基于plc污水處理控制系統-資料下載頁

【導讀】 袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅

　　

【正文】 N，則有： xf ＝ fk Nf （ ） xU ＝ uk NU （ ） 其中 kf為頻率可調比， ku為電壓可調比。將上述兩個公式代入異步電動機的電磁轉矩公式可得變頻后的轉矩公式： 22212 2 21 2 1 232 [ ( ) ( ) ]um f N x x fp s r k UT k f s r r s k x x?? ? ? ? 其中： sx 為頻率為 fx 時的轉差率。 在變頻器正常工作情況下，即 kf＝ km1 時的機械特性如圖 310 所示。 nn 1n 2n 3n 4f 3f 4f 2f 1of 1 f 2 f 3 f 4T k 4 T k 3 T k 2 T k 1 T M 圖 310kf＝ km1 時的機械特性 由圖 42 可知隨著 f 的下降，臨界轉矩 Tkx 逐漸減少，電動機的帶負載能力也隨之下降。這無疑給變頻調速帶來了瑕點。而針對這種想象一般要 采取電壓補償法。新系列的變頻器一般都提供了設置自動轉矩補償功能。變頻器可以根據電流的大小自動地決定補償的程度。 （ ）） ] 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 20 變頻器選型 該系統選用的變頻器是西門子 MM430 變頻器， 具有多個繼電器輸出 ， 具有多個模擬量輸出（ 0~20 mA） ， 2 個模擬輸入： AIN1： 0~10 V， 0~20 mA 和 – 10 至+10 V； AIN2： 0~10 V， 0~20 mA， 6 個帶隔離的數字輸入，并可切換為 NPN/PNP 接線 。它是一種風機水泵負載專用變頻器，能適用于各種變速驅動系統，尤其是適用于工業部門的水泵和風機。該 型變頻器，具有能源利用率高的特點，優化了部分結構與功能，便于工作人員進行操作，實現功能強。 它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調制的開關頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲。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。 變頻器參數設置 該 工業污水處理 系統中的 MM430 變頻器是一種風機水泵負載專用變頻器，能適用于各種變速驅動系統，尤其適合用于工業部門的水泵和風機。該變頻器，具有能源利用率高的特點，優化了部分結構與功能，便于工作人員進行操作，實現其控制功能。在此控制系統中， 需要對變頻器進行通信控制，因此需先對變頻器的參數進行設置，主要對一下幾個參數進行調整，如表 311 所示。 表 311 變頻器參數設置表 參數號 參數值 說明 P0005 21 顯示實際頻率 P0700 2 由端子排輸入 P1000 2 模擬輸入 P1300 2 可用于可變轉矩負載 P2021 6 9600baud P2021 1 USS 地址 P0300 根據具體電動機設置 電動機類型 P0304 根據具體電動機設置 電動機額定電壓 P0305 根據具體電動機設置 電動機額定電流 P0310 根據具體電動機設置 電動機額定頻率 P0311 根據具體電動機設置 電動機額定轉速 電動機的選型 在該 工業污水處理 系統中需要用到許多電機， Y2 系列三相異步電機 是專為西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 21 歐洲市場設計的三相異步電動機、電機出線盒置于電機機殼頂部、整機結構緊湊、外形美觀大方，安裝尺寸符合 IEC 標準，具有高效、節能、起動轉矩大，使用維護方便等特點。 主要性能有： 絕緣等級： F； 防護等級： IP54 或 IP55； 電壓： 380V或 415V； 頻率： 50Hz 或 60Hz； 冷卻方式： IC411。 Y2 系列電動機有兩種設計，一種是適用于一 般機械配套和出口需要，在輕載時有較高效率，在實際運行中有較佳節能效果，且具有較高堵轉轉矩，此設計稱為 Y2Y 系列。中心高 63～ 355mm，功率從 ~315kW。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。 型號含義：如 Y2200L12Y：“ Y2”表示異步電動機第二次改型設計，“ 200”表示中心高，“ L”表示機座長短號，“ 1”表示鐵心長度序號，“ 2”表示極數，“ Y”表示第一種設計（可省略）。 第 2種設計是滿載時有較高效率，更適用于長期運行和負載率較高的使用場合，如水泵、風機配套，此設計稱為 Y2E 系列，中心高 80～ 280mm，功率從 ～ 90kW。電動機符合 JB/ Y2 系列 (1P54)三相異步電動機（機座號 80～ 280）技術條件。 型號含義：如 Y2200L26E：“ Y2”表示異步電動機第二次改型設計，“ 200”表示中心高，“ L”表示機座長短號，“ 2”表示鐵心長度序號，“ 6”表示極數，“ E”表示第二種設計。 根據上述分析，選擇 Y2200L26E即可滿足要求。 對格柵機的清污機進行控制 ， 需要監測格柵機兩側的 液 面差，在該系統中利用液位差計， 該系統選用的 超聲波液位差計型號 ： XL60YI4000。