【正文】 她教會我的一些學習方法和處理問題技巧使我受益終身，在此表示衷心感謝。調(diào)試時，可根據(jù)功能模塊分類分別調(diào)試，最后進行總體調(diào)試。在PLC的外圍硬件連線方面，主要是增加一些保護設(shè)備。在這個過程中，使我學到了很多知識，積累了許多寶貴的經(jīng)驗，鍛煉了自己的獨立思考能力和實踐動手能力?；旧线_到了系統(tǒng)設(shè)計的目標要求。⑤定時到，若液面仍處于最高位傳感器時，輸出報警信號。污泥回流泵的運行與停止根據(jù)液面的高低進行控制：①污泥回流系統(tǒng)啟動首先檢測液面高低，若低于最低位傳感器，啟動定時。③定時到后，若仍低于最低位傳感器，則停止?jié)撍眠\行，否則潛水泵繼續(xù)運行。細格柵機粗格柵機相似。自動控制系統(tǒng)過程包括：粗格柵系統(tǒng)、潛水泵系統(tǒng)、細格柵系統(tǒng)、曝氣沉砂系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)。 在該控制程序中，需要根據(jù)外界輸入的狀態(tài)來控制清污機、潛水泵，以及污泥回流泵的啟停，因此需要按照液位傳感器和液位差計反饋來的信息進行判斷處理，然后再進行輸出控制。在對系統(tǒng)進行必要的檢查后，開始具體調(diào)試。Active指示哪個驅(qū)動激活，有些驅(qū)動只支持地址0到30。（2）USS通訊協(xié)議庫編程之前一定要將USS協(xié)議庫添加進去，編程軟件默認安裝沒有USS協(xié)議庫的。另外，還有一種廣播通訊方式，主站可以同時給所有從站發(fā)送報文，從站在接收到報文并做出相應(yīng)的響應(yīng)后可不回送報文。在污水的自動控制中，混凝劑投加、氯氣投加和曝氣環(huán)節(jié)由于過程的復雜性、多變性、非線性和大滯后的特點，采用的PID控制算法難以實現(xiàn)準確和高效的控制。尤其在系統(tǒng)出現(xiàn)大偏差階段時，積分往往使得系統(tǒng)的響應(yīng)出現(xiàn)過大的超調(diào)，從而使調(diào)節(jié)時間變長。為了盡量減小偏差，同時也為了加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，縮短系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間，需要增大kp值。由于混凝過程的復雜性和多變性，混凝投藥的自動控制一直受到控制行業(yè)和污水行業(yè)專家的普遍關(guān)注。氯氣投加自動控制系統(tǒng)如圖411所示。投加量少了，達不到殺菌消毒效果；投加量多了雖殺菌效果得到了保證，但水將呈氯臭味難以飲用，此外管道腐蝕將加劇，生產(chǎn)成本也上升。由此可見，混合液中溶解氧濃度(DO)是好氧反應(yīng)中一個重要的控制參數(shù)。所以有必要找出簡單、可行的控制參數(shù)。BOD的測定需費時5天，且測定結(jié)果易受多種因素影響，誤差較大。圖49污泥脫水系統(tǒng)工作流程圖在設(shè)計程序過程中，會用到許多中間繼電器、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410所示。（1）自動過程開始首先啟動離心式脫水機，啟動定時。（4）若液面高于最高位傳感器時，啟動定時。圖46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47所示。（2）定時到，停止運行細格柵機2h。（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。 粗格柵系統(tǒng)工作流程圖如圖44所示。（2）定時到，停止運行粗格柵機2h。圖43 自動操作模式流程圖在自動控制模式流程圖中，調(diào)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。（5）啟動曝氣沉砂系統(tǒng)。（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。在手動控制模式下，每個設(shè)備可以單獨運行，以測試設(shè)備的性能，如圖41所示。極譜型溶氧電極，極化時間短，響應(yīng)快，測量準確。其特點是高精度的pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。 pH mV：177。因此，測定電流即可知氧濃度。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）。但是DME的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應(yīng)用。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。％FS（取其較大者），重復精度：1‰，分辨率：1mm ，方 向 角：4176。當液位差超過預設(shè)值后，系統(tǒng)控制清污機運行，清除大顆粒的污染物質(zhì)，保障污水流動暢通；在液位差未超過設(shè)定值時，清污機處于停止狀態(tài)，這樣就可以大大減少設(shè)備損耗。 型號含義：如Y2200L26E：“Y2”表示異步電動機第二次改型設(shè)計，“200”表示中心高，“L”表示機座長短號，“2”表示鐵心長度序號，“6”表示極數(shù)，“E”表示第二種設(shè)計。電動機符合JB/ Y2系列(1P54)三相異步電動機（機座號63～355）技術(shù)條件。