【正文】 Chemical Engineering. 2004,25(46):619625[26] [M].,20(5):2023附 錄粗格柵程序梯形圖提升部分程序梯形圖細(xì)格柵程序梯形圖曝氣沉淀池程序梯形圖污泥處理池程序梯形圖。參考文獻(xiàn)[1] 污水處理——自動(dòng)化升級(jí)正當(dāng)時(shí)[J].（5）：3839[2] 王文玲，[J].(3):3738[3] 王敘林，[J].，29：14[4] 朱振羽，王敏，[J].(11):2027[5] 崔繼仁，肖產(chǎn)，張艷麗，[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2010（5）：1113[6] 黃俊勇，[J].，24（6）：56[7] 戴羽，楊云飛，任振華，張楹，[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）.2012，26（4）：1317[8] [M].,6[9] [M].上海[10] 張曉東，李秀娟，[J].，28（11）：1619[11] （中國(guó)），4：1820[12] 朱學(xué)峰，李艷，[J].，3：79[13] Deji Chen,Aloysius New Generation of Process Control Systems[J].IEE Realtime Embedded System Workshop,DEC :1214[14] [M].[15] [M].[16] Keneth ，Sequencing Batch Association on water pollution Researchamp。在本設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中，我也得到了李一丹老師、王麗老師的建議指導(dǎo)，在此深深的向兩位老師表示感謝，謝謝你們指出了我論文中的不足和存在的問(wèn)題，也讓我學(xué)到了很多知識(shí)。致 謝首先要感謝我的指導(dǎo)老師郎術(shù)斌老師，在老師的悉心指導(dǎo)下完成了本設(shè)計(jì)，在此期間老師雖然要求嚴(yán)格，但也很照顧我。本設(shè)計(jì)是基于理論來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再加上個(gè)人的知識(shí)和經(jīng)歷有限，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還有很多的缺陷，各個(gè)環(huán)節(jié)銜接由于所了解的知識(shí)比較片面，所以不是很融洽，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)總水量的監(jiān)控，溫度等參數(shù)的變量。污水處理池的PLC控制流程圖如圖46所示：圖46 污泥處理池的控制流程圖結(jié) 論我國(guó)水資源正面臨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展與水資源短缺的矛盾，與社會(huì)發(fā)展的矛盾，與生態(tài)環(huán)境的矛盾。（3）工作30秒后，開(kāi)啟污泥輸送機(jī)，將脫水后的污泥輸送到污泥廠。具體控制要求為：（1）污泥通過(guò)剩余污泥泵排至儲(chǔ)泥池，若污泥液面高度小于設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟污泥投加泵。污泥回流系統(tǒng)PLC控制流程如圖45所示：圖45 污泥回流系統(tǒng)控制流程圖 污泥處理池PLC控制程序污泥處理池主要作用是對(duì)在SBR池中反應(yīng)后所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行處理。（3）若液面在最低值和最高值之間，則啟動(dòng)污泥回流泵。控制流程的要求：（1）首先檢測(cè)液面的的高度，若液面低于最低值，啟動(dòng)定時(shí)器。打開(kāi)剩余污泥泵，將污泥排至儲(chǔ)泥池中，工作1小時(shí)后停止。（4）曝氣達(dá)到要求時(shí)間后，停止鼓風(fēng)機(jī)和污泥回流泵，并靜置1小時(shí)。鼓風(fēng)機(jī)的目的是將氧氣與污泥中的微生物充分的接觸，進(jìn)行好氧反應(yīng)，提高微生物的活性，用于曝氣反應(yīng)。（2）當(dāng)液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門，停止提升泵和攪拌器。其工作方式為手動(dòng)和自動(dòng)工作方式，且手動(dòng)工作方式優(yōu)先于自動(dòng)工作方式。