【正文】 縮脫水機和污泥輸送帶 進行 監(jiān)測和控制 并對污泥流量進行監(jiān)測和計算 。 在污水處理過程中采集和控制的信號有 : （ 1）數(shù)字輸入信號 ，污水處理設備的反饋狀態(tài)，指示設備的起停和手動、自動開關狀態(tài)的輸入信號； （ 2） 數(shù)字輸出信號 ，根據(jù)輸入信號對其進行相應的控制 ； （ 3）模擬輸入信號 ，如液位值， PH值和溶氧值（ DO 值）。 （ 2） 可進行自動、手動控制切換，實現(xiàn)設備在非正常工作下的急停。 （ 4） 可根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)顯示，觀察設備的運行狀態(tài)。 （ 6） 根據(jù)對重要設備的監(jiān)控數(shù)據(jù)來進行報表和走勢曲線的制作。 提升泵： 4 臺，兩臺備用。 細格柵：將較小的懸浮物隔在細格柵外，同樣由格柵除污機和柵渣輸送機將隔出來的懸浮物運到指定地點。 一次沉淀池：利用重力的作用，使污水中密度大于水的懸浮固體下沉。在此處，鼓風機想曝氣池中的污水打入氧氣，增加污泥中微生物的活性，以分解污水中的有機污染物。大部分的污泥 16 流入二次沉淀池，再由污泥回流泵，將活性污泥打回到曝氣池中，進行活性污泥的循環(huán)使用；小部分污泥通過剩余污泥泵流入濃縮脫水機房和從二次沉淀池中流出的污泥一起，進行污泥的濃縮脫水，最后排出。 17 第 3章 硬件部分設計 PLC工作原理及特點 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，它周而復始的依一定的順序來完成 PLC所承擔的系 統(tǒng)管理工作和應用程序的執(zhí)行。 控制任務的完成是建立在 PLC 硬件的支持下，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)，這一點是和計算機的工作原理相一致的。由于早期的 PLC 是從繼電控制系統(tǒng)發(fā)展而來，當時主要完成的任務是開關量的順序控制，對被控對象控制的實現(xiàn)是有邏輯關系的，并不一定有時間上的先后，因此，單純像計算機那樣工作，把用戶程序由頭到尾順序執(zhí)行，并不能完全體現(xiàn)控制要求。 PLC 上電完成后進入掃描工作過程。它具有以下優(yōu)點 [12]： 可靠性高、抗干擾能力強。 編程簡單。 18 功能完善，接口多樣。 目前， PLC 在國內(nèi)已廣泛應用于汽車裝配、數(shù)控機床、機械制造、電力石化、冶金鋼鐵、交通運輸、輕工紡織、污水處理等各行各業(yè)。在 PLC 系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 系統(tǒng)設計選型。 PLC 及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型，所選用 PLC 應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控 制系統(tǒng)。 SIMATIC 控制器提供了面向未來的投資，可以做到主動、柔性、經(jīng)濟的響應新挑戰(zhàn)，能給用戶帶來如下好處 [13]： （ 1）高速 CPU和強大的工藝功能可以帶來更高的生產(chǎn)率。 （ 3）控制器尺寸減小，大量的集成功能和無機柜操作可以減小機器體積。 （ 5）分布式自動化可以減少安裝和調(diào)試的時間和費用。 （ 7）強大的診斷功能可以提高機器和工廠的可靠。 S7300 屬于模塊式 PLC，主要由機架、 CPU 模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設備組成 [14]。它的主要特點有 [15]： （ 1）速度快：極其快速的指令處理大大縮短循環(huán)周期。 （ 3）功能強：極強的計算性能、強勁的內(nèi)部集成功能、全面的故障診斷功能、用戶程序的多級口令保護、采用不同性能級別的 CPU，廣泛的適用于應用場合。 （ 5）極強的網(wǎng)絡通訊能力： 可以通過通訊處理器連接 AS－ 1 接口、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)和點到點的通訊系統(tǒng)，或通過集成在 CPU中的多點接口 (MPI)連接編程器、 PC 機、人機界面系統(tǒng)及其它 SIMATIC S7/M7/C7 等自動化系統(tǒng)。 （ 6）采用無限制的模塊化結構，便利的連接系統(tǒng)，易于安裝維護。由于 S7300 是模塊中小型 PLC，在一個系統(tǒng)中最多可擴展 32 個不同的應用模塊，可以滿足絕大多數(shù)的應用場合，甚至能完成冗余，可以滿足工藝控制要求，所以不必選擇 S7400 來增加成本。 CPU 模塊 CPU314DP，是高性能的 CPU，非常適合用來實現(xiàn)中小型規(guī)模的控制任務，具有簡單實用的分散式結構，二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理性能，易于擴展 I/O 模塊，因擁有極強的電磁兼容性、抗震性和沖擊性，常用于惡劣的工業(yè)環(huán)境中。1V、177。模擬輸入模塊將擴展過程中的模擬信號轉(zhuǎn) 21 化為 S7300 內(nèi)部 處理用的數(shù)字信號。 DI 模塊 SM321，所選型號的數(shù)字輸入通道數(shù)為 32。數(shù)字輸出模塊將S7300 的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)化為控制過程所需的外部信號電平。 DI/DO 模塊 SM323，所選型號的數(shù)字輸入通道數(shù)為 16，數(shù)字輸出通道數(shù)為 16。 PLC I/O 分配 I/O 口分配表 表 I/O 口分配表 1 I/O 粗格柵自動方式 4 I/O 粗格柵 1除污機 粗格柵手動方式 粗格柵 2除污機 1除污機運行反饋 粗柵渣輸送機 2除污機運行反饋 粗格柵進水閥 粗柵渣輸送機運行反饋 粗格柵報警 提升泵自動控制 1提升泵 提升泵手動控制 2提升泵 1提升泵運行反饋 3提升泵 2提升泵運行反饋 4提升泵 3提升泵運行反饋 提升泵報警 4提升泵運行反饋 細格柵 1除污機 細格柵自動方式 細格柵 2除污機 細格柵手動方式 細柵渣輸送機 1除污機運行反饋 曝氣池進水閥門 2除污機運行反饋 曝氣沉淀池提升泵 細柵渣輸送機運行反饋 曝氣沉淀池攪拌器 曝氣沉淀池自動方式 曝氣沉淀沉淀池鼓風機 22 2 I/O 曝氣沉淀池手動方式 5 I/O 曝氣沉淀池污泥回流泵 進水閥門反饋 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 污泥處理池進水閥門 鼓風機反饋 1污泥投加泵 污泥回流泵反饋 2污泥投加泵 潷水器反饋 1濃縮脫水機 剩余污泥泵反饋 2濃縮脫水機 污泥處理池自動方式 1加藥泵 污泥處理池手動方式 2加藥泵 進水閥門反饋 污泥輸送機 1污泥投加泵反饋 粗格柵壓榨機 2污泥投加泵反饋 細格柵壓榨機 1濃縮脫水極反饋 / 2濃縮脫水極反饋 / 3 I/O 1加藥泵反饋 6 AI PIW336 粗格柵前液位輸入 2加藥泵反饋 PIW338 粗格柵后液位輸入 污泥輸送機反饋 PIW340 細格柵液位輸入 粗格柵進水閥門反饋 PIW342 曝氣沉淀池液位輸入 粗格柵壓榨機 PIW344 曝氣沉淀池 DO 儀輸入 細格柵壓榨機 PIW3346 曝氣沉淀池 PH 值輸入 / PIW348 污泥處理池液位輸入 / PIW350 污泥處理出 PH 值輸入 23 部分電路設計 主回路硬件設計 M~M~M~Q F 1 Q F 2 Q F 3F U 1 F U 2 F U 3K M 1K M 2 K M 3F R 1 F R 2U 1F R 3U 2 U 3V 1 V 2 V 3W 1 W 2 W 3UVW 圖 31 部分主回路接線圖 圖 31 的部分主電路圖中， QF 為電源斷路器， FU為熔斷器， KM為接觸器開關， FR 為熱繼電器。 