表311 變頻器參數(shù)設(shè)置表參數(shù)號參數(shù)值說明P000521顯示實際頻率P07002由端子排輸入P10002模擬輸入P13002可用于可變轉(zhuǎn)矩負載P201069600baudP20111USS地址P0300根據(jù)具體電動機設(shè)置電動機類型P0304根據(jù)具體電動機設(shè)置電動機額定電壓P0305根據(jù)具體電動機設(shè)置電動機額定電流P0310根據(jù)具體電動機設(shè)置電動機額定頻率P0311根據(jù)具體電動機設(shè)置電動機額定轉(zhuǎn)速在該工業(yè)污水處理系統(tǒng)中需要用到許多電機，Y2系列三相異步電機是專為歐洲市場設(shè)計的三相異步電動機、電機出線盒置于電機機殼頂部、整機結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀大方，安裝尺寸符合IEC標準，具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大，使用維護方便等特點。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。它是一種風機水泵負載專用變頻器，能適用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是適用于工業(yè)部門的水泵和風機。而針對這種想象一般要采取電壓補償法。將上述兩個公式代入異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式可得變頻后的轉(zhuǎn)矩公式：（））]其中：sx為頻率為fx時的轉(zhuǎn)差率。產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流的必要條件是轉(zhuǎn)子繞組切割定子磁場的磁力線。（1）異步電動機的等效變換圖39 異步電動機的等效變換異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式：（）其中：P為旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)，S為轉(zhuǎn)差率。PAM需要同時調(diào)節(jié)兩個部分：整流部分和逆變部分，兩者之間還必須滿足一定的關(guān)系，故控制電路比較復雜，因此比較少用。要實現(xiàn)這個目標，只要在變頻過程中使變頻器輸出電壓Ul/f=const，則磁通φm可保持基本不變。電流型交直交變頻器與電壓型變頻器的差別僅在于中間直流環(huán)節(jié)中的儲能元件用的是電感而不是電容。變頻器主要分為間接變頻和直接變頻兩大類，而間接變頻又根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)的主要儲能元件的不同可分為電壓型和電流型。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。長壽命：機械壽命高達2000萬次；電壽命高達200萬次。圖38工業(yè)污水處理系統(tǒng)PLC硬件接線圖要完成系統(tǒng)的控制功能除了需要PLC主機及其擴展模塊之外，還需要各種傳感器、接觸器和變頻器等儀器設(shè)備。 PLC的I/O資源配置根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，對PLC的I/O進行配置，具體分配如下表。24點DC輸入16點輸出型。圖33工業(yè)污水處理系統(tǒng)部分主電路圖42河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計 PLC選型根據(jù)工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能要求，以及其復雜程度，從經(jīng)濟性、可靠性等方面來考慮，選擇西門子S7—300系列PLC作為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的控制主機。圖33為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主電路圖的部分圖。(4）進水泵房中的潛水泵根據(jù)液面高低進行運行、停止及運行數(shù)量的控制。在自動方式下進行閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)對設(shè)備進行啟?？刂?，其工作過程如下。(3）電氣控制柜。(1）操作面板。污泥脫水系統(tǒng)主要包括離心式脫水機，其主要功能是對氧化池中處理過污水的活性污泥進行脫水處理，由于對污水進行處理后，活性污泥中有新的微生物及其他雜質(zhì)，因此需要先對活性污泥添加一定量的藥物，便于污泥脫水。(4）沉淀系統(tǒng)。氧化溝的功能是對污水進行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，使其達到一定的水質(zhì)標準，其中是轉(zhuǎn)碟曝氣機是關(guān)鍵設(shè)備，在氧化溝中設(shè)置有溶解氧儀對污水中的含氧量進行檢測，根據(jù)其反饋到PLC的值來控制曝氣機變頻器的運行，改變污水中溶解氧的含量。細格柵系統(tǒng)的主要功能是進一步凈化污水中的顆粒物體，將污水中細小的沙粒濾除，其中的細格柵機是根據(jù)程序設(shè)定時間進行間歇工作，而轉(zhuǎn)鼓清污機的運行和停止則根據(jù)細格柵兩側(cè)的液位差來決定，當液位差超過某個值時，啟動清污機；當液位差小于某個值時停止清污機的運行，這和粗格柵系統(tǒng)的運行方式一致。