基于PLC的污水處理系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計論文【圖紙丟失，只有論文】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘    要  隨著城市的快速發(fā)展，環(huán)境問題顯得日益重要。廢水是破壞環(huán)境的一個主要的因素，目前中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。  本文介紹了城市污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設計一套基于制的污水處理系統(tǒng)。  文章首先介紹了 制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及設計 制系統(tǒng)的基本原則和步驟，然后以 水處理工藝為例，來說明 污水處理過程中的應用。  先根據(jù) 污水處理要求設計了設備的電氣控制與自動控制線路，主要包括設備的啟停、狀態(tài)信號、故障信號和信號采集等。最后按照工藝要求設計 制系統(tǒng)，其中包括 選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制 序等。  關(guān)鍵詞：污水處理， 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of is of of is of is of is to of  to LC he a of LC a of BR LC is in in of to of to  to LC to LC an LC to  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄  摘要  . I . 錄  .  1 章  緒論  . 1 題的目的和意義  . 1 今國內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況  . 2 外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況  . 2 內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況  . 3 題的主要研究內(nèi)容  . 4 第 2 章  污水 處理概述  . 5 水處理概述  . 5 水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展  . 5 水處理工藝流程  . 6 水處理工藝概述  . 7 第 3 章  設計方案的確定  . 8 制系統(tǒng)的設計分析  . 8 結(jié)構(gòu)  . 8 工作原理  . 10 制系統(tǒng)設計原則和設計步驟  . 11 水處理 制系統(tǒng)的設計分析  . 13 水處理的過程  . 13 備控制要求  . 14 位監(jiān)控管理機  . 15 擬顯示評  . 15 第 4 章  硬件部分設計  . 16 機的控制電路  . 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 門的控制電路  . 17 感器  . 18 聲波傳感器  . 18 解氧傳感器  . 20 他硬件設備  . 20 選型及輸入 /輸出端口安排  . 22 選擇  . 22 制系統(tǒng)構(gòu)成圖  . 22 統(tǒng)資源分配  . 24 第 5 章  軟件部分的設計  . 26 序的構(gòu)成  . 26 序的流程圖  . 26 程序  . 28 結(jié)論  . 57 致謝  . 58 參考文獻  . 59 附錄 1 . 60 附錄 2 . 64 附錄 3 . 72 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章緒論  我國是一個水資源匱乏的國家，而且時空分布上極 不均勻，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。與此同時，在我國大部分城市和地區(qū)，本已極為有限的水資源還受到水質(zhì)惡化和水生態(tài)系統(tǒng)破壞的嚴重 威脅。由于 80%以上的污水未經(jīng)有效處理就直接投進水域，已造成我國 1/3 以上的河段受到污染， 90%以上的城市水域嚴重污染，近 50%的重點城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標準。尤其伴隨著城 市化和工業(yè)化進程的加速需水量和污染物排放量迅速增長，水危機不僅會長期存在，而且有迅速加劇的趨勢。水資源短缺和水環(huán)境污染造成的水危機已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。國內(nèi)外水環(huán)境恢復與再生的實踐經(jīng)驗表明，污水深度處 理與再利用是通向健康水循環(huán)的橋梁，推進污水深度處理和普及再生水利用是人類與自然兼容協(xié)調(diào)，創(chuàng)造良好水環(huán)境，促進人類可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。  