【正文】 設(shè)備時(shí)選擇：PLC＼三菱＼F剮85＼串行；組態(tài)王的設(shè)備地址與PLC的設(shè)置保持一致，即在PLC的D812l中設(shè)置PLC地址，組態(tài)王中定義的設(shè)備地址必須與此設(shè)置保持一致，本系統(tǒng)中各站點(diǎn)的站號(hào)分設(shè)為l～3。組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序都是以動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的形式提供的，在組態(tài)王有設(shè)備通訊時(shí)，調(diào)用相應(yīng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)程序，該程序基于COM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王與設(shè)備通訊程序間的無(wú)逢連接。組態(tài)王驅(qū)動(dòng)程序采用最新軟件技術(shù)，使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。PLC構(gòu)成的系統(tǒng)功能流程圖（如圖41所示）：圖41 系統(tǒng)程序流程圖 I/O分配表（1）根據(jù)所需要的輸入、： 數(shù)字量輸入輸出地址分配表Ｉ／Ｏ表集水池液位計(jì)加藥控制集水池中轉(zhuǎn)泵備妥信號(hào)報(bào)警標(biāo)志接收池液位計(jì)集水池污水中轉(zhuǎn)泵1接收池鼓風(fēng)機(jī)備妥信號(hào)集水池污水中轉(zhuǎn)泵2調(diào)節(jié)池液位計(jì)低速推流攪拌機(jī)1調(diào)節(jié)池提升泵備妥信號(hào)鼓風(fēng)機(jī)2調(diào)節(jié)池鼓風(fēng)機(jī)2備妥信號(hào)調(diào)節(jié)池污水提升泵1調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)1備妥信號(hào)調(diào)節(jié)池污水提升泵2好氧曝氣池1液位計(jì)三葉羅茨風(fēng)機(jī)曝氣池1風(fēng)機(jī)備妥信號(hào) 污水中轉(zhuǎn)泵5曝氣池1中轉(zhuǎn)泵備妥信號(hào)污水中轉(zhuǎn)泵6好氧曝氣池2液位計(jì)低速推流攪拌機(jī)2曝氣池2中轉(zhuǎn)泵備妥信號(hào)污水中轉(zhuǎn)泵3曝氣池2低速推流攪拌機(jī)備妥信號(hào)污水中轉(zhuǎn)泵4輻流沉淀池液位計(jì)中心刮泥機(jī)輻流沉淀池中心刮泥機(jī)備妥信號(hào) 清水外排泵清水外排泵備妥信號(hào)污水中轉(zhuǎn)泵7　加藥備妥信號(hào)污水中轉(zhuǎn)泵8接收池中轉(zhuǎn)泵備妥信號(hào)接收池鼓風(fēng)機(jī)（2）:模擬量輸入輸出信號(hào)AIW0溫度信號(hào)AQW0溫度信號(hào)AIW1超聲波液位差計(jì)AQW1超聲波液位差計(jì)AIW2PH計(jì)AQW2PH計(jì)AIW3電磁流量計(jì)AQW3電磁流量計(jì)AIW4溶解氧儀AQW4超聲波流量計(jì)AIW5污泥濃度計(jì)AQW5溶解氧儀AIW6泥位計(jì)AQW6污泥濃度計(jì)AIW7在線COD檢測(cè)儀AQW7泥位計(jì)AIW8NH3N測(cè)定儀AQW8在線COD檢測(cè)儀AIW9超聲波流量計(jì)AQW9NH3N測(cè)定儀 外部接線圖（1）污水處理PLC數(shù)字信號(hào)外部接線圖如圖443所示：圖42 PLC開(kāi)關(guān)量輸入模塊外部接線圖圖43 PLC開(kāi)關(guān)量輸出模塊外部接線圖（2）污水處理PLC模擬信號(hào)外部接線圖如圖445所示：圖44 PLC模擬量輸入模塊外部接線圖圖45 PLC模擬量輸出模塊外部接線圖第5章 污水處理系統(tǒng)的軟件選型與設(shè)計(jì) 作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)安裝有組態(tài)王開(kāi)發(fā)的監(jiān)控軟件，組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終工程人員使用的具體的PLC或現(xiàn)場(chǎng)部件無(wú)關(guān)。一般來(lái)講，配電與信號(hào)傳輸從輔助處理單元（包括辦公及變配電）要到水處理和泥處理單元，無(wú)論是先經(jīng)過(guò)哪個(gè)處理單 元，都可以在處理構(gòu)筑物的側(cè)壁上向池內(nèi)挑出管溝，做為管道與電纜的通道，服務(wù)于本處理單元的同時(shí)，又可使電力和信號(hào)到達(dá)另一個(gè)處理單元。各處理構(gòu)筑物的電氣與信號(hào)電纜的鋪設(shè)應(yīng)盡量結(jié)合構(gòu)筑 物上的管溝和渠道，從整體效果來(lái)看，整個(gè)處理構(gòu)筑物表面看不到任何電纜和管線的敷設(shè)，只有走道板及蓋鍍鋅鋼格板的管溝，既美觀又便于維護(hù)管理。有條件時(shí)，還可在反應(yīng)池等重要地方 安裝攝像頭，以監(jiān)視污水廠的運(yùn)行狀況。實(shí)際 上，對(duì)于規(guī)模稍大的污水廠，定員也不過(guò)如此，所以相對(duì)人力成本很高。