進水管道的主要功能是將污水中的大塊物體排除，其中的粗格柵是根據(jù)程序設(shè)定的時間進行間歇工作，而清污機的運行和停止是根據(jù)粗格柵兩側(cè)的液位差來決定的，當液位差超過某個值時，啟動清污機；當液位差小于某個值時停止清污機的運行。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計第3章 硬件系統(tǒng)配置氧化溝是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)的不同形成了不同的氧化方法例如，奧貝爾、卡魯賽爾和一體化氧化溝法，對于不同的結(jié)構(gòu)，其配套的設(shè)備也有較大的不同，所以其結(jié)構(gòu)比較復雜，不同的結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的控制系統(tǒng)，因此需要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 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。以上三種都為數(shù)字量輸入，該輸入為模擬量輸入。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。工業(yè)污水處理系統(tǒng)信號輸入檢測方面主要涉及四類信號的監(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，以及曝氣池中含氧量的輸入檢測。 PLC作為工業(yè)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。模塊化結(jié)構(gòu)，擴展能力強。（3）PLC系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是由DCS和PLC發(fā)展而來的，是基于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。擴展能力較強。（1）DCS系統(tǒng)。潛水攪拌機的作用是推進水流，使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使生化反應(yīng)更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。在除砂池系統(tǒng)中細格柵和轉(zhuǎn)鼓清污機進一步凈化污水中的細小顆粒物體，將污水中的細小沙粒濾除后進入氧化溝反應(yīng)池。其反應(yīng)機理及去除污染物的機理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，只是運行操作方式不盡相同。對于污水濃度低 的場合，B段也比較困難，也難以發(fā)揮優(yōu)勢。對于高濃度的工業(yè)污水處理，AB法具有很好的適用性，并有較高的節(jié)能效益。高負荷段停留時間約為20~40min，以生物絮凝吸附作用為主，同時發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，去除BOD達50%以上。A2O法的除磷脫氮效果非常好，非常適合用于對除磷脫氮有要求的工業(yè)污水處理。但是此硝化反硝化反應(yīng)系統(tǒng)需要得到很好的控制，這樣就對該工藝提出了更高的管理要求，這也成為了該工藝的一大缺點。（2）A/O法。傳統(tǒng)活性污泥處理法是一種最古老的工業(yè)污水處理工藝，其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成部分為沼氣池與沉淀池，主要處理部分關(guān)系框圖如圖21所示。這些方法根據(jù)實際情況，可以單一使用，也可以針對不同的污水混合使用。化學需氧量(COD)的特點是能夠精確的表示污水中有機物的含量，并且測定時間短，但它不能像BOD那樣表示出微生物氧化的有機物量。有機物的種類很多，其共性是在微生物的作用下被降解時，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程實際中，采用以下的幾個綜合污染指標來表述：生物化學需氧量或生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand, BOD）mg/L、化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、總有機碳(Total Organic Carbon) mg/L、總需氧量(Total Oxygen Demand) mg/L。污水污染物可根據(jù)化學性質(zhì)和物理形態(tài)進行不同的分類。 本課題主要設(shè)計的內(nèi)容是污水處理工藝及工業(yè)污水處理系統(tǒng)的組成和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計,主要由以下內(nèi)容組成：（1）介紹了工業(yè)污水處理的基本內(nèi)容，包括工業(yè)污水處理的發(fā)展現(xiàn)狀以及工業(yè)污水處理的工藝流程；（2）介紹了PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并對工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)進行設(shè)計分析；（3）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的硬件系統(tǒng)；（4）具體分析設(shè)計工業(yè)污水處理的軟件系統(tǒng)；