題的目的和意義  世界任何國家的經(jīng)濟發(fā)展，都會推進社會進步、促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進一步改善，但是也隨之帶來不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。  我國是一個嚴重缺水的國家，雖然我國年平均水資源總量為 28000 億 m 2，居世界第 6 位，人均水 資源量為 2220m 2，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國列為世界上 13 個缺水國家之一。目前我國約 300 個城市缺水，其中嚴重缺水城市有 50 個。據(jù)中國經(jīng)濟信息網(wǎng)分析統(tǒng)計，全國按目前正常需要，年缺水總量約為 300 億 400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟損失每年達 2300 億元，超過洪澇災害。水資源的匾乏和水資源的污染，已經(jīng)嚴重的影響了人民 的日常生活，嚴重的影響了我國的經(jīng)濟建設和發(fā)展。特別是我國北方城市，如北京、天津、沈陽等城市水資源更為短缺。根據(jù)國家十五發(fā)展綱要，十五期間各縣市都要建立污水處理廠，如何保證處理過程的正常運 行，減少運行成本成為環(huán)保部門、城建部門所關(guān)注的問題。目前國家治理污染的重 點是“ 33211”工程，即“三河”（淮河、海河、遼河流域）、“三湖”（太湖、巢湖、滇池）、“兩區(qū)”（酸雨控制區(qū)、二氧化硫控制區(qū)）“一市，（北京）、“一海，（渤海海域）1。我國城市污水處理的電耗為 h/本為 h/國買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 為 h/且我們的工作人員還要比這些國家多，但是我國城市污水處理深度卻遠不如這些國家。造成這種結(jié)果的原因主要是：污水處理廠管理水平低、自動控制 手段差。  因此 建設符合我國國情的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會和和諧社會、保持我國經(jīng)濟高速發(fā)展具有重要意義 2。  今國內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況  外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況  國外的一些發(fā)達國家，如美國、日本、西歐等國，由于這些國家經(jīng)濟發(fā)達，并較早的實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。這些國家經(jīng)濟發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問題特別是水資源污染的嚴重性也較早的體現(xiàn)出來，同時也得到了這些國家政府的重視，投入了大量的人力、 物力進行水處理的研究。這些國家在研究水處理新理論和工藝的同時，也重視污 水處理自控系統(tǒng)的研究。這些國家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設備和自動化控制儀表。一些發(fā)達國家經(jīng)過幾十年的努力，污水處理率已經(jīng)達到了 80% 90%，成功的解決了來自于城市和工業(yè)的點源污染問題。同時一些國家開始重視污水的回用，如以色列的污水回用率達到了 90%。  由于控制技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展，國外的污水廠很早便實現(xiàn)了污水廠的網(wǎng)絡控制，如 統(tǒng)。同時國外較早的將 術(shù)引入到了給水排水工程中，并取得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益 3。國外同時注重水處理中 開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如 司的 列、  列、 列；同時國外也很重視在線儀表的研制，如德國 E+H 公司，美國的哈希公司相繼研制了溶解氧 、化學需氧量 分析儀。國外污水處理自控系統(tǒng)主要存在以下一個特點：  （ 1）采 用集散控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 照廠區(qū)的自身情況和工藝段來劃分若干個控制站，站與站之 間可以平級關(guān)系也可以使上下級關(guān)系，站與站之間一般獨立運行。設立中控室，中控室有操作員站和工程師站，負責全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報表等工作。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 （ 2）大量采用在線監(jiān)測的水質(zhì)分析儀表，對全廠的水質(zhì)實行實時監(jiān)測，并由上位機記錄下來，提高了測量精度。  （ 3）生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動的調(diào)整相應的控制方式。  （ 4）大量采用遙測、遙控設備；并開始有效地利用社會信息資源，如電話網(wǎng)絡、移動電話網(wǎng)絡、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信 息等。  內(nèi)污水處理自控系統(tǒng) 發(fā)展狀況  解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當時的污水污染程度很低，且提倡利用污水進行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經(jīng)驗進行推廣，如著名的沈撫灌渠等，所以全國僅有幾個城市建設了近十座污水處理廠（還包括 1921 1926 年間外國人興建 3 座污水處理廠），在處理工藝有的還是一級處理，處理的規(guī)模也很小，每天只有幾千立方米，最大的也只有每天 5 萬立方米左右，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。  我國第一座大型城市污水處理廠 天津市紀莊子污水處理廠于 1982年破土動工， 1984 年 4 月 28 日 竣工投產(chǎn)運行，處理規(guī)模為 26 萬立方米 /天。紀莊子污水處理廠投產(chǎn)運行后多年來達到設計出水水質(zhì)標準，使黑臭的污水變?yōu)榍辶?，它的誕生填補了我國大型污水處理廠建設的空白。在此成功經(jīng)驗的帶動下，北爾、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設了不同規(guī)模的污水 處理廠。  與國外相比，我國污水處理自動化控制起步較晚，七十年代開始采用熱工儀表，實行集中巡檢；八十年代應用分析儀表和 統(tǒng)；至九十年代，隨著一大批利用國際貸款的大型污水處理廠的建成投產(chǎn)，我國污水處理控制系 統(tǒng)的自動化水平有了很大提高。從國外引進污水廠的自動控制系統(tǒng)已廣泛采用集散式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，應用了自動化程度較高的檢測儀表，各種新工藝、新設備大量出現(xiàn)并得到應用。可以說我國污水處理自動化的現(xiàn)狀是：手動與自動皆備，自制和引用并舉 4?？梢钥闯鑫覈奈鬯幚碜钥叵到y(tǒng)有以下特點：  （ 1）對于新建的污水處理廠，引進了計算機分散控制系統(tǒng)，手動與自動并存的控制方式。大部分以前建設的污水廠自動化程度仍然很低，仍采用人工巡檢的方式。  （ 2）國產(chǎn)在線儀表的穩(wěn)定性還沒有達到要求，所以大部分采用進口的在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 線儀表，但 是由于進口儀表價格昂貴，所以應用并不是很廣泛。水質(zhì)的檢測主要是有實驗室人員通過實驗來測量。  （ 3）各個控制站之間完全獨立，無沒有信息的交換。并且各個控制單元由于其內(nèi)部資源的限制，只是實現(xiàn)了簡單的時間控制和邏輯控制。  （ 4）上位機監(jiān)控軟件很少使用，幾乎沒有中控室，不能對全廠的設備實行實時監(jiān)控。而一些報表的工作也主要是由廠里的工作人員手工完成。  通過對比，不難看出整 ： 體上和國外相比我國污水的自控系統(tǒng)仍然存在很大的差距，但是我國的應用前景卻非常廣泛、潛力很大。  題的主要研究內(nèi)容  本課題論述了污水處理工藝及污水處理系統(tǒng)的組成和 制系統(tǒng)設計 ,主要由以下內(nèi)容組成：  （ 1）介紹了污水處理的基本內(nèi)容，包括污水處理的發(fā)展，現(xiàn)狀以及污水處理的工藝流程；  （ 2）介紹了  基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并對污水處理控制系統(tǒng)進行設計分析；  （ 3）具體分析設計污水處理的硬件系統(tǒng)；  （ 4）具體分析設計污水處理的軟件系統(tǒng)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第 2 章  污水處理概述  水處理概述  城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過工業(yè)企業(yè)局部處理的后的生 產(chǎn)污水，往往都排入城市排水系統(tǒng)，故把生活污水和生產(chǎn)污水的混合污水叫做城市污水。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細菌、病毒等使人致病的微生物。經(jīng)處理后的污水，最后出路有三種： (1)排放水體； (2)灌溉田地； (3)重復使用。水處理的目的不外乎三種 56：  (1)去除水中的影響使用水質(zhì)的雜質(zhì)以及污泥的處置，這是最主要的內(nèi)容；  (2)為了滿足用水的要求，在水中加入新的成分以改變水的的化學性質(zhì)，如食用水中加氟以防止齲齒病，循 環(huán)冷卻水中加緩濁劑以控制腐蝕和結(jié)垢等；  (3)改變水的物理性質(zhì)的處理，如水的冷卻，降低水的粘滯度等。  