（4）當(dāng)設(shè)備工作20分鐘后，停止工作，1小時(shí)候繼續(xù)工作。（2）兩臺(tái)格柵除污機(jī)開(kāi)始工作，格柵壓榨機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。工作方式有兩種：手動(dòng)和自動(dòng)，且手動(dòng)方式優(yōu)先于自動(dòng)方式。提升泵控制流程圖如圖42所示：圖42 提升泵控制流程圖 細(xì)格柵PLC控制程序細(xì)格柵的主要作用是過(guò)濾掉較小的雜質(zhì)，為后序的沉淀池工藝做準(zhǔn)備。（3）當(dāng)處于超高液位時(shí)，報(bào)警。具體控制要求為：（1）當(dāng)處于低液位時(shí)，開(kāi)啟1提升泵。主要是依靠液位的變化來(lái)進(jìn)行控制工作的。（5），開(kāi)啟格柵機(jī)，并關(guān)閉格柵除污機(jī)和柵渣輸送機(jī)，并實(shí)現(xiàn)循環(huán)。（3）格柵除污機(jī)運(yùn)行30秒后，啟動(dòng)?xùn)旁斔蜋C(jī)。具體控制要求為：（1），自動(dòng)啟動(dòng)粗格柵機(jī)，開(kāi)啟1格柵除污機(jī)。粗格柵的工作方式主要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，且手動(dòng)方式要優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)方式。（3）軟件設(shè)計(jì)：分配、定義PLC的I/O口；根據(jù)狀態(tài)流程圖和電氣控制原理圖進(jìn)行編程 PLC程序自動(dòng)控制部分程序設(shè)計(jì) 預(yù)處理區(qū)PLC控制程序本課題預(yù)處理區(qū)PLC控制程序主要包括粗、細(xì)格柵區(qū)和提升泵區(qū)三個(gè)子區(qū)域即污水處理工藝中進(jìn)水系統(tǒng)的自動(dòng)控制程序。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟為[26]：（1）系統(tǒng)規(guī)劃：根據(jù)工藝流程分析控制要求和任務(wù)書中的技術(shù)條件來(lái)明確控制任務(wù)；確定所需要的用戶輸入設(shè)備（按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），估算PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；選擇合適的PLC類型；特殊模塊的選擇，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。污泥處理區(qū)也按照污泥處理的工藝要求實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥脫水機(jī)、輸送機(jī)的控制。其中預(yù)處理區(qū)里包括粗格柵、提升泵、細(xì)格柵和沉淀池這四個(gè)子控制區(qū)。編程時(shí)可以自由選擇。硬件診斷用于診斷自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)。符號(hào)編輯器用于編輯符號(hào)、配置通信和消息。STEP7主要包括SIMATIC Manager，程序編輯器，符號(hào)編輯器，硬件配置，硬件診斷組件。10%，50HZ；模擬輸出：4～20mA輸出（溶解值或飽和度）20℃時(shí)的響應(yīng)時(shí)間：90%30秒，95%90秒；操作溫度：0℃～50℃；且具有RS485接口，可方便與PLC連接，實(shí)施在線監(jiān)控。1%FS；分辨率：。污水中溶氧的增加會(huì)促進(jìn)除厭氧微生物意外的生物活動(dòng)，因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子，是污水得到凈化[25]。水中氧含量可充分顯示水自凈的程度。溶氧儀所測(cè)量的溶解氧濃度是污水處理過(guò)程中好氧工藝最重要的參數(shù)之一，其測(cè)量和控制的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到污水處理工藝出水能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)運(yùn)行的能耗水平的高低。技術(shù)參數(shù)為：測(cè)量范圍：0～14pH；樣品壓力：0～；測(cè)量精度：；樣品溫度：15℃～130℃供電電壓：24VDC或220VAC均可；輸出信號(hào)：4～20mA。