【正文】 X6 集水 池浮球 LT10c X7 集水池浮球 LT10d X10 1SBR 池浮球 LT20a 高液位 X11 2SBR 池浮球 LT20b 高液位 X12 3SBR 池浮球 LT20c 高液位 X13 4SBR 池浮球 LT20d 高液位 X14 1SBR 池浮球 LT20a 低液位 X15 2SBR 池浮球 LT20b 低液位 X16 3SBR 池浮球 LT20c 低液位 X17 4SBR 池浮球 LT20d 低液位 X20 儲(chǔ)泥池浮球 LT30a 高液位 X24 SQ12 X25 SQ13 X26 SQ14 X27 SQ15 表 2 數(shù)字量輸出地址分配表 Y0 粗柵格除污機(jī) Y1 調(diào)節(jié)閥 7 Y2 水泵 2 Y3 水泵 3 Y4 細(xì)柵格除污機(jī) Y5 調(diào)節(jié)閥 8 Y6 皮帶運(yùn)輸機(jī) Y7 排泥閥 1 Y10 集水池液位報(bào)警 Y11 調(diào)節(jié)閥 3 Y12 調(diào)節(jié)閥 4 Y13 調(diào)節(jié)閥 5 Y14 調(diào)節(jié)閥 6 Y15 1SBR 池空氣閥門(mén)、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵 Y16 2SBR 池空氣閥門(mén)、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵 Y17 3SBR 池空氣閥門(mén)、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流污泥泵 Y20 4SBR 池空氣閥門(mén)、潛水?dāng)嚢铏C(jī)、回流 污泥泵 Y21 1SBR 池潷水器 Y22 2SBR 池潷水器 Y23 3SBR 池潷水器 Y24 4SBR 池潷水器 Y25 1SBR 池剩余污泥泵 Y26 2SBR 池剩余污泥泵 Y27 3SBR 池剩余污泥泵 Y30 4SBR 池剩余污泥泵 14 Y31 1鼓風(fēng)機(jī) Y32 2鼓風(fēng)機(jī) Y33 水泵 1 Y34 調(diào)節(jié)閥 2 Y35 酸液罐無(wú)藥液 Y36 堿液罐無(wú)藥液 Y37 排泥閥 2 Y40 備用 Y41 PH 值 — Y42 PH 值 3— 4 Y43 PH 值 4— 5 Y44 PH 值 5— 6 Y45 PH 值 6— Y46 PH 值 — 8 Y47 PH 值 8— 9 Y50 PH 值 9— 10 Y51 PH 值 10— 11 第四章 生活污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 污水處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體流程概括 為了能對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，本次設(shè)計(jì)采用 PLC 和微機(jī)組成控制系統(tǒng)。 PLC 采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為 AC250V， 2A。 12 圖 34 SBR 廢水處理系統(tǒng) PLC 控制電路原理圖 PLC輸入回路中，信號(hào)電源由 PLC本身的 24V直流電源提供，所有 輸入 COM端短接后接入 PLC 電源 DC24V 的（＋）端。 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制 PLC 控制電路原理圖，繪制 PLC 控制電路，編制 I/O 接口功能表。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 攪拌機(jī)電路如圖 33 所示。 幾臺(tái)電動(dòng)機(jī) M M M M M M M7 的過(guò)載保護(hù)，分別由熱繼電器 FR FR FR FR FR FR FR7 實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器 KA1 連接構(gòu)成過(guò)載保護(hù)信號(hào)， KA1 還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將 220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流 24V 信號(hào)送入 PLC 完成過(guò)載保護(hù)控制功能。 隔離變壓器 TC 的選用 根據(jù) PLC 耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比 1： 容量 100VA 隔離變壓器。 10 2 20電源指示粗格柵除污機(jī)+241 11 2細(xì)格柵除污機(jī)3 13 22 12 2鼓風(fēng)機(jī)1鼓風(fēng)機(jī)22 32 4潷水器潷水器潷水器潷水器4 14 24 34 46剩余污泥泵 剩余污泥泵 剩余污泥泵 剩余污泥泵 7潛水?dāng)嚢铏C(jī)正轉(zhuǎn)潛水?dāng)嚢铏C(jī)反轉(zhuǎn)89集水池?cái)嚢铏C(jī)正轉(zhuǎn)集水池?cái)嚢铏C(jī)反轉(zhuǎn)5 15 25 35 4回流污泥泵 回流污泥泵 回流污泥泵 回流污泥泵 過(guò)載保護(hù)123456789101112131415161718192021 圖 7 控制電路有電源指示 HL。 