水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展  我國現(xiàn)有城市污水處理廠 80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。  “七五”、“八五”、“九五”國家科技攻關(guān)課題的建立與完成，使我國在污水處理新技術(shù)、污水再生利用新技術(shù)、污泥處理新技術(shù)等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果達到國際先進水平同時，借助于外貸城市污水處理工程項目的建設，國外許多新技術(shù)、新工藝、 新設備被引進到我國， 化溝法、 A/0 工藝、 A/A/O 工藝、 在我國城市污水處理廠中均得到應用。污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進、高效的污水處理專用設備也進人了我國污水處理行業(yè)市場，如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設備與裝置。  我國 80 年代以前建設的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該工藝主要以去除 S 為主要目標，對氮磷的去除率非常低。 為了適應水環(huán)境及排放要求，一些污水處理廠正在進行改造，增買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 加或強化脫氮和除磷功能。  污水處理工藝于 80 年代初開始在我國應用于工程實踐。由于其具有抗沖擊負荷能力強、對 變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點，故主要應用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。  目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國自行設計、全套設備國產(chǎn)化，已有成功實例。氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項目。  多種類型的 藝在我國均有應用，如屬第二代 藝的 第三代的 藝、 藝等。  隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改良 A/A/0 工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實際工程中應用。如泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。  目前我國新建及在建的污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性 污泥法仍為主流，占 90%以上，其余則為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù) 7。  從國情出發(fā)，我國城市污水處理發(fā)展趨勢：  (1)氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點也是難點；  (2)工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制；  (3)單獨分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理；  (4)水質(zhì)控制指標越來越嚴；  (5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟、政策、標準的綜合性研究；  (6)污水再生利用提上日程 ；  (7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。  水處理工藝流程  污水處理就是采用各種技術(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使水得到凈化?，F(xiàn)代污水處理技術(shù)，按原理可分為物理處理法、化學處理法和生物化學處理法三類 8。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 生物化學處理是利用微生物處理污水中的有機污染物的一種工藝。該工藝運行費用較低，得到了廣泛的應用，目前已成為城市污水處理的主體工藝。該法有活性污泥法和生物膜法兩種，前者多用于城市污水，后者多用于處理高濃度有機污水與污水處理過程中生產(chǎn)的污泥 。  城市污水處理按處理程度不同可分為預處理、一級處理、二級處理、深度處理和污泥處理及處置。  預處理：主要包括格柵和沉砂池。其主要作用是截留大塊物質(zhì)、砂石，以保證后續(xù)設備的正常運行。  一級處理：主要是初次沉淀池。