PH值的變化對(duì)生物的繁殖和生存有很大的影響同時(shí)還嚴(yán)重影響活性污泥的水處理效果，～7之間[23]，而參與污水生物處理的微生物，～。0～40mA信號(hào)輸出。本課題選用的是西門子的7ML50331BA101A超聲波液位差計(jì)。 在測(cè)量中脈沖超聲波由不同換能器發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射回來(lái)被發(fā)射的換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)內(nèi)部微處理器根據(jù)換能器接收到反射信號(hào)時(shí)間差進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算，計(jì)算出液位的高度差。此超聲波液位計(jì)作為提升泵井、沉淀池、反應(yīng)池、污泥處理池的液位高度測(cè)量?jī)x器，達(dá)到設(shè)定值時(shí)啟、停電機(jī)，以免溢出。一方面是產(chǎn)品的系列化，連接方便，有利于使用。技術(shù)參數(shù)為：測(cè)量介質(zhì)：液體和漿體；量程范圍：0～5m；精度：量程的177。這個(gè)區(qū)域稱為盲區(qū)，而盲區(qū)的大小與超聲波液位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。脈沖發(fā)送和接收之間的時(shí)間（聲波的運(yùn)動(dòng)時(shí)間）與換能器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸?shù)木嚯xS與聲速C的傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式31表示： （31）式中：S——距離，m； C——聲速，m/s； T——時(shí)間，s。超聲波液位計(jì)可以加2路繼電器。：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的介質(zhì)不同，對(duì)超聲波傳感器探頭的要求是不同的。：現(xiàn)場(chǎng)可以提供什么電源，是220VAC還是可以提供24VDC。這個(gè)深度或高度是最大量程。 液位傳感器的選擇超聲波液位計(jì)時(shí)一種非接觸式液體液位測(cè)量?jī)x，這樣可以測(cè)量很多含酸堿或很多對(duì)衛(wèi)生要求很嚴(yán)格的介質(zhì)，并有測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)單、界面直觀等優(yōu)點(diǎn)。（6）傳感器的工作電源應(yīng)為獨(dú)立的，不與計(jì)算機(jī)共用電源，這樣可以保證發(fā)生故障和檢修時(shí)電源互相干擾，各自正常運(yùn)行，也可以減小電磁環(huán)境的干擾。（4）電源：四線制的傳感器電源為220VAC、50Hz，兩線制的傳感器電源為24VDC。一般水質(zhì)測(cè)量傳感器要求的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于3分鐘。5%。1%，水質(zhì)檢測(cè)傳感器的精度為177。在選擇傳感器時(shí)，需要全面綜合考慮，需要注意一下幾點(diǎn)[20]：（1）精確度：傳感器在正常工作情況下，所測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，誤差越小，精度越高。所以，傳感器時(shí)集散控制系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。PLC通過(guò)傳感器采集來(lái)的信號(hào)采取相應(yīng)的控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。當(dāng)工作人員選擇自動(dòng)控制時(shí)，圖37中中間繼電器KA線圈直接與電源相連，電源接通，線圈直接通電，圖36中KA1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，線路導(dǎo)通，KM1線圈得電，電機(jī)工作，進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。自動(dòng)控制通過(guò)PLC、工控機(jī)實(shí)現(xiàn)[18]。 