這一點(diǎn)對(duì)減少小型污水處理廠的單方經(jīng)營(yíng)成本有很重要的意 義。 系統(tǒng)功能流程圖在廠區(qū)電氣自控的總體設(shè)計(jì)上，應(yīng)在允許的條件下，提高污水處理廠的自動(dòng)化程度。本文采用日本松下電工公司的FP系列PLC，其型號(hào)位C16。由于PLC自身的高可靠性，也使其故障率幾乎降至于零。因此，即使不懂計(jì)算機(jī)的人，也能掌握PLC。除了應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)外，也可用于連續(xù)的流程控制系統(tǒng)，從而使污水處理設(shè)備的控制水平大大提高。(2)適用于工業(yè)環(huán)境，具有高可靠性PLC產(chǎn)品的平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)5年以上，因而它是一種高可靠的產(chǎn)品，大大地提高了生產(chǎn)設(shè)備的工作效率。1工作站和2工作站與廠內(nèi)主工作站的距離4～5公里，且無(wú)人值班，故租用電信公司無(wú)源電話專線通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和A1SJ71UC24通信模塊進(jìn)行泵房設(shè)備控制和數(shù)據(jù)傳輸。它們分別位于：廠外1泵站；廠外2泵站；廠內(nèi)中心控制室；廠內(nèi)低壓電房；鼓風(fēng)機(jī)房（3個(gè)站）；脫水機(jī)房?，F(xiàn)場(chǎng)控制站根據(jù)污水處理廠的實(shí)際工藝和構(gòu)筑物的幾何分布，設(shè)置在控制對(duì)象和信號(hào)源相對(duì)集中的幾個(gè)單體中，并考慮在不影響控制功能和設(shè)備安全的前提下，盡量節(jié)省投資。 PLC的主要組成及功能 污水處理廠PLC控制系統(tǒng)由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)、8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站、工藝儀表、電量變送器構(gòu)成。（8）系統(tǒng)允許設(shè)置多種級(jí)別的保護(hù)口令，可有效防止用戶程序在未經(jīng)允許的情況下被復(fù)制或修改。（6）指令集功能強(qiáng)大，可用于復(fù)雜功能。通訊軟件包往往是和通訊硬件一起使用的，如調(diào)制解調(diào)器等。在選用PLC時(shí)，有無(wú)支持技術(shù)條件也是重要的選擇依據(jù)。用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)有集中控制、遠(yuǎn)程I/O控制和分布式控制等三種方式。我們還可在編完程序以后精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量。對(duì)于中、大規(guī)模的PLC，往往用于工藝比較復(fù)雜，且多變的場(chǎng)合，程序改變較多，因此一般都使用CMOSRAM存儲(chǔ)器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時(shí)保存存儲(chǔ)信息。存儲(chǔ)器類型及其容量選擇。輸入輸出模塊選擇。功能選擇要根據(jù)不同的控制對(duì)象確定。PLC響應(yīng)時(shí)間的影響因素有：輸入信息時(shí)，CPU讀解用戶邏輯網(wǎng)絡(luò)時(shí)間和輸出時(shí)間。關(guān)于可編程控制器選型的一般原則可從以下幾方面考慮：明確控制對(duì)象要求。表2 儀表清單序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位廠家粗格柵及進(jìn)水泵房1超聲波液位差計(jì)USK532/US512(2)010m2套瑞普三元2超聲波液位計(jì)US503010m1套瑞普三元3儀表箱500*400*3503套國(guó)產(chǎn)細(xì)格柵旋流沉砂池1PH計(jì)及溫度計(jì)P33AINN/6028P0/MH474B014pH,5~95℃1套HACH2超聲波液位差計(jì)USK532/US512(2)010m2套瑞普三元3儀表箱500*400*3503套國(guó)產(chǎn)勻質(zhì)池1超聲波液位計(jì)US50305m1套瑞普三元2儀表箱500*400*3501套國(guó)產(chǎn)脫水機(jī)房1電磁流量計(jì)RPMAG62Y01501111011DN1002套瑞普三元2儀表箱500*400*3502套國(guó)產(chǎn)計(jì)量井1超聲波流量計(jì)XLBY200002000m3/h1套瑞普三元2儀表箱500*400*3501套國(guó)產(chǎn)氧化溝1溶解氧儀D53A4A1N/5540D0A/MH276R00F020mg/l6套HACH2污泥濃度計(jì)TXPRO2+RD240010g/l2套HACH3儀表箱500*400*3508套國(guó)產(chǎn)二沉池1泥位計(jì)OptiQuant SLM04m2套瑞普三元2儀表箱500*400*3502套國(guó)產(chǎn)污泥泵站1超聲波液位計(jì)US503010m1套瑞普三元2超聲波流量計(jì)XLBY200002000m3/h1套瑞普三元3儀表箱500*400*3502套國(guó)產(chǎn)接觸池及出水計(jì)量井1在線COD檢測(cè)儀CODcr105000mg/l1套HACH2NH3N測(cè)定儀5738600/FILTRAX2120mg/l1套HACH3超聲波流量計(jì)XLBY200002000m3/h1套瑞普三元4儀表箱500*400*3503套國(guó)產(chǎn)第4章 污水處理系統(tǒng)硬件選型和設(shè)計(jì) PLC簡(jiǎn)介利用可編程序控制器（PLC）組成遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，首先遇到的是PLC的選型問(wèn)題。