目的是將污水中懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)盡可育出也沉降去除，經(jīng)過一級處理后的污水，可去除 50%左右的懸浮物，污水五日需氧量一般只能去除 30%左右，達不到排放標準。  二級處理工藝：主要由曝氣池和二沉池構(gòu)成。它是城市污水處理廠的核心，一般采用生物處理方法中的活性污泥法，主要去除 水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物。經(jīng)二級處理后，有機污染物質(zhì)的去除率可達 90%以上，污水中污水五日需氧量值可降至 20 30，有機污染物達到排放標準。  深度處理：通用的工藝有混凝沉淀和過濾。主要目的是為了滿足高標準的受納水體要求或會用于工業(yè)等特殊用途，它是城市污水處理未來發(fā)展的方向。  污泥處理和處置：主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或衛(wèi)生填埋 9。  水處理工藝概述  序批式活性污泥法，簡稱 早在 1914 年，這種處理系統(tǒng)就被采用，但 由 于當時的自動化水平較低，操作困難且工作 量 大，特別是后來隨著城市和工業(yè)廢水處理規(guī)模的日趨擴大，這個缺點更 加突出，間歇式活性污泥法逐漸被連續(xù)式活性污泥法取代。近年來，隨著計算機和自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展，這一弊端得到很好的解決。同連續(xù)式活性污泥法相比， 有許多獨特的優(yōu)點，使得間歇式活性污泥法日益受到國內(nèi)外的重視。  應池去除有機物的機理在充氧時與普通活性污泥法相同，不同之處是運行按流入、反應、沉淀、排放、待機五個工序，依次在同一 應池中周期性運行。從廢水流入開始到待機時間結(jié)束為一個周期，一切過程都在一個設有曝氣或攪拌裝置的 應池內(nèi)進行，不必另設沉淀池和污泥回流泵等裝置。間歇式活性污泥曝氣法在流態(tài)上雖然屬完全混合式，但在有機買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 物降解方而，則是時間上的推流。  藝是一種簡易、快速且低耗的廢水生物處理工藝。它主要有以下幾個方而的特點： 價低； 脫氮除磷； 易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象 10。  第 3 章  設計方案的確定  制系統(tǒng)的設計分析  結(jié)構(gòu)  質(zhì)是一種專用于 工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同， 基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。  體式（又稱箱體式）結(jié)構(gòu)的 中央處理器（ 存儲器、輸入 /輸出（ I/O）單元、電源電路和通信端口等組成，并將這些組裝在同一機體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、輸入 /輸出點數(shù)固定、實現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性較低?；窘Y(jié)構(gòu)框圖如圖 3示。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 3體式結(jié)構(gòu)  塊式（又稱組合式）結(jié)構(gòu)的 將中央處理器 （ 存儲器、輸入 /輸出（ I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應的模塊，應用時將這些模塊根據(jù)控制要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線互相聯(lián)系。其中  存儲器設計在一個模塊上，有時把電源也放在這一模塊上，該模塊在總線上的安裝位置一般是固定的。模塊式的 裝完成后，需進行登記，以便 安裝在總線上的各模塊進行地址確認。模塊式的特點是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性高?？梢詷?gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 同時價格也比較高?；窘Y(jié)構(gòu)如圖 3示。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 3構(gòu)式模塊  工作原理  繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器控制是并行運行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點立即動作，只要形成電流通路，就有可能有幾個電器同時動作。而 不同，它采用循環(huán) 掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當程序掃描到該線圈時，該 線圈觸點才會動作，而且每次只能執(zhí)行一條指令，這也就是 “串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點競爭和時序失配等問題。