交流接觸器 電動(dòng)機(jī) 電器名稱(chēng) KM1 M1 格柵除污機(jī) KM2 M2 潷水器 KM3 M3 鼓風(fēng)機(jī) KM4 M4 剩余污泥泵 KM5 M5 回流污泥泵 KM KM7 M6 潛水?dāng)嚢铏C(jī) KM KM9 M7 集水 攪拌機(jī) 電動(dòng)機(jī)與熱繼電器的過(guò)載保護(hù)如圖 6 所 示，同時(shí) QF作為總電源開(kāi)關(guān)，不但實(shí)現(xiàn)了主電路保護(hù)，且每個(gè)熔斷器也分別對(duì)各回路實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)。 圖 4 9 主電路回路中各交流接觸器、電動(dòng)機(jī)和各電器之間的關(guān)系 如圖 5所示。然而 FX2N48MR 正好滿足這些要求，其的多樣化使之成為生活污水處理系統(tǒng) 中的 核心部件。由于該系統(tǒng)比較復(fù)雜，還要考慮到其的經(jīng)濟(jì)適用性和可靠安全的問(wèn)題，并且保持較高的性能，故 選擇該公司 FX2N48MR 型號(hào)。 PLC 選型 根據(jù)該系統(tǒng)的需要， 既要滿足處理快捷，又要滿足可延展性，并且有特殊的單個(gè)模塊需求，日本的三菱公司的產(chǎn)品 值得我們考慮 。 PLC 的響應(yīng)時(shí)間 很短，通過(guò)反應(yīng)時(shí)間我們可以大概估算出一個(gè)范圍，一般從新的輸入信號(hào)掃描到下一個(gè)周期為最短的相應(yīng)時(shí)間，由于輸入輸出都有延遲，所以略大于一個(gè)周期。 輸出電路的滯后時(shí)間，它與輸出電路的輸出方式有關(guān)。 輸入電路濾波時(shí)間，它由 RC 濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定。系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間分別包括掃描滯后時(shí)間、輸出滯后時(shí)間、輸入濾波時(shí)間。 PLC 用 輸出刷新階段： 在全部指令執(zhí)行完后，輸出 寄存器 將會(huì)把是否通斷的狀態(tài)發(fā)送到輸出鎖存器上，再由該執(zhí)行器通過(guò)合適的方 式輸出，最后達(dá)到控制驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 外部 設(shè)備。 PLC 的 程序執(zhí)行階段： PLC 按照操作指令逐個(gè)掃描， 分層次分梯度逐步提取，且嚴(yán)格執(zhí)行每一條指令，自行完成 繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器的狀態(tài)與 數(shù)據(jù) ，進(jìn)行運(yùn)算與 邏輯 處理，最后將結(jié)果寫(xiě)入輸出 存儲(chǔ)器 。 循環(huán)掃描技術(shù) PLC 的循環(huán)掃描周期分為以下 三種階段 ： PLC 的輸入采樣階段：首先 先進(jìn)行 PLC 的自我檢測(cè)，然后與 CPU 按順序逐個(gè)掃描 并讀取 信號(hào)數(shù)據(jù) ， 并調(diào)取臨時(shí)存在于鎖存器的輸入端子，完成對(duì)該端子的通斷狀態(tài)，并讀取輸入數(shù)據(jù)。每當(dāng)進(jìn)行一次掃描， CPU 都要完成輸入信號(hào)的采集與輸出狀態(tài)的刷新。 該工作方式可以有效的避免線路繁雜 出現(xiàn)的問(wèn)題，并且有效的防止各觸點(diǎn)相互影響。除鹽池里面有余氯儀檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)檢測(cè)水中濃度來(lái)控制排水，低濃度排水，高濃度停止排水。當(dāng)除鹽池的污水達(dá)到最高臨界值時(shí)，排水結(jié)束。最后潷水器通過(guò)液位計(jì)的浮球反饋，從而決定關(guān)閉，潷水器的排水時(shí)間則是由其性能決定。 污泥 沉淀 下來(lái)的 時(shí)間 由污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定， 其沉淀下來(lái) 即為曝氣 結(jié)束的時(shí)刻。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)閑置期是不斷變化的，正是對(duì)于該池的調(diào)整，從中得出合理的 SBR 池進(jìn)出規(guī)律，一方面讓該作業(yè)正常運(yùn)作，另一方面控制了不同時(shí)段的污水量，同時(shí)再配合液位計(jì)，反饋控制進(jìn)水量。