基于plc的工業污水處理控制系統的設計(更新版)

　　

【正文】 機控制系統，是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、通信網絡技術等相互滲透形成的。在該氧化溝系統中進行生化處理，分解污水中的有害物質，此環節用到一些化學藥劑來加強處理效果 ，如復合堿、氯氣、油絮凝劑等。 總體而言， AB 法工藝較適合于污水濃度高，具有污泥消化等后續處理設施的大中規模的城市 工業污水處理 廠，且有明顯的節能效果，而對于有脫氮要求的城市 工業污 水處理 廠，一般不宜采用。 B段與常規活性污泥法相識，負荷較低。 A2/O 法 也 是在傳統活性污泥法的基礎上發展起來的一種 工業污水處理 工藝，其中 A2，即 AA，前一個 A代表 Anaerobic（厭氧的），后一個A代表 Anoxic（缺氧的）； O代表（好氧的）。該工藝的優點有：有機物去除率高，污泥負荷高，池的容積小，耗電省，運行成本低。因此，在選擇 工業污水處理 工藝的時候必需要認真考慮當地污水的情況，以及實際的 工業污水處理 的環境。按物理形態，污水中的污染物質可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質、膠體污染物質和溶解性污染物質。水 資溝的匱乏和水資源的污染，己經嚴重的影響了人民的日常生活，嚴重的影響了我國的經濟建設和發展。因此，從環保、注水等多方面的因素考慮，對于 工業污水處理 非常有必要。這些 工業污水處理 廠的投入對國家的水體污染改善起了關鍵的作用，也為人類治理水污 染積累了豐富的經驗。研究成果己被應用于大批 工業污水處理 廠。這些現象都是水污染產生的嚴重后果，因此 工業污水處理 項目的實施已經刻不容緩。 我國淡水資源不斷減少，而且污染現象較為嚴重。 工業污水處理系統的工作原理 ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 基于 PLC的工業污水處理控制系統的設計 姓 名： 司曉峰 基于 PLC的工業污水處理控制系統的設計 摘 要 目前，我國大多數污水處理控制系統自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界標準。 technology and the constant improvement of the level of living in our country, the pollution of water bees more and more serious. the sewage e from industry and town living increase continuously, but the city’s equipments which are used to drain sewage and dispose sewage are insufficient and some harmful substance which be not disposed were directly or indirectly pour into the river, then arose water pollution and appear to the problem about the aquatic environment’s pollution. While PLC has series of merits such as: mature technique, fine universal property, high reliability, flexible to install, convenient to expand, excellent cost performance, etc, which have enabled it gain a more and more widespread application in industrial control. This paper will mainly introduce the position and function of the automatic control system in sewage treatment plants and several problems that may occur in the practical use of the system and the possible solutions to them. Since the transformation by employing PLC control system in sewage treatment, the reliability of automatic control has been advanced, which has not only reduced workers’ work intensity, but also improved the operational efficiency of the sewage treatment plants, thus has made the reliable administration of manufacturing in sewage treatment plants possible. Key words: PLC, Sewage treatment, SBR reaction 目 錄 1 緒 論 ............................................................. 1 工業污水處理 的國內外現狀 ..................................... 1 課題的背景 ................................................... 2 研究目的和意義 ............................................... 3 課題主要設計的內容 ........................................... 3 2 工業污水處理 控制系統總體介紹 ...................................... 4 工業污水處理 基本概念 ......................................... 4 常用的 工業污水處理 工藝 ...................................... 4 工業污水處理 系統控制形式 ..................................... 