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而 制則 需要出入 傳送、執(zhí)行程序指令、輸出 3 個階段才能完成控制過程。  1循環(huán)掃描技術(shù)  用循環(huán)可以分為 3 個階段：輸入階段（將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到 執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設備）。  （ 1） 輸入階段  在這個階段中， 進行自我診斷，然后與編程器或計算機通信，同時中央處理器掃描各個輸入端并讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應的輸入存儲單元。  （ 2）執(zhí)行程序階段  在這個階段中， 照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù) 據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應的輸出存儲器單元。這一階段執(zhí)行完后，進入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。  （ 3）輸出階段  在這個階段中， 相應的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊想外部設備傳送輸出信號，開始控制外部設備。  2 輸入 /輸出響應時間  I/O 響應時間是指某一輸入信號從變化開始到系統(tǒng)相關(guān)輸出端信號的改變所需要的時間。因為 循環(huán)掃描工 作方式，所以收到輸入信號的時刻不同，響應時間的長短也就不同。下面就給出最短和最長響應時間。  最短響應時間：一個 掃描周期剛結(jié)束就收到輸入信號，即收到這個輸入信號與開始下一個掃描周期同時，這樣的響應時間最短?？紤]到輸入電路和輸出電路的延時，所以最短響應時間應大于一個掃描周期。  最長響應時間：在一個掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號，這樣這個輸入信號在該掃描周期將不會發(fā)生變化，要等到下個掃描周期才能得到響應，這時的響應時間最長。   制系統(tǒng)設計原則和設計步驟  1設計原則  制系統(tǒng)是為工藝 流程服務的，所以它首先要能很好地實現(xiàn)工藝提出的控制要求。 制系統(tǒng)的設計應遵循以下原則。  （ 1） 根據(jù)工藝流程進行設計，力 求設計出來的控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。  （ 2） 在滿足控制要求的前提下，盡量減 少 統(tǒng)硬件費用。  （ 3）考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設計時應考 慮 可擴展性  （ 4） 控制系統(tǒng)使用和 維護方便、安全可靠。  2設計步驟  一般 制系統(tǒng)的 設計步驟如圖 3體操作如下。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 開始設計控制要求分析確定輸入輸出設備選擇合適的點數(shù) 分配序設計模擬調(diào)試現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試整理技術(shù)文件設計結(jié)束圖 3計步驟示意圖  （ 1）控制要求分析  在設計 制系 統(tǒng)之前，必須 對工藝過程進行細致的分析，詳細了解買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己所要完成的任務，并更好地完成任務，設計出令人滿意的控制系統(tǒng)。  （ 2）確定輸入 /輸出設備  根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等） 和輸出設備（接觸器、繼電器）。并根據(jù)所選用的輸入 /輸出設備的類型和數(shù)量，確定  I/O 點數(shù)。  （ 3）選擇合適 定  I/O 點數(shù)后，就根據(jù) I/O 點數(shù)、控制要求等來進行 選擇。選擇包括機型、存儲器容量、輸入 /輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。  （ 4） I/O 點數(shù)分配  點數(shù)分配就 是規(guī)定  I/O 端子和輸入 /輸出設備的對應關(guān)系，畫出I/O 接線原理圖。  （ 5） 序設計  本階段就是根據(jù)控制對象和控制要求對 行編程。首先把工藝流程分為若干階段，確定每一階段的輸入信號和輸出要控制的設備，還有不同階段之間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，最后再進行程序編制。  （ 6）模擬調(diào)試  程序編制好后，可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量，進行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。  （ 7）現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試  現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試就是將 現(xiàn)場設備進行調(diào)試。在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實際問題 ，然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。  （ 8）整理技術(shù)文件  這一步主要包括整理與設計有關(guān)的文檔，包括設計說明書、 I/O 接線原理圖、程序清單和使用說明書等 。   水處理 制系統(tǒng)的設計分析  水處理的過程  本文中的污水 處理采用 水生物處理工藝，即序批式間歇活性污泥法。這種工藝是按“進水、反應（曝氣等）、沉淀、排水”步驟周期性進行生化反應。從污水 流入開始到排水結(jié)束算做一個周期。工藝流程圖如圖 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 示。  圖 3藝流程  基本操作運行程序如下。  進水 閥門 打開，污水通過粗格柵，經(jīng)過水泵，然后細格柵過濾到達  反應工序是 藝最主要的一道工序。當污水注入達到預定容積后，停止進水，空氣閥門打開，鼓風機啟動，開始曝氣，同時潛水攪拌器和回流污泥泵運行，可開始反應操作，如驅(qū)除 化、磷的吸收以及反硝化等。根據(jù)反應需要達到的程度，進行曝氣和攪拌，并決定反應的時間長短，必要時可投加藥劑。在進入沉淀工序前，應進行短時間的微量曝氣，以吹脫污泥上黏附的氣泡或氮，以保證排泥順利進行。  當 停止曝氣以后 ，空氣閥門關(guān)閉，潛水攪拌器和回流污泥泵停止運行，開始重力沉淀和泥水分離。  水位達到最高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清液（上面的清液）由潷水器緩慢排出池外。當池水 位達到處理周期開始時的最低水位時，停止?jié)?。剩余污泥泵在潷水器停止運行后開始運行，排泥至儲泥池。  備控制要求  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 （ 1）兩臺粗格柵除污機，由時間間隔來控制 其開或者停。一般開 10 1h。  （ 2）兩臺水泵，由浮球控制。當集水池處于低水位時，關(guān)閉所有泵；當水位較高時，開一臺水泵；當水位高時，開兩臺水泵；當 水位很高時，發(fā)報警信號。  （ 3）兩臺細格柵由時間控制其開或停。一般開 10 1h。  （ 4）當有一臺細格柵工作時，皮帶運輸機滯后 10s 開機。  （ 5） 內(nèi)進水閥門依次開啟，當 1#池水位升到一定液位后關(guān)閥門，然后開 2#進水閥門， 2#池水位升到一定液位后關(guān)閥門，然后開 3#進水閥門，依次類推。  （ 6）進水閥門關(guān)閉后，空氣閥門開啟潛水攪拌器和回流污泥泵同時開啟。曝氣 3h 后關(guān)閉空氣閥門，潛水攪拌器和回流污泥泵也隨之關(guān)閉。  （ 7）空氣閥門關(guān)閉 1h 后，潷水器開始運行。當 液位下降到一定液位后停止運行。  （ 8）剩余污泥泵在潷水器停止運行后開始運行，排泥至儲泥池。儲泥池液位達到高液位或 1h 后停止運行。  （ 9）當開啟 1 個空氣閥門時，開啟一臺鼓風機，當開啟 2 個或 3 個空氣閥門時，開兩臺鼓風機。  （ 10）脫水機按水處理工藝要求工作，單體為自動化組。  設備與其在工藝中代號的對應關(guān)系表如表 1A 和表 1B 所示。 （見附錄 3）  位監(jiān)控管理機  過通信電纜將采集參數(shù)傳送給上位監(jiān)控管理機，通過上位監(jiān)控管理機可實時監(jiān)測有關(guān)參數(shù)變化，并保留一段時間的數(shù)據(jù)，形成變化曲線。同時可以實時監(jiān)測所控設備工作狀態(tài)，具有設備故障報警、 參數(shù)打印等功能 。  擬顯示評  可以直觀地了解格柵除污機、水泵、空氣閥門、潷水器、剩余污泥泵、脫水機等主要設備的工作狀態(tài)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 第 4 章  硬件部分設計  機的控制電路  電機控制分為本地控制和遠程 動控制。配電線依次經(jīng)過斷路器1流接觸器 1繼電器 1電機進行供電。電路圖中元件的功能如下 11：  圖 4電機電氣原理控制圖  斷路器 1路器（曾稱自動開關(guān)）在電路中主要起到短路和過載保護作用，還可有欠電壓保護和遠距離分斷電源等功能，也可以直接操作不頻繁 起動電動機和電路轉(zhuǎn)換作用。一般情況下，斷路器閉合，只有當電機發(fā)生短路或者過載時，短路其動作，斷開線路，停止電機，起到保護作用。  交流接觸器 1觸器主要控制對象為電動機，也可用來控制其他電力負載。交流接觸器 的觸頭有主觸頭和輔助觸頭，觸頭又 分為常開觸頭和常閉觸頭， 當交流接觸器線圈動作時，常開觸頭閉合，常閉觸頭斷，對電機的控制還 要通過對交流接觸器線圈的控 制 來實現(xiàn)。  