M~Q FF U 1K MF RU V WUVWNF U 2N WWT BQ BK MK AK A F RK MK AN電 源 指 示手 動 控 制自 動 控 制F RK AK MC O M EO U TIN 1IN 22 2 0 V A C電 機 運 動 控 制電 機 運 行 信 號電 機 故 障PLC控制信號H L圖 32 控制電路原理圖 由圖 32 所示，閉合 QF 開關，接通 電源，相應的 HL 燈亮，并作為電源的控制指示燈。自動控制則是 KA 中間繼電器的線圈與電源直接相連，所以，當電源接通，中間繼電器 KA 的線圈通電，位于手動控制處相應的 KA 的常開觸點閉合， KM 線圈得電，電機工作，完成自動控制。電機運行信號中， PLC 控制 KM 常開觸點閉合， KM 線圈通電，電機工作。 25 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。 +24VDI 021234567891011121314151617181920I 4 . 0I 4 . 1I 4 . 2I 4 . 3I 4 . 4I 4 . 5I 4 . 6I 4 . 7I 5 . 0I 5 . 1I 5 . 2I 5 . 3I 5 . 4I 5 . 5I 5 . 6I 5 . 7M自動 停止 手動自動 停止 手動DI 02 文件1234567891011121314151617181920曝氣沉淀池自動方式曝氣沉淀池手動方式進水閥門運行反饋提升泵運行反饋攪拌器運行反饋鼓風機運行反饋污泥回流泵運行反饋潷水器運行反饋剩余污泥泵運行反饋污泥處理池自動方式污泥處理池手動方式進水閥門運行反饋1 污泥投加泵運行反饋2 污泥投加泵運行反饋2 濃縮脫水機運行反饋1 濃縮脫水機運行反饋M 0VKM 27KM 11KM 12KM 15KM 16KM 28KM 17KM 16KM 19KM 20KM 13KM 14 圖 33b 數(shù)字量輸入接線圖 27 如圖所示，曝氣沉淀池的自動和手動運行方式通過 和 輸入口輸入反饋信號；進水閥門通過 輸入口輸入運行反饋，控制進水閥門的開關；提升泵、攪拌器、鼓風機、污泥回流泵、潷水器和剩余污泥泵通過 、 、 、 和 輸入口輸入運行反饋信號，控制電機的啟停；污泥處理池的自動和手動運行方式通過 和 輸入口輸入反饋信號；進水閥門通過 輸入口輸入運行 反饋信號，控制進水閥門的開關； 1污泥投加泵和2污泥投加泵、 1濃縮脫水機和 2濃縮脫水機分別通過 和 、 和 輸入口輸入運行反饋信號，控制電機的啟停。 28 S7300 數(shù)字量輸出模塊原理圖 +2 4VDO 011234567891011121314151617181920MM+2 4VDO 01 文件12345678910111213141516171819201粗 格柵除污機2粗 格柵除污機粗柵渣輸送機粗格柵進水閥門粗格柵報警1提 升泵2提 升泵3提 升泵4提 升泵提升泵報警1細 格柵除污機2細 格柵除污機細柵渣輸送機曝氣沉淀池進水閥門攪拌器提升泵M 0VL+ +24VL+ +24VM 0VKA 1KA 2KA 3KA 26HL 1KA 4KA 5KA 6KA 7HL 2KA 8KA 9KA 10KA 27KA 11KA 12 圖 34a 數(shù)字量輸出接線圖 如圖所示， 1格柵除污機和 2格柵除污機、粗柵渣輸送機分別通過 和 、 輸出口輸出控制信號，對電機進行動作；粗格柵進水閥門通過 輸出口輸出控制信號對進水閥門進行動作；粗格柵報警器通過 輸出口輸出信號，當粗格柵處水位過高時進行報警； 1提升泵、 2提升泵、3提升泵、 4提升泵分別通過 、 、 和 輸出口輸出控 29 制信號，對電機進行動作；提升泵報警器通過 輸出口輸出控制信號，當提升泵處的水位高于設定值時進行報警； 1細格柵除污機和 2細格柵除污機、細柵渣輸送機分別通過 和 、 輸出口輸出控制信號，對電機進行動作；曝氣沉淀池進水閥門通過 輸出口輸出控制信號，進行對進水閥門的動作；提升泵和攪拌分別器通過 和 輸出口輸出控制信號，對電機進行