【正文】 現(xiàn)場 PLC1站 具體實現(xiàn) 功能為 : l)監(jiān)視粗格柵、螺旋壓榨機(jī)及前后啟閉機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，控制粗格柵及啟閉機(jī)的啟停 ； 2)監(jiān)視進(jìn)水 CON 值 ； 3)監(jiān)測提升泵房液位和提升泵的運(yùn)行狀態(tài)，并對提升泵進(jìn)行控制 ； 4)對細(xì)格柵、螺旋壓榨機(jī)及啟閉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 ； 5)監(jiān)測細(xì)格柵出水流量及污水 pH 值和溫度 ； 6)對曝氣池兩個閘門、橋式吸砂機(jī)、吸砂泵、砂水分離器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制 ； 7)對曝氣池的兩臺羅茨風(fēng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 ； 8)控制鼓風(fēng)機(jī)房的二臺冷卻泵。能夠承受工業(yè)環(huán)境的要求，具有良好的抗酸性、抗腐蝕性，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，選用的 PLC 設(shè)備的平均故障間隔時間 (MTBF)均滿足系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行要求。 OMRON 公司是世界知名公司，中文資料充 足、備品備件方便、技術(shù)服務(wù)方便、國內(nèi)有生產(chǎn)維修能力，在國內(nèi)外 水處理行業(yè)有大量的成功業(yè)績。由此可見，對 PLC 的選型十分重要， PLC選型主要考慮以下幾方面 ： 1)CPU 處理速度 : CPU 執(zhí)行指令速度越快，掃描周期越短，實時性越好 ； 2)CPU 存儲器性能 :存儲器存放程序和數(shù)據(jù)，存儲器容量要達(dá)到要求 ； 3)IO 點數(shù) :IO點數(shù)要達(dá)到要求，并留有充分的備用點 ； 4)通信能力 :通信速度和可擴(kuò)展性也是一個重要指標(biāo) 。 控制柜設(shè)計 PLC 柜是實現(xiàn)現(xiàn)場自動控制的核心。聯(lián)動順 序 :砂水分離器一吸砂泵，關(guān)機(jī)順序相反。吸砂機(jī)和吸砂泵的啟停，可由現(xiàn)場控制柜手動控制，也可以由中央控制室的上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。通過調(diào)節(jié)曝氣量，控制污水的旋流速度，可使除砂效率穩(wěn)定。以上情況足以說明除砂對污水處理的重要性，也是城市污水收集系統(tǒng)杜絕砂粒進(jìn)入污水管道的原因。進(jìn)入曝氣池，在池底沉積，減少有效容積，有時還會堵塞微孔擴(kuò)散器 ； 大量砂粒進(jìn)入濃縮池將可能堵塞排泥管路，使排泥泵過度磨損 。 沉砂池的作用是為了避免砂粒對處理工藝和設(shè)備帶來的不利影響。 PLC 可以根據(jù)細(xì)格柵前后液位差對細(xì)格柵進(jìn)行自動啟停 控制。 為檢測細(xì)格柵前后水位差，在格柵前后安裝壓阻式液位計。細(xì)格柵的運(yùn)行狀態(tài)信號送至 PLC 站，以監(jiān)視其行情況。 細(xì)格柵 細(xì)格柵的目的在于攔截污水中的大量細(xì)小的漂浮物，為污水處理廠的各類設(shè)備提供更好的運(yùn)行條件。 四臺提升泵三用一備，通過切換開關(guān)既可手動控制也可自動控制，自動控制過程大體如下 :首先通過上位機(jī)設(shè)定超低、低、中低、中、中高、高、超高七個水位值，正常時只啟用一臺提升泵，即可使水位維持在中水位，當(dāng)水位上漲到中高水位時則開一臺停止時間最長的提升泵，若此時水位仍然繼續(xù)上漲，則漲到高水位時再開一臺提升泵，當(dāng)上漲到超高水位時報警 。 提升泵房 提升泵房水泵主要用來將 粗格柵間流出的污水提升到細(xì)格柵間。螺旋壓榨機(jī)在粗格柵停止之再運(yùn)行3060s。在控制時，為確保設(shè)備安全，應(yīng)使粗格柵與螺旋壓榨機(jī)聯(lián)動，以防止螺旋壓榨機(jī)空轉(zhuǎn)。粗格柵的啟?？捎缮衔粰C(jī)直接遠(yuǎn)程控制機(jī)，也可以通過現(xiàn)場控制柜實現(xiàn)手動控制。 粗格柵 在粗格柵間共設(shè)有 2 個粗格柵，粗格柵的主要作用是除污水中大塊漂浮物。在滿足工藝要求的前提下，不必追求過高的測量精度，以節(jié)省投資； (3) 儀表的防護(hù)等級應(yīng)不低于 IP65，在短時浸水場合，防護(hù)等級為 IP67，在長期 浸水場合，防護(hù)等級為 IP68； (4) 儀表應(yīng)便于安裝、檢修； (5) 在同一工程項目中，儀表品種規(guī)格不宜過多，應(yīng)力求統(tǒng)一。本系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括儀表的選型、各 PLC 站的具體設(shè)計、中央監(jiān)控室的設(shè)計及數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇等。 第四章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 要構(gòu)成一個控制系統(tǒng)，首先應(yīng)根據(jù)控制要求對硬件進(jìn)行選型配置，然后通過網(wǎng)絡(luò)把各部件連接起來，形成控制系統(tǒng)的框架。整個污水廠的過程檢測儀表分散設(shè)置于各個工藝處 理構(gòu)筑物內(nèi)及工藝管道上?，F(xiàn)場手動操作具有比分布控制站和中央控制室更高的優(yōu)先權(quán)，只有將狀態(tài)選擇開關(guān)打到自動狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制程序才起作用。