其中用液位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控液位 ，當(dāng) 細(xì) 格柵井液位 達(dá)到 高 位臨界點(diǎn)時(shí)，停止注水 泵，相反若 為低液位 臨界點(diǎn)，水泵進(jìn)水開(kāi)啟 。開(kāi)始往池中 注 水 ，通過(guò)浮球?qū)σ好娴谋O(jiān)控來(lái)控制進(jìn)水的頻率與大小，整個(gè)過(guò)程都是 通過(guò)液位 來(lái) 控制， 所以 進(jìn)水 的 時(shí)間 會(huì)不停變換 。最后整個(gè)系統(tǒng)從注水開(kāi)始直到潷水器完成工作把水排出作為一個(gè)完整的周期。 控制系統(tǒng)總體框圖 作為核心控件 PLC， 不但要檢測(cè)各種傳感器的輸入，還要完成控制面板的輸入操作命令，從而完成對(duì)各類(lèi)閥門(mén)、泵等 相關(guān)設(shè)備 控制，使其能穩(wěn)定運(yùn)行、調(diào)整和終止 的 控制。 (8) 完成主控板和電控箱的排布圖，以及各種配線圖。 (6) 尋找合適的電器元件，并且設(shè)計(jì)編排元件目錄表。 (4) 根據(jù) PLC 的工作要求，完成基本的設(shè)計(jì)思路 ，并且保證圖文并茂。 (2) 按照該程序的工藝要求，針對(duì)其參數(shù)進(jìn)行編輯，使其能自動(dòng)完成任務(wù)。自動(dòng)控制由強(qiáng)大的PLC 程序調(diào)控，手動(dòng)控制則是由操作員工直接在控制按鈕上操作。如果當(dāng)自動(dòng)控制不能正常運(yùn)行或針對(duì)于特定系統(tǒng)需要獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，就可以采取手動(dòng)控制 。 除鹽池之間還設(shè)立了不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域安裝一個(gè)半透膜，這樣既是為了防止膜兩邊的壓力差致使膜破裂，也是為了提高效率，節(jié)約成本。如果池中的鹽濃度到達(dá)高臨界點(diǎn)的時(shí)候，系統(tǒng)將控制閥門(mén)關(guān)閉，并且通過(guò)相關(guān)膜處理來(lái)除去反應(yīng)池中的鹽類(lèi)物質(zhì)。長(zhǎng)此以往那么水體中的生物就會(huì)因?yàn)楦淖兩姝h(huán)境，而導(dǎo)致滅絕和死亡。最后該工藝設(shè)備價(jià)格便宜，且布置緊湊。簡(jiǎn)單的構(gòu)造與處理設(shè)備使其操作更加方便，并且組合式的延展性，也可以擴(kuò)大規(guī)模。其中通過(guò)生化反應(yīng)達(dá)到脫磷、脫氮和脫氨等化學(xué)元素。 在 SBR 反應(yīng)池中，其過(guò)程包括進(jìn)水（進(jìn)水泵工作）、曝氣（空氣閥門(mén)工作）、沉淀（污泥泵工作）、排水（排水泵工作）。該池有曝氣機(jī)，當(dāng)設(shè)置好時(shí)間區(qū)段，則 PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣機(jī)的自動(dòng)化控制。該池設(shè)置液位檢測(cè)設(shè)備，避免污水溢出。有了調(diào)節(jié)池就可以控制污水量，進(jìn)入規(guī)范流速，正常運(yùn)行。 調(diào)節(jié)池 由于人們生活的規(guī)律不盡相同，所以對(duì)于生活污水的排放也存在不確定性。最后針對(duì)該格柵池設(shè)置反饋模塊，由浮球來(lái)檢測(cè)格柵池水位，如果超過(guò)臨界值則通過(guò)傳感器反饋到報(bào) 警裝置，從而發(fā)出警報(bào)。該除污機(jī)的 工作原理是 讓電動(dòng)機(jī)驅(qū)使耙齒鏈與水流方向做反向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)使每個(gè)耙齒之間產(chǎn)生作用力，進(jìn)而達(dá)到清理目的。其主要目的就是防止這些固體堵塞到污水處理其余深加工的設(shè)備。 粗細(xì)格柵池內(nèi)的粗細(xì)格柵是由不銹鋼制成，并且進(jìn)行了酸洗純化處理。它的工作原理就是一種連續(xù)自動(dòng)攔截水中固 體的專(zhuān)業(yè)設(shè)施。 PLC 的信號(hào)輸出則是控制各設(shè)備的接觸器。其中按鈕包括總開(kāi)關(guān)按鈕、粗細(xì)格柵除污機(jī)按鈕、剩余污泥泵按鈕、鼓風(fēng)機(jī)按鈕、潷水器按鈕、進(jìn)水閥門(mén)按鈕、空氣閥門(mén)按鈕、潛水?dāng)?拌機(jī)按鈕、回流污泥泵按鈕。 針對(duì)于 PLC 的功能要求，目前涉及到兩個(gè)方面，控制信號(hào)輸入和控制信號(hào)輸出。適應(yīng)性強(qiáng)和維修的便利性更是實(shí)現(xiàn)了高效運(yùn)行的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)高效率、低耗能、簡(jiǎn)單化的需求，而且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的要求，我們把目標(biāo)定在了可編程邏輯控制器上，顯然 PLC 是個(gè)更好的選擇。