對(duì)于廢水pH值的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，低于上限時(shí)關(guān)閉酸閥；當(dāng)調(diào)節(jié)池中廢水的pH值低于下限時(shí)打開(kāi)堿閥，高于下限時(shí)關(guān)閉堿閥，這樣便使設(shè)備控制在一定的范圍內(nèi)，不致于因頻繁開(kāi)關(guān)而使設(shè)備損壞。監(jiān)測(cè)污水的酸堿度，當(dāng)污水用過(guò)大或過(guò)小時(shí)都要采取特殊措施，以防活性污泥中的微生物死亡，影響處理效果．選用LP3000C型pH計(jì)，精度等級(jí)177。OpH時(shí)C《0H)2計(jì)量加藥泵停止運(yùn)行。中和池處所需的設(shè)備有：攪拌機(jī)l臺(tái)，加藥計(jì)量泵4臺(tái)(備用2臺(tái))，PH計(jì)一套。中和池為地上式池。整個(gè)溶解氧控制系統(tǒng)由曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速控制環(huán)節(jié)、曝氣機(jī)曝氣環(huán)節(jié)、曝氣傳質(zhì)過(guò)程和溶解氧檢測(cè)環(huán)節(jié)組成。溶解氧控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖35所示。在污水處理過(guò)程中，通過(guò)曝氣機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制氧化溝中溶解氧的濃度。格柵機(jī)液位差控制示意圖如圖34所示：圖34 格柵機(jī)液位差回路控制結(jié)構(gòu)圖 溶解氧的回路控制用于測(cè)量污水中溶解氧的含量，溶解氧測(cè)量?jī)x是污水處理的最重要的儀表之一，是調(diào)節(jié)曝氣機(jī)鼓風(fēng)量的重要依據(jù)。清污機(jī)按照設(shè)置時(shí)間工作。如液位差超過(guò)設(shè)定值，則清污機(jī)開(kāi)始連續(xù)工作，直至液位差低于預(yù)設(shè)值。格柵除污機(jī)主要作用是去除污水中的大塊固體雜物，保護(hù)后面的設(shè)備和設(shè)施不受影響粗格柵間是污水的入口，格柵的投入由手動(dòng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)。水泵的電氣控制圖如下圖32所示：圖32水泵電氣控制圖 開(kāi)關(guān)量控制圖 開(kāi)關(guān)量是我們學(xué)習(xí)中用到最多的輸入、輸出信號(hào)。如圖31所示： 操作站Profibus1PLC站2PLC站3PLC站 圖31系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖 電氣控制方案 水泵電氣控制 通常我們所使用的電機(jī)泵類，其控制原理基本是一致的。輸入量為pH值給定值與測(cè)量值的偏差e以及偏差變化率ec，輸出量為向加藥泵供電的變頻器的輸入控制電壓 u。PLC控制系統(tǒng)滿足污水處理廠運(yùn)行管理和安全處理的要求，即生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制和報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)、提高運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)污水處理廠內(nèi)各系統(tǒng)工藝流程中的重要參數(shù)、設(shè)備工作情況等進(jìn)行計(jì)算機(jī)在線集中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，重要設(shè)備進(jìn)行計(jì)算機(jī)在線集散控制，確保污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)控制分布圖（如圖5所示）。0＃工作站～5＃工作站之間采用A1SJ71AR21模塊通過(guò)同軸電纜通訊。本控制系統(tǒng)由8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站組成。8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站用于控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、采集動(dòng)態(tài)工藝參數(shù)和設(shè)備工作情況。 