7 工業污水處理 系統的功能要求 ..................................................................... 8 3 硬件系統配置 ..................................................... 10 主要組成 部分 ................................................ 10 電氣控制系統 ................................ 錯誤 !未定義書簽。淡水資源的短缺己經成為我國急需解決的問題。氣象學家預測， 2100 年全球變暖加劇，地表將有 1/3 的面積變為沙漠，那時，干旱將威脅全球一半的大陸人類的生存。在人工處理技術方面，“八五”對高負荷活性污泥、高負荷生物 膜、一體化氧化溝技術進行了深入研究。至 70 年代末，美國投入了數千億美元興建了 18000 余座城市 工業污水處理 廠，英國、法國、德國更耗費了巨額資金興建了 7000 至 8000 座城市 工業污水處理 廠。所以水資源也是一種保護。超過洪澇災害。按化學性質，污水中的污染物質可分為無機性物質和有機性物質，其化學元素以炭、氮、磷為主。 常用的 工業污水處理 工藝 不同的 工業污水處理 對象，不同的 工業污水處理 環境，將需要有不同的 工業污水處理 工藝來處理。 圖 21傳統活性污泥法工藝流程圖 污水中的有機物在曝氣池停留的過程中，曝氣池中的微生物吸附污水中的大部分有機物，并且在曝氣池中被氧化成無機物，然后在沉淀池中經 過沉淀后的部分活性泥需要回流到曝氣池中。 其工藝流程圖如下： 圖 22 A/O法工藝流程圖 曝氣池 （微生物吸附有機物氧化為無機物） 沉淀池 （活性泥下沉） 回流活性泥 原污水 清水排出 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 6 （ 3） A2/O 法。高負荷段停留時間約為 20~40min，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完全氧化反應，去除 BOD達 50%以上。對于污水濃度低 的場合， B 段也比較困難，也難以發揮優勢。在除砂池系統中 細格柵和轉鼓清污機進一步 凈 化污水中的細小顆粒物體，將污水中的細小沙粒濾除后進入氧化溝反應池。 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 8 （ 1） DCS 系統?，F場總線控制系統是由 DCS 和 PLC 發展而來的，是基于現場總線的自動控制系統。模塊化結構，擴展能力強。 信號輸入 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 9 工業污水處理 系統信號輸入檢測方面主要涉及四類信號的監測，主要包括：按鈕的輸入檢測、液位差的輸入檢測、液位高低的輸入檢測，以及曝氣池中含氧量的輸入檢測。以上三種 都 為數字量輸入，該輸入為模擬量輸入。 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 10 3 硬件系統配置 氧化溝是工業污水處理系統中的重要環節，其結構的不同形成了不同的氧化方法例如，奧貝爾、卡魯賽爾和一體化氧化溝法，對于不同的結構，其配套的設備也有較大的不同，所以其結構比較復雜，不同的結構對應不同的控制系統，因此需要根據不同的結構特點設計相應的控制系統。細格柵系統的主要功能是進一步凈化污水中的顆粒物體，將污水中細小的沙粒濾除，其中的細格柵機是根據程序設定時間進行間歇工作，而轉鼓清污機的運行和停止則根據細格柵兩側的液位差來決定，當液位差超過某個值時，啟動清污機；當液位差小于某個值時停止清污機的運行，這和粗格柵系統的運行方式一致 。 (4）沉淀系統。 (1）操作面板。在自動方式下進行閉環 控制，系統根據檢測到外部傳感器的狀態對設備進行啟停控制，其工作過程如下。 工業污水處理系統主電路設計 圖 33為工業污水處理系統的主電路圖的部分圖。 8點 DC輸入 8點輸出型。 圖 38工業污水處理 系統 PLC硬件接線圖 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 17 其他資源配置 要完成系統的控制功能除了需要 PLC 主 機及其擴展模塊之外，還需要各種傳感器、接觸器和變頻器等儀器設備。模塊化：產品本體上可以附加輔助觸頭，通電 /斷電延時觸頭，機械閉鎖等模塊。 電流型交 直 交變頻器與電壓型變頻器的差別僅在于中間直流環節中的儲能元件用的是電感而不是電容。 PAM需要同時調節兩個部分：整流部分和逆變部分，兩者之間還必須滿足一定的關系，故控制電路比較復雜，因此比較少用。產生轉子電流的必要條件是轉子繞組切割定子磁場的磁力線。而針對這種想象一般要 采取電壓補償法。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。電動機符合JB/ Y2 系列 (1P54)三相異步電動機（機座號 63～ 355）技術條件。當液位差超過預設值后，系統控制清污機運行，清除大顆粒的污染物質，保障污水流動暢通；在液位差未超過設定值時，清污機處于停止狀態，這樣就可以大大減少設備損耗。它集超聲波傳感器、溫度補償電路、運算主機為一體的非接觸式液位差西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 22 測量儀器。當前用來測量水中溶解氧濃度最常用的儀器就是電化學傳感器（例如 Clark傳感器）。 pH mV：177。極譜型溶氧電極，極化時間短，響應快，測量準確。 （ 1）系統上電后 ，按下自動啟動確認按鈕，啟動潛水攪拌器和刮泥機。 圖 43 自動操作模式流程圖 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 25 在自動控制模式流程圖中，調用了各個控制系統的程序，主要包括粗格柵系統程序、潛水泵程序、細格柵系統程序、曝氣沉砂系統程序、污泥回流泵系統程序。 粗格柵系統工作流程圖如圖 44所示。 （ 2）定時到，停止運行細格柵機 2h。 （ 3）若液面處于最高位和最低位之間，啟動污泥回流泵。 污泥脫水系統工作流程圖如圖 49所示。另外， COD檢測儀的價格也較昂貴，增加了控制系統的成本。 人工進行加氯量控制，不僅對操作工人不 安全，而且投加量也難以準確控制。其 PID調節的模糊控制過程與上述兩個非線性控制環節類似，具有大時滯、非線性的特點。然而， ki 值的引入使得系統的響應的快速性下降，穩定性變差。 USS協議是主 從結構的協議，規定了在 USS 總線上可以有一個主站和最多 30 個從站；總線上的每個從站都有一個站地址（在從站參數中設定），主站依靠它識別每個從站；每個從站也只對主站發來的報文做出響應并回送報文，從站之間不能直接進行數