【正文】 它是一種風(fēng)機(jī)水泵負(fù)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(fēng)機(jī)。而針對這種想象一般要采取電壓補(bǔ)償法。將上述兩個公式代入異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式可得變頻后的轉(zhuǎn)矩公式： （ ） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22212 2 21 2 1 232 [ ( ) ( ) ]um f N x x fp s r k UT k f s r r s k x x?? ? ? ? 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。 變頻調(diào)速的基本原理 畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 1）異步電動機(jī)的等效變換 X 1 R 2R 1 X 2R mI OX mR 1U 1R LU 2 圖 異步電動機(jī)的等效變換 異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式： 2212 2 21 1 2 1 232 [ ( ) ( ) ]m p s r UT f s r r s x x?? ? ? ? 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(fù)雜，因此比較少用。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，只要在變頻過程中使變頻器輸出電壓 Ul/f=const，則磁通φ m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)畢業(yè)設(shè)計（論文） 節(jié)的主要儲能元件的不同可分為電壓型和電流型。 （ 3）根據(jù)控制電路確定電壓等級，時間繼電器線圈電壓等級要和控制電路的電壓相匹配。凡是對延時精度要求不高的場合， 宜選用價格較低的空氣阻尼是時間繼電器。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星 三角起動器。強(qiáng)適應(yīng)性： “ TH” 防護(hù)處理，可以在濕熱的環(huán)境中使用。控制交流籠型異步電動機(jī)是交流接觸器最主要的用途之一，在我們這個設(shè)計里 所有設(shè)備是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或者根據(jù)傳感器的反饋值進(jìn)行動作的，因此需要 PLC 根據(jù)當(dāng)前的工作情況，以及按鈕的情況來控制所有設(shè)備的 啟停，在此用到了大量接觸器：如格柵機(jī)接觸器、清污機(jī)接觸器、排污泵接觸器、潛水?dāng)嚢铏C(jī)接觸器 等。 型號含義：如 Y2200L26E： “ Y2”表示異步電動機(jī)第二次改型設(shè)計，“ 200”表示中心高，“ L”表示機(jī)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(jī)符合JB/ Y2 系列 (1P54)三相異步電動機(jī)（機(jī)座號 63～ 355）技術(shù)條件。 電動機(jī)額定功率的選用 額定功率的選用必須考慮電動機(jī)的發(fā)熱，過載能力及啟動能力三個方面 我們工藝要求的發(fā)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動的排污泵的功率為 55KW,所以發(fā)電機(jī)的負(fù)載功率 PL=55KW 根據(jù)負(fù)載功率，預(yù)選電動機(jī)的額定功率為 PL. 在該工業(yè) 污水處理系統(tǒng)中需要用到許多電動機(jī)， Y2 系列三相異步電機(jī) 是專為歐洲市場設(shè)計的三相異步電動機(jī)、電機(jī)出線盒置于電機(jī)機(jī)殼頂部、整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀大方，安裝尺寸符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大，畢業(yè)設(shè)計（論文） 使用維護(hù)方便等特點。防護(hù)式的機(jī)座下 面有通風(fēng)口。臥式電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸安裝以后為水平位置，立式的轉(zhuǎn)軸則為垂直地面的位置。從電動機(jī)的機(jī)械特性，啟動性能，調(diào)速性能，點源電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性等方面考慮用的是三相籠型異步電動機(jī)。保證一定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，有一定的調(diào)速范圍及具有良好的啟動和制動性能。 表 36 模擬量輸入地址分 配 輸入地址 輸入設(shè)備 AIW0 格柵 液面差計 AIW2 PH 值測量計 模擬量輸出部分 在此控制系統(tǒng)中需要將采集回來的模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后，通過模擬輸出口對變頻器進(jìn)行控制，進(jìn)行控制其他設(shè)備的運行，如下表 37 所示。因此在這使用 CPU226 為適合再加一個數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM222. 在該系統(tǒng)中，還需要采集模擬量并利用模擬量控制的功能要求，因此需要在擴(kuò)展一個模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊。它在 CPU222 的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸出點數(shù)增加為 24 點，最大擴(kuò)展為 168 點數(shù)字量或者 35 點模擬量的輸入和輸出；存儲容量也進(jìn)一步增加，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能力。它非常適合于小點數(shù)的控制系統(tǒng)。輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸電源 中央處理器 存儲器 編程器 輸入接口 輸出接口 畢業(yè)設(shè)計（論文） 出部分則輸出控制信號，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。 