼電器發(fā)出一個信號，輸入到控制器中，通過程序來控制電機的停止，以免損壞電機。 5）含氧量輸入檢測。以上 四 種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。曝氣過程是污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，為了保證微生物所需要的氧氣，必須檢測武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 污水中的含氧量，并通過曝氣機增加或減少其 含氧量。通過將溶解氧儀設(shè)置在適當位置上，將檢測值反饋到 PLC 中，通過運算輸出控制曝氣機的轉(zhuǎn)速信號。當溶解氧值偏低時，降低了微生物分解的效果，延長了處理時間，嚴重時甚至導(dǎo)致處理失效，因此需要增加曝氣機轉(zhuǎn)速以增加供氧量；當溶解氧值偏高時，導(dǎo)致微生物過氧化，降低了其活性，也不利于處理，因此減小曝氣機轉(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 信號輸出部分主要包括兩個方面：一個是數(shù)字量輸出，即各類設(shè)備的接觸器；另外一個是模擬量輸出，用來控制曝氣機變頻器。 1）數(shù)字量輸出?？刂聘?類設(shè)備的啟動和停止，包括：格柵機啟停、清污機啟停、潛水泵啟停、潛水攪拌器啟停、污泥回流泵等設(shè)備。 2）模擬量輸出 。 通過 PLC 中運算后的數(shù)據(jù)，通過其功能模塊輸出控制信號，該控制信號輸入到變頻器的控制端子上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制曝氣機的轉(zhuǎn)速，最后達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 控制還是手動控制，總體控制流程如圖 31 所示。 圖 31 總體控制流程圖 系統(tǒng) 手動控制 在手動 控制 模式下，可單獨調(diào)試每個設(shè)備的運行，如圖 32 所示。 在此 控制 模式下，可以通過按鈕對格柵機、清污機、 污泥回流泵、 轉(zhuǎn)碟曝氣機、 潛水泵、離心式脫水機、潛水攪拌機、 刮泥機，以及各類泵進行控制，對于轉(zhuǎn)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， 也可武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 以進行正反轉(zhuǎn)動， 以檢測調(diào)試性能。 圖 32 手動控制 工藝框 圖 系統(tǒng) 自動控制 處于自動 控制 方式時，系統(tǒng)上電后，按下自動啟動確認后系統(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 機 和刮泥機。 2）啟動粗格柵 系統(tǒng)。 3）啟動潛水泵 系統(tǒng) 。 4）啟動細格柵系統(tǒng)。 5）啟動曝氣系統(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 33 所示。 在自動控制 工藝框圖 中，調(diào)用各個控制系統(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（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和 1清污機 的運行，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）同時檢查液面差，若超過設(shè)定值則啟動 1清污機。 5）液面差值低于設(shè)定值，停止 1清污機運行。 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（論文） 20 圖 34 粗格柵系統(tǒng)流程圖 細格柵 系統(tǒng) 細格柵系統(tǒng)程序主要控制細格柵機和 2清污機的運行，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）同時檢測液面差，若超過設(shè)定值則啟動 2清污機。 5）液面差低于設(shè)定值，停止 2清污機運行。 細 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（論文） 21 圖 35 細格柵系統(tǒng)流程圖 潛水泵系統(tǒng) 潛水泵程序主要控制 2 臺 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 1潛水泵。 2）檢測液面高度，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 1潛水泵運行，否則 1潛水泵繼續(xù)運行。 4）檢測液面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，若液面仍處于 中位和高位傳感器之間 ，則啟動 2潛水泵。 6）若液面仍持續(xù)處于高位傳感器，則輸出報警信號。 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（論文） 22 圖 36 潛水泵系統(tǒng)流程圖 曝氣系統(tǒng) 曝氣系統(tǒng)程序主要對兩臺轉(zhuǎn)碟曝氣機運行、調(diào)速及停止的控制， 其工作過程包括以下幾個方面 。 1）啟動 1轉(zhuǎn)碟曝氣機，進行變頻運行。 2）檢測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)碟曝氣機變頻轉(zhuǎn)工頻運行， 2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行。 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)碟曝氣機工頻運行。 4）若含氧量大于設(shè)定值，則 2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻轉(zhuǎn)變頻運行。 5）若還是含氧量大于設(shè)定值，則切除 2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行，并且啟動 1轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行。 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（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面高低，若低于最低位傳感器，啟動定時。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 2）定時到，若液面仍低于最低位傳感器則停止回流泵運行。 3）若液面處于最高位和最低位之間 時 ，啟動污泥回流泵。 4）檢測液面處于中位和高位傳感器之間時，開始定時防止誤判。 5）若液面高于最高位傳感器時，啟動定時。 6）定時到，若液面 仍然 處于最高位傳感器時，輸出報警信號 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（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（論文） 26 污泥脫水系統(tǒng)程序主要控制離心式脫水機 等設(shè)備的運行和停止，其工作過程包括以下幾個方面 。 1）自動過程開始首先啟動離心式脫水機，啟動定時。 2）定時到，啟動聚合物泵，啟動定時。 3）定時到，啟動污泥 機 和切割機。 軟元件的定義 在設(shè)計程序過程中，會用 到許多寄存器、定時器等軟元件，為了便于編程及修改，在程序編寫前應(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)停止標志 On 有效 手動方式標志 On 有效 自動方式標志 On 有效 自動方式啟動標志 On 有效 粗格柵機運行標志 On 有效 1清污機運行標志 On 有效 1潛水泵運行標志 On 有效 2潛水泵運行標志 On 有效 細格柵機運行標志 On 有效 2清污機運行標志 On 有效 分離機運行標志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻正轉(zhuǎn)運行標志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻正轉(zhuǎn)運行標志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行標志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行標志 On 有效 潛水攪拌機運行標志 On 有效 刮泥機運行標志 On 有效 污泥回流泵運行標志 On 有效 離心式脫水機運行標志 On 有效 聚合物泵運行標 志 On 有效 污泥 機 運行標志 On 有效 切割機運行標志 On 有效 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 續(xù)表 31 元件 意義 內(nèi)容 備注 粗格柵機停止標志 On 有效 粗格柵機定時脈沖計數(shù) On 有效 進水泵房液面低于最低位 On 有效 潛水泵房報警 On 有效 細格柵機停止標志 On 有效 細格柵機定時脈沖計數(shù) On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻轉(zhuǎn)工頻運行標志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻轉(zhuǎn)工頻運行標志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機 工頻 轉(zhuǎn) 變 頻運行標志 On 有效 切除 2轉(zhuǎn)碟曝氣機變頻運行且 1轉(zhuǎn)碟曝氣機 變頻運行標志 On 有效 回流泵房液面低于最低位標志 On 有效 回流泵房液面 低 于最高位標志 On 有效 1轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻反轉(zhuǎn)運行標志 On 有效 2轉(zhuǎn)碟曝氣機工頻反轉(zhuǎn)運行標志 On 有效 回流泵房液面高于最高位標志 On 有效 回流泵房報警 On 有效 USS_INIT 指令執(zhí)行完成標志 On 有效 USS_RPM_R 指令執(zhí)行完成標志 On 有效 C1 粗格柵機 2h 定時中間計數(shù)器 10 C2 細格柵機 2h 定時中間計數(shù)器 10 T33 時鐘脈沖 5 50ms T37 粗格柵機運行時間 120xx 20min T38 粗格柵機停止時間定時 7200 12min T39 進水泵房液面低于最低位定時