S7300模擬量輸入模塊原理圖圖35 模擬量輸入接線圖如圖所示，液位差傳感器通過(guò)PIW336輸入口輸入檢測(cè)到的粗格柵前后液位差反饋信號(hào)，并進(jìn)行對(duì)相應(yīng)的設(shè)備的控制；液位傳感器通過(guò)PIW338輸入口輸入檢測(cè)到的粗格柵后液位反饋信號(hào)，并對(duì)提升泵進(jìn)行相應(yīng)的控制；細(xì)格柵處液位差傳感器通過(guò)PIW340輸入口輸入檢測(cè)到的細(xì)格柵前后液位差反饋信號(hào)，進(jìn)行對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制；曝氣沉淀池的液位傳感器、DO儀和PH傳感器通過(guò)PIW34PIW344和PIW346輸入口輸入檢測(cè)到的液位值，溶氧量和PH值的反饋信號(hào)的反饋信號(hào)；污泥處理池的液位傳感器和PH傳感器分別通過(guò)PIW348和PIW350輸入口輸入檢測(cè)到的液位值和PH值的反饋信號(hào)，并相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制。 S7300數(shù)字量輸出模塊原理圖圖34a 數(shù)字量輸出接線圖如圖所示，1格柵除污機(jī)和2格柵除污機(jī)、對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作；；，當(dāng)粗格柵處水位過(guò)高時(shí)進(jìn)行報(bào)警；1提升泵、2提升泵、3提升泵、 、對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作；，當(dāng)提升泵處的水位高于設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警；1細(xì)格柵除污機(jī)和2細(xì)格柵除污機(jī)、對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作；，進(jìn)行對(duì)進(jìn)水閥門的動(dòng)作；，對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。圖33b 數(shù)字量輸入接線圖如圖所示，；，控制進(jìn)水閥門的開(kāi)關(guān)；提升泵、攪拌器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥回流泵、控制電機(jī)的啟停；；，控制進(jìn)水閥門的開(kāi)關(guān)；1污泥投加泵和2污泥投加泵、1濃縮脫水機(jī)和，控制電機(jī)的啟停。 S7300數(shù)字量輸入模塊原理圖圖33至圖35為S7300PLC的數(shù)字量及模擬量輸入模塊的原理圖。電機(jī)運(yùn)行信號(hào)中，PLC控制KM常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM線圈通電，電機(jī)工作。自動(dòng)控制則是KA中間繼電器的線圈與電源直接相連，所以，當(dāng)電源接通，中間繼電器KA的線圈通電，位于手動(dòng)控制處相應(yīng)的KA的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM線圈得電，電機(jī)工作，完成自動(dòng)控制。圖32 控制電路原理圖由圖32所示，閉合QF開(kāi)關(guān)，接通電源，相應(yīng)的HL燈亮，并作為電源的控制指示燈。 PLC I/O分配I/O口分配表 I/O口分配表1I/O粗格柵自動(dòng)方式4I/O粗格柵1除污機(jī)粗格柵手動(dòng)方式粗格柵2除污機(jī)1除污機(jī)運(yùn)行反饋粗柵渣輸送機(jī)2除污機(jī)運(yùn)行反饋粗格柵進(jìn)水閥粗柵渣輸送機(jī)運(yùn)行反饋粗格柵報(bào)警提升泵自動(dòng)控制1提升泵提升泵手動(dòng)控制2提升泵1提升泵運(yùn)行反饋3提升泵2提升泵運(yùn)行反饋4提升泵3提升泵運(yùn)行反饋提升泵報(bào)警4提升泵運(yùn)行反饋細(xì)格柵1除污機(jī)細(xì)格柵自動(dòng)方式細(xì)格柵2除污機(jī)細(xì)格柵手動(dòng)方式細(xì)柵渣輸送機(jī)1除污機(jī)運(yùn)行反饋曝氣池進(jìn)水閥門2除污機(jī)運(yùn)行反饋曝氣沉淀池提升泵細(xì)柵渣輸送機(jī)運(yùn)行反饋曝氣沉淀池?cái)嚢杵?I/O曝氣沉淀池自動(dòng)方式5I/O曝氣沉淀沉淀池鼓風(fēng)機(jī)曝氣沉淀池手動(dòng)方式曝氣沉淀池污泥回流泵進(jìn)水閥門反饋曝氣沉淀池潷水器提升泵反饋曝氣沉淀池剩余污泥泵攪拌器反饋污泥處理池進(jìn)水閥門鼓風(fēng)機(jī)反饋1污泥投加泵污泥回流泵反饋2污泥投加泵潷水器反饋