當(dāng)控制模式選擇置于“遠(yuǎn)程”位置時，操作人員將不能利用電氣控制柜或電控箱上的啟 /停按鈕對設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行 /停止操作，此時設(shè)備的控制權(quán)交給 工業(yè)控制 計算機(jī)控制， PLC 將根據(jù)操作員站的控制指令，由 PLC 控制程序“自動”或“手動”控制設(shè)備的運(yùn)行。 二、分布式控制站 監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè) PLC1PLC3 三個分布控制站，現(xiàn)場 PLC 完成對各點信號的采集及控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 31所示。整個自動化監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視及對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制的功能。利用 IPC 作為上位機(jī)，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。 設(shè)計思想 根據(jù)污水處理的工藝要求及現(xiàn)場環(huán)境，本系統(tǒng)主要采用了工業(yè)控制計算機(jī) (IPC)+可編程控制器 (PLC)+現(xiàn)場檢測儀表的監(jiān)控模式。 / O 生 化 反 應(yīng) 池 圖 22 城市污水處理工藝流程圖 本章小結(jié) 本章 首 先介紹了 污水處理的主要指標(biāo)，然后介紹了污水處理的基本工藝方法，最后對本系統(tǒng)采用工藝進(jìn)行了介紹，闡述了整個工藝流程。生化池、終沉池出的污泥一部分作為生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脫水間脫水外運(yùn)。 污水處理流程：污水進(jìn)入廠區(qū) ,先通過進(jìn)水井（讓廠能處理的污水進(jìn)入廠區(qū)進(jìn)行處理）進(jìn)入粗格柵（打撈較大的渣滓）到進(jìn)水泵房（提升污水的高度）到細(xì)格柵（打撈較小的渣滓）到曝氣沉沙池（在旋流的離心力作用下，這些密度較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有機(jī)物隨水流向前流動被帶到下一處理單元。它是生物脫氮除磷工藝中應(yīng)用較多的一種方法。由于將脫氮除磷統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中，所以簡化了污水處理的操作，又增加了處理工藝的功能。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。 三級處理，又稱深度處理。 二級處理，又稱生化處理。主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。如下圖 21 所示。因此必須控制廢水溫度，一般廢水溫度控制在 35℃以內(nèi)。一般污水的 pH 值均在 ，當(dāng) pH6 或者 pH9都會影響生物處理，并對混凝上和金屬有腐蝕作用，這時需要進(jìn)行污水預(yù)處理并對處理設(shè)備進(jìn)行防腐蝕處理。 酸度和堿度是污水的重要污染指標(biāo)，用 pH 值來表示。 (SS) 懸浮固體是水中未溶解的非膠態(tài)的固體物質(zhì)，在條件適宜時可以沉淀。在城市污水處理分析中，常用 BOD/COD 的比值來分析污水的可生化性。 (COD) 化學(xué)需氧量 (COD)，是指在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑將有機(jī)物氧化為 二氧化碳 和水 所消耗的氧量，單位為 m留 L。污水耗氧速度一般在開始時最快， 5 天內(nèi)能降低 BOD68%左右，因此目前實際應(yīng)用中常規(guī)定，將污水在20℃溫度下培養(yǎng) 5天，作為 BOD 檢驗的標(biāo)準(zhǔn)，在此條件下測得的結(jié)果稱作 5 日生化需氧量，記作 。它說明水中有機(jī)物因微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解，使之無機(jī)化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數(shù)量，單位為mg/L。下面主要介紹幾個常用指標(biāo) [2]。 為了檢測污水處理系統(tǒng)的處理效果，國家規(guī)定了許多水質(zhì)指標(biāo)。 第二章 城市污水處理的工藝流程 污水處理指標(biāo) 城市污水的主要來源：①生活污水：日常生活中用過并被生活廢料所污染的水， 包括：衛(wèi)生間、廚房、洗衣房，其他還包括公共場所、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、餐飲業(yè)以及工廠中的各種生活用水②工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的水，主要夾帶了生產(chǎn)過程中所用的原料，反應(yīng)的中間體，產(chǎn)物等。上位機(jī)的人機(jī)界面采用北京亞控公司的組態(tài)王 開發(fā)，通過不同協(xié)議分別與西門子 PLC、歐姆龍 PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，完成數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)督及控制功能。 2)自動控制系統(tǒng)控制柜的設(shè)計及各工藝 控制 流程圖和 程序的開發(fā) 。 