熱繼 電器 1機過載時，電流變大，熱繼電器 1作，切斷電路，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 實現(xiàn)保護作用 12 。  主令開關(guān) 令開關(guān)主要 用于本地控制與 程控制之間的切換。當主令開關(guān)觸點接通時，為本地電控柜控制。觸點接通時，為遠程 制。主令開關(guān)實現(xiàn)本地控制和遠程 制之間的轉(zhuǎn)換。  由控制原理圖 4以看出，當  N 之間加上 220V 的電壓時，紅色電源指示燈 1，作為控制的電源指示。控制分為電控柜就地控制和程控制，主要通過主令開關(guān) 選擇，當主令開關(guān)選擇時（電控柜就地控制），按動起動按鈕 1于停機按鈕 1熱繼電器 1常閉狀態(tài)，電路導通，交流接觸器 1電動作（吸合）， 1一個常開觸點也動作（變?yōu)閷顟B(tài)，即電機的運行狀態(tài)），同時電機運行指示燈 1時，松開起動按鈕 1于 1一個常開觸點閉合將 1接，所以交流接觸器 1持通電狀態(tài)，其主觸頭導通，電機起動。停機時，按動停機按鈕 1于 1一常閉按鈕，所以按動時變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，下面的交流接觸器便停止供電，自動斷開，其常開觸點也為斷開狀態(tài)，電機停止運行，運行指示燈 1。如果電機運行在過載狀態(tài)下，當達到一定時間時，熱繼電器 1作，交流接觸器 1于 電源斷開，電機停止，并且無法自動起動。  電機 的遠程控制是通過控制自控柜中的直流繼電器（ 的吸合來實現(xiàn)。當主令開關(guān)由轉(zhuǎn)向時，此時，即使電機為運行狀態(tài)，由于交流接觸器的斷路，也將自動停機。導通時， 測到相應的信號，即認為電機為遠程控制。當 為應該起動電機時，  間形成 24V 的直流電壓， 24V 繼電器 1合，從而交流接觸器 1合，電機起動，運行信號經(jīng)過 1一個常開觸點反饋到 狀態(tài)輸入端。  門的控制電路  閥門的電氣控制原理：閥門的電氣控制電路如下圖 4閘閥電機的主 接 線圖中，通過 兩個接觸器 1 2控制閘閥電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)；控制電路中， 1為電源指示， 1閘閥門打開（電機正轉(zhuǎn)）按鈕， 2機反轉(zhuǎn)）按鈕；手動自動選由具有兩個常開觸點與兩個常閉觸點的主令開關(guān) 實現(xiàn)；為了 防 止打開關(guān)閉兩種情況同時出現(xiàn)，造成短 路的后果，用兩個接觸器常閉觸點來互相限制兩個接觸器，形成任何時 候，只允許一個接 觸 器處于吸合狀態(tài)； 閘門與閥門本身提供了機械式到位限制開買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 關(guān)，有常開與常 閉觸點，例如到閥門開到位時，開 到位限制開關(guān)常閉點斷開，自動斷開控制電路，完成打開控制，同時常開觸點向 供閘閥門打開與關(guān)閉狀態(tài)。  圖 4門電氣原理控制圖  感器  聲波傳感器  超聲波傳感器系統(tǒng)由發(fā)送器、接收器、控制部分以及電源部分構(gòu)成。發(fā)送器常使用直徑為 15右的陶瓷振子，將陶瓷振子的點振動能量轉(zhuǎn)換為超聲波能量并向空中輻射 。除穿透式超聲波傳感器外，用作發(fā)送器的陶瓷振子也可用做接收器， 陶瓷振子接收到超聲波產(chǎn)生機械振動，將其變換為電能量，作為傳感器接收器的輸出，從而對發(fā)送的超聲波進行檢測。  在超聲波檢測技術(shù)中，不管 哪 種超聲波儀器，都必須把 電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去，再接收回來變換成電信號，完成這項功能的裝置就叫超聲波換能器，也稱探頭 。 將超聲波換能器置于被測液體上方，向下發(fā)射超聲波，超聲波穿過空氣介質(zhì)，在遇到水面時被反射回來，又被換能器所接收并轉(zhuǎn)換為電信號，電子檢測部分檢測到這一信號后將其變成液位信號進行顯示并輸出。由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知，若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 定，則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個常數(shù)。因此，當測出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時間，則可換算出超聲波通過的路程，即得到了液位的數(shù)據(jù)。 圖 4圖 4 別為超聲波震蕩電路和超聲波接收電路。  3  1 4 0 S 2 S+ 1 2 聲波震蕩電路  V T 1 V T 22 2 k 2 2 k 1 .5 7  9 k 1 0 k 1 00    1 4 7   4 0 S 2 R+5輸出圖 4聲波接收電路  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 解氧傳感器 &nb