粗格柵、細格柵各安裝了一臺超聲波液位差計，通過格柵機前后的液位 差來反映格柵機阻塞程度，并傳輸到 PLC 控制器，進行分析計算。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。 超聲波液位差計精度較高，且有多種量程可供選擇，其輸出信號有一下三種：可編程繼電器輸出、高精度 4～ 20mA 模擬信號輸出、 RS485 通信口輸出，可根據需要的信號選擇輸出，作為 PLC 的輸入信號 。 該系統選用的 超聲波液位差計型號 ： XL60YI4000。 工作溫度： 20~60℃ ， 工作電壓： AC220V 或 DC24V， 工作壓力：常壓 ， 差值精度： 177。3mm 或 ％ FS（取其較大者） ， 重復精度： 1‰ ， 分辨率： 1mm ， 方 向 角 ： 4176。/ 6176。 （全角） ， 工作頻率： 13KHz~40KHz（因型號規格而不同） ， 信號輸出： RS48 Modbus、標準的 420mA 電流信號和多路開關量輸出 。 采用先進的嵌入式微處理技術，使其測控儀器達到了高度的數字 化和智能化。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。超聲波液位差計具有精度高，壽命長，穩定可靠，安裝維護方便等特點 。 溶解氧（ DO）是指溶解在水中的氧氣，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測水質和環境污染程度的主要指標。用傳統的化學方法（如碘量滴定法）測定溶解液中的溶解氧是很費時的，且成本很高，不能連續測量，而用滴汞電極（ DME）的極譜分析最為簡單。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現場工作中的應用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物 介質中就失效。為了消除上述困難，膜覆蓋氧電極誕生了，它最初是由 Clark 在 1956 年提出的，故而得名 Clark 氧電極。這種電極利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機及無機溶質的原理，保護電極不與這類還原物質緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。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）。它是根據電池原理而設計的，本身就是個電池，不需要外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時將其放入待測溶液，水質溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當兩輸出端接上負載 電路時，氧在陰極表面上發生還原反應。對結構和透氧膜確定的傳感器而言，在一定溫度下，氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比 。 因此，測定電流即可知氧濃度。選用 PH/溶解氧測量儀型號 :SA29MP525。測量范圍： pH：（ ~） pH mV：177。 mV，溶解氧：（ 0~） mg/L(ppm)；（ 0~） % 溫度：（ 10~110）℃精確度： pH：177。 pH mV：177。 % FS 溶解氧：177。 mg/L 溫度：177。 ℃，自動溫度補償： pH：（ 0~100）℃ 溶解氧：（ 0~45）℃ ， 其他參數：數據儲存： 900組 ， 通訊接口： RS232， 電源： DC9V/300mA。其特點是 高精度的 pH+溶解氧雙參數儀表。配用 2503 型 pH 電極，可用于離子強度較低、渾濁液體和膠體溶液的測量。可設定高純水和加氨純水二種特殊的 pH 測量模式，適合電力、石化等行業使用。新型的溶氧電極有鹽度測試功能，自動實現鹽度補償和溫度補償；儀器內置氣壓傳感器，自動實現氣壓補償。極譜型溶氧電極，極化時間短，響應快，測量準確。 西南科技大學應用型自學考試畢業設計 （論文） 23 4 軟件系統設計 采用西門子 公司為 S7— 200 系列 PLC 開發的 STEP7— Micro/WIN32 作為編程軟件，上面介紹了 工業污水處理 控制系統的結構、工作原理和電氣控制部分的結構，硬件結構的總體 設計基本完成后，就要開始軟件部分的設計，根據控制系統的控制要求 和硬件部分的設計情況及 PLC 控制系統 I/O 的分配情況，進行軟件編程設計。在軟件的設計中，首先按照需要實現的功能要求做出流程框圖，其次按照不同功能編寫不同功能模塊，這樣寫出的程序條例清晰，既方便編寫，也便于調試。 總體流程設計 根據 系統的控制要求，控制過程可以分為手動控制功能和自動運行功能。在手動控制模式下 ，每個設備可以單獨運行，以測試設備的性能，如圖 41 所示。 圖 41模式選擇流程圖 手動模式 在手動模式下，可單獨調試每個設備的運行，如圖 52 所示。在此模式下，可以通過按鈕對格柵機、清污機、轉碟曝氣機、刮泥機，以及各類泵進行控制，對于轉碟曝氣機的控制，可以通過按鈕增大或減小變頻器的頻率來改變其速度，以檢測調試性能。