本 論文的主要工作 本課題應(yīng)用先進(jìn)的工業(yè)控制計算機(jī)、可編程控制器、工業(yè)自動化組態(tài)技術(shù)、電力電子控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，結(jié)合污水處理廠的特點，設(shè)計出運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)能夠自動檢測和自動控制、具有自動故障應(yīng)急處理能力并且具有網(wǎng)絡(luò)通信能力的高性能、高可靠性的污水處理廠自動監(jiān)控系統(tǒng)。為了改變我國污水處理技術(shù)現(xiàn)在，中央政府、有關(guān)職能部門和研究機(jī)構(gòu)都傾注了較大的注意力，非常重視開展這方面的研 究。而我國污水處理事業(yè)起步較晚，目前還處于發(fā)展階段，國內(nèi)大部分城市污水處理廠都是引進(jìn)國外的設(shè)備和技術(shù)，雖然在污水處理上取得了一定的效果，但引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備存在以下問題： 1．引進(jìn)費用昂貴； 2．維護(hù)費昂貴，維護(hù)不方便； 3．不利于培養(yǎng)我國相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員。同發(fā)達(dá)國家相比，我國城市污水處理事業(yè)無論數(shù)量、規(guī)模、普及率還是自動化程度，都存在著較大的差距。國外城市都在為污水處理普及率達(dá)到 100%而努力，將推廣低能耗高性能的污水處理工藝技術(shù)，提高水處理排放的標(biāo)準(zhǔn)，完善污水處理的有關(guān)政策。國外對污水的處理主要是通過建造污水處理廠。如。 污水處理是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組成部分。全球目前有 14％以上的水體約 5000 立方千米受到污染，污染導(dǎo)致本來就緊缺的水資源量大減，供需矛盾更加嚴(yán)重。自上個世紀(jì)以來，全世界淡水使用量增加了近 8 倍。 城市污水處理國內(nèi)外發(fā)展 現(xiàn)狀 隨著人口的不斷增加，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類不但消耗大量的水資源，而且還 隨意的亂砍濫伐和不合理的放牧以及向環(huán)境大量排入污染物，造成水資源環(huán)境明顯惡化，使全球可利用的淡水日益減少，供需矛盾日益加劇。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查，在發(fā)展中國家，各類疾病有 8%是因為飲用了不衛(wèi)生的水而傳播的，每年因飲用不衛(wèi)生水全球至少造成 20xx 萬人死亡。而水污染問題已成為世界各國關(guān)注的問題。 第一章 緒論 水是生命的源泉，人離不開水。根據(jù)污水處理工藝的不同，每種污水處理模式都有其適應(yīng)性的問題，在不同的地方根據(jù)環(huán)境狀況選擇不同的污水處理工藝非常重要。 PC monitoring section, the main surveillance site the process operating conditions and the implementation of remote control function. This system using OMRON PLC as the data collection and control unit, with a variety of instrumentation and control equipment for sewage liquid level, flow rate, pH value, temperature and dissolved oxygen concentration control data collection, at the same time, in accordance with the requirements of the control the field equipment such as thickness grille, lifting pump, blower and the corresponding control. The system according to the technical process and control requirements for the establishment of 3 distribution stations, each station through the Ether and the PC connected. PC is using Kingview to exchange data with each station, thus realizing the centralized control. Keywords： Sewage treatment, PLC, process 目錄 摘要 .................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 目錄 .................................................................. III 前言 ................................................................... VI 第一章 緒論 ............................................................. 1 城市污水處理國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 .........................