雖然污水處理技術(shù)水平在不斷發(fā)展，但是還是趕不上城市的發(fā)展需求。 其功能特點(diǎn)是：編程簡(jiǎn)單、性能價(jià)格比高、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、調(diào)試工作量少、維修方便、模塊化結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn)。 PLC 也就是可編程邏輯控制器 ,其就是一種 可 編程 的 存儲(chǔ)器 ，它不但實(shí)現(xiàn)了其控制系統(tǒng)的的需求，通過(guò) 內(nèi)部存儲(chǔ)程序 與 執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ， 定時(shí)向用戶(hù) 發(fā)布 指令，并通過(guò)模擬式控制各類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 它 通過(guò) 過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí) 構(gòu) 成的以通信網(wǎng)絡(luò)為 橋梁 的多級(jí)計(jì)算機(jī) 控制 系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制等技術(shù)，其 優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了 分散控制 的需求，通過(guò) 集中操作 ， 分級(jí) 分層的 管理 ，又由于 配置靈活 并且其擴(kuò)展能力強(qiáng)， 組態(tài)方便 ，軟硬件資源豐富等一系列特點(diǎn)，使其運(yùn)用頗多 。 DCS 被叫做分布式計(jì)算機(jī)控制，業(yè)界簡(jiǎn)稱(chēng)為分散控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：豐富的硬、軟件搭配，使計(jì)算機(jī)能快速反應(yīng)，具有良好的實(shí)時(shí)性，公開(kāi)的通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)了不同產(chǎn)品的互相連接。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì) DCS 和 PLC 的改進(jìn)，得出自動(dòng)化控制。 典型的生活污水處理完整工藝如下 圖 1 所示 ： 圖 1 生活污水處理系統(tǒng)控制形式 隨著控制系統(tǒng)的不斷更新，早期的控制系統(tǒng)也逐步被淘汰，繼電器時(shí)代的接觸器控制，已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)代生活的除污要求，新的控制逐漸被社會(huì)接受，具污泥處理系統(tǒng) 接觸池 調(diào)節(jié)池 生 活 污 水 消毒 生化處理 初次沉淀池 二次沉淀池 格柵 出水 3 有代表的就是現(xiàn)場(chǎng)總線控制、 DCS 和 PLC 控制。最終由計(jì)算機(jī)集中控制，每個(gè)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)設(shè)備預(yù)先編排運(yùn)行。 經(jīng)過(guò)初期處理的污水被排放到預(yù)反應(yīng)池內(nèi) ，在該 池 內(nèi)污水 被活性污泥中的微生物吸附 一起從主、預(yù)反應(yīng)區(qū)隔墻下 緩慢流 進(jìn)反應(yīng)區(qū)。 CCAS 工藝 處理 污水 初期能力不高 ， 主要是由粗細(xì)格柵和沉淀池來(lái)完成 。 其主要是 采用間歇 式連續(xù)進(jìn)水，周期 性 排水，延時(shí)曝氣 的 好氧活性污泥 處理 工藝。其良好的低成本運(yùn)營(yíng)，與除污能力是適合我國(guó)現(xiàn)階段的工藝要求。如何合理規(guī)范的利用有限資金，且能減少污染，是國(guó)家最頭疼的事情。這種高效 的 市政 除污 工藝技術(shù)，滿足了我國(guó) 現(xiàn)階段 的需求。 以除去有機(jī)物和磷元素為主的 化學(xué) 法 強(qiáng)化生物除磷 工藝 ， 在此時(shí)嶄露頭角。目前國(guó)內(nèi) 大部分城市污水 處理廠采用的 都是 污水處理工藝 ， 有 氧化溝、 傳統(tǒng)活性污泥法、 A2/O等 。 若按化學(xué)性質(zhì)分，則把污水中的污染物質(zhì)分為無(wú)機(jī)性物質(zhì)與有機(jī)性物質(zhì)，而其化學(xué)元素就要是以碳、氮、磷為主。 普通的污水處理可以根據(jù)其物理形態(tài)和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行歸類(lèi)。 生活污水中有大量 的 有機(jī)物 ， 例 如纖維素、淀粉、糖類(lèi) 、 脂肪 和 蛋白質(zhì)等； 通 常 也 含有病原菌、 病毒 和寄生蟲(chóng)卵；無(wú)