PLC 的基本組成 PLC 實際上是一個工業(yè)計算機(jī)，只不過它比一般 的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言，故 PLC 與計算機(jī)的組成十分相似。基本單元上沒有擴(kuò)展端口，通過擴(kuò)展電纜與擴(kuò)展單元相連，已構(gòu)成 PLC不同的配置。它的監(jiān)視系統(tǒng)采用 CRT 顯示，能夠表示過程的動態(tài)流程。典型的小型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7200系列， OMRON 公司的 C200H 系列，三菱 F40,MODICONPC085 等整體式 PLC產(chǎn)品。 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)多種多樣，他們對控 制的要求也各不相同， PLC 由于具有以下畢業(yè)設(shè)計（論文） 特點而深受歡迎 （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； （ 2）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活； （ 3）編程方便，易于使用； （ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計，安裝，調(diào)試方便； （ 5）維修方便，維修工作量小； （ 6）功能完善。 可編程器（ Programmable Controller）縮寫為 PC 為了與個人 計算機(jī)相區(qū)別把可編程控制器縮寫為 PLC。隨著微電子技術(shù)和集成電路的發(fā)展，特別是微處理器和微計算機(jī)的迅速發(fā)展，至二十世紀(jì) 70 年代中期，美，日德等國的一些廠家在可編程控制器 中開始更多的引入微機(jī)技術(shù)，微處理器，及其他大規(guī)模集成電路芯片成為其核心部件，使可編程器的性能價格比產(chǎn)生了新的突破。 1968 年，美國最大的汽車制造商 — 通用汽車公司（ GM公司）為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需求，要求尋找一種比繼電器更可靠，功能更齊全，響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器，并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。 M M2， M3 為用軟啟動器啟動，然后分別用繼電 器 KM1， KM2 ,KM3 控制；接觸器 ,KM4,KM5 分別控制 M4,M5的變頻運行； QF主電路的空氣開關(guān)； FU1 為主電路的熔斷器。 (3） 進(jìn)水泵房中的潛水泵根據(jù)液面高低和運行時間進(jìn)行運行、停止及運行數(shù)量的控制。 工業(yè)污水處理自動控制系統(tǒng)的工作原理 控制系統(tǒng)總體框圖 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總框圖如圖 42所 示， PLC為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、各類傳感器的輸入，以及相關(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設(shè)備的運行、停止和調(diào)速控制。 (2）顯示面板。 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)主要包括操作面板、顯示面板、電氣控制柜等單元。在沉淀系統(tǒng)的持有做個 酸堿中和處理使污水中的酸堿度得到酸堿平衡。主要設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)及曝氣擴(kuò)散器（曝氣器）。沉砂池中分離機(jī)的運行和后續(xù)處理中的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的運行同步，即啟動轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的時候同時啟動分離機(jī)，對沉砂池中的沙粒進(jìn)行排除。進(jìn)水泵房中的潛水泵運行及停止是通過安裝在泵房內(nèi)的液位傳感器和其幾臺泵的運行時間決定的，當(dāng)液位到達(dá)一定高度的時候先啟動運行時間最短的一臺 泵，經(jīng)過一定的畢業(yè)設(shè)計（論文） 延時再啟動在剩下的四臺里面運行時間最短的一臺泵，在經(jīng)過一點時間啟動第三臺泵。 主要組成部分 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備較多，在氧化溝中其控制過程及原理大致相同，都是通過控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污水中的含氧量，其基本組成如圖 31所示。 控制輸出信號 信號輸出部分主要是數(shù)字量輸出。所以必須調(diào)整去 PH 值，由 PH 值量計測量污水的酸堿值，控制加酸閥、加堿閥進(jìn)行中和作業(yè)。檢測進(jìn)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。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(jī)啟動按鈕、清污機(jī)啟動按鈕、潛水泵啟動按鈕、潛水?dāng)嚢铏C(jī)啟動按鈕、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。與各類人機(jī)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)。 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要求 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過該系統(tǒng)處理后，輸出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)。響應(yīng)快，實時性好。實時性好，響應(yīng)快。由計算機(jī)和現(xiàn)場終端組成，通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場控制站、檢測站和操作站、控制站等連接起來，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各類生產(chǎn)過程，可提高生產(chǎn)自動化水平和管理 水平，其主要特點如下：采用分級分布式控制，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應(yīng)用程序比較簡單。