時(shí)間：根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行狀況，可在PLC中設(shè)置各設(shè)備聯(lián)動(dòng)間隔時(shí)間。 啟動(dòng)：皮帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 帶式脫水機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 投藥泵運(yùn)轉(zhuǎn) 污泥泵運(yùn)轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)流程控制原理圖（如圖4所示）。污泥與溶解成一定濃度的絮凝劑混合后，污泥中的固體顆粒被凝聚成絮團(tuán)，并分離出自由水，然后被輸送到帶式污泥脫水機(jī)上，經(jīng)頂脫水區(qū)、重力脫水區(qū)、楔形脫水區(qū)、壓濾脫水區(qū)后形成濾餅排出。該系統(tǒng)控制思路：PLC通過(guò)對(duì)DO的檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣閥的開(kāi)度；當(dāng)檢測(cè)到空氣閥的調(diào)節(jié)不能滿足DO的需要時(shí)，再著行調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)導(dǎo)葉片的開(kāi)度（目前各污水廠在該系統(tǒng)的應(yīng)用都不理想，主要問(wèn)題是溶解氧的測(cè)量值滯后、不穩(wěn)定及空氣閥門的選型）；PLC檢測(cè)DO計(jì)、MLSS計(jì)、ORP計(jì)的值傳送上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)掌握厭氧段與好氧段、污泥濃度等狀況，及時(shí)調(diào)整工藝控制。 生化池好氧區(qū)的DO計(jì)、MLSS計(jì)、ORP計(jì)、空氣調(diào)節(jié)閥和HVTURBO鼓風(fēng)機(jī)是污水處理的重要設(shè)備。 沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房、脫水機(jī)房和鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)備控制砂攪拌器的自動(dòng)運(yùn)行通過(guò)進(jìn)水電磁流量計(jì)控制，而抽砂泵的運(yùn)行狀態(tài)是由微機(jī)對(duì)其開(kāi)、停時(shí)間的設(shè)置控制的。根據(jù)測(cè)量值對(duì)應(yīng)控制程序，自動(dòng)控制提升泵的運(yùn)行組合。 它們距污水處理廠約4～5公里。提升泵運(yùn)行控制以遠(yuǎn)程控制為主。遠(yuǎn)程控制模式由PLC和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)，它包括微機(jī)手動(dòng)和微機(jī)自動(dòng)，而微機(jī)自動(dòng)控制方式為：（1）水位差控制方式，通過(guò)格柵機(jī)運(yùn)行液位差計(jì)的測(cè)量值用來(lái)反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進(jìn)行分析計(jì)算。如果污水廠毗臨生活小區(qū)，若采用鼓風(fēng)曝氣則必須建鼓風(fēng)機(jī)房， 同時(shí)還要有相應(yīng)的降噪措施，這樣情況下宜采用機(jī)械曝氣方式。由于污水廠較小，一般不設(shè) 鼓風(fēng)機(jī)房，僅在鼓風(fēng)機(jī)上設(shè)罩棚。但必須是適應(yīng)于間歇曝氣的運(yùn)行方式。小污水廠的鼓風(fēng)機(jī)一般采用羅茨風(fēng)機(jī)及小型離心 風(fēng)機(jī)。第3章 控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 控制系統(tǒng)的設(shè)備組成及控制方式 控制系統(tǒng)的設(shè)備及組成主要設(shè)備 活性污泥法的曝氣方式可分為兩大類：鼓風(fēng)曝氣及機(jī)械曝氣兩大類。由于PLC的CPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)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(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控。 PLC作為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)的功能變得更多。長(zhǎng)期以來(lái)，工業(yè)污水處理技術(shù)雖然經(jīng)過(guò)了迅速發(fā)展，但仍滯后于城市發(fā)展的需要，工業(yè)污水處理率低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低等極大地影響了城市發(fā)展。模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力強(qiáng)。通用性強(qiáng)，使用方便。（3）PLC系統(tǒng)。響應(yīng)快，