然后進(jìn)入加氯加藥間，進(jìn)行最后的一層消毒就可以回收利用了。是 預(yù)先沉降分離去除污水中的砂粒，以保護(hù)管道、閥門、機(jī)泵等設(shè)施免受磨損和阻塞，否則會影響后續(xù)處理設(shè)備的正常運行經(jīng)過沉砂池的污水進(jìn)入 提升泵房，有五臺排污泵， 三 臺啟動 兩 臺備用，按照水位的高低和運行時間的累計啟停排污泵， 主要的作用是利用排污泵將提升到較高的畢業(yè)設(shè)計（論文） 位置進(jìn)行處理以免污水回流， 經(jīng)過提升 泵房的污水 進(jìn)入初次沉淀池 ，在這里通過重力沉降去除污水中的懸浮物， 殘留的可沉淀的 并去除液面浮渣，同時去除一部分有機(jī)污染物。整個過程對于單個操作單元而言是間歇進(jìn)行的，但是通過多個單元組合調(diào)度后又是連續(xù)的，在運行上實現(xiàn)了有序和間歇操作相結(jié)合。 SBR 法是歇式活性污泥法的簡稱，污水流至單一反應(yīng)池中，按時間通過程序控制各過程。另外，由于 A 段 去除了較多的 BOD，造成了碳源不足，難以實現(xiàn)脫氮工藝的要求。 B 段起到出水把關(guān)作用，處理穩(wěn)定性較好。 A/B 法是吸附生物降解法的簡稱，屬超高負(fù)荷活性污泥法，該工藝沒有初沉淀，將曝氣池分為高低負(fù)荷 兩段，并分別有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。 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。 曝氣池 （微生物吸附有機(jī)物氧化為無機(jī)物） 沉淀池 （活性泥下沉） 回流活性泥 原污水 清水排出 畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 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)鍵組成部分為曝氣 池與沉淀池，主要處理部分關(guān)系框圖如圖 。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。其特點是 能夠精確的表示污水中有機(jī)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(jī)物量。 能較精確地描述污水的生化需氧量，但其測定的時間太長，需20 天。進(jìn)行好氧分解時水中溶解氧降低，甚至完全缺氧。經(jīng)處理后的污水，最后出路有三種： ① 排放水體； ② 灌溉田地； ③ 重復(fù)使用。因此建設(shè)符合我國國情的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低工業(yè)污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會和和諧社會、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。目前我國約 300個城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有 50 個。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、計量自控檢測儀表使用、 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)，將 為當(dāng)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。 對于環(huán)境保護(hù)問題，國務(wù)院明確規(guī)定所有工業(yè)污染源都必須達(dá)到排放標(biāo) ?，F(xiàn)在，這些國家的工業(yè)污水處理水平又有了進(jìn)一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對水體質(zhì)量改善和水環(huán)境保護(hù)起了重大的作用。 國際上，大規(guī)模的水污染治理是在第二次世界大戰(zhàn)后，隨著 50年代經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展帶來的 60 年代日益嚴(yán)重性的環(huán)境污染而展開的。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 工業(yè)污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國 工業(yè)污水處理大多經(jīng)歷了以下幾個過程 20 世紀(jì) 70 年代初全國各地陸續(xù)建立了“三廢治理”和環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)開始了工業(yè)污水治理工作與“三同時”（即一切企業(yè)，事業(yè)單位在進(jìn)行新建，改建和擴(kuò)建時，其防止污染和其他公害的設(shè)施，必須與主體工 程同時設(shè)計，同時施工，同時投產(chǎn)）的要求，特別是 80 年代以來至 90 年代初，水污染防治法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，建設(shè)項目環(huán)境影響評價，排污收費，排污許可證，限期治理等環(huán)境管理制度相繼建立，更加速了工業(yè)污染治理進(jìn)程。眾多跡象表明 ，水資源的短缺無疑將成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的瓶頸，因此世界各國越來越重視水處理和水的再利用，通過各種技術(shù)進(jìn)一步提高供水質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。嚴(yán)重的環(huán)境污染使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化，無疑是“雪上加霜”。隨著社會的發(fā)展，水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)工藝和設(shè)備對水質(zhì)要求越來越高。令人擔(dān)憂的是淡水總量日益減少，用水成本不斷升高，淡水的浪費非常嚴(yán)重。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 緒論 水與人的生活息息相關(guān)，特別在現(xiàn)代社會生活及生產(chǎn)中人們對水的需求量與日俱增。 在污水處理 中采用 PLC控制系統(tǒng)改造后，提高了自動控制的可靠性 ,不僅減輕了工人的勞動強(qiáng)度 ,而且提高了污水處理廠的運行效率和運行效益 ,實現(xiàn)了污水廠生產(chǎn)