小型污水處理廠控制系統(tǒng)

1、目次- i - 目次引言.1 1 文章綜述 .2 2 總體設(shè)計(jì)方案 .4 2.1 sbr 污水處理工藝 .4 2.2 sbr 污水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備 .5 3 具體實(shí)施方案 .6 3.1 硬件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明 .6 3.2 sbr污水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì).6 3.2.1 主電路設(shè)計(jì) 6 3.2.2 交流控制電路設(shè)計(jì) 7 3.2.3 主要參數(shù)計(jì)算 8 3.2.4 plc 控制電路設(shè)計(jì) . .9 3.2.5 plc 輸入、輸出接口功能表 .10 3.2.6 元器件目錄表 .12 3.3 sbr污水處理系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)13 3.3.1 程序設(shè)計(jì) 13 3.3.2 系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試 14 3.3.3 系統(tǒng)動(dòng)

2、態(tài)調(diào)試及運(yùn)行 15 3.4 sbr污水處理系統(tǒng)電控箱及控制面板布置15 3.4.1 確定元器件及其布局 .15 3.4.2 繪制元件布置圖 .15 4 參考文獻(xiàn) 17 河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書引言- 1 -引言本設(shè)計(jì)課題為基于 plc控制的 sbr 污水處理系統(tǒng)，確立這個(gè)課題是從整個(gè)世界的大前提下考慮入手的。地球雖然有70.8 的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的 0.26 ，而且分布不均。20 世紀(jì) 50 年代以后，全球人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)發(fā)展迅速。全球水資源狀況迅速惡化，“水危機(jī)”日趨嚴(yán)重。一方面，人類對(duì)水資源的需求

3、以驚人的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費(fèi)的水資源中國(guó)水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國(guó)城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，目前與自來(lái)水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。在國(guó)際金融危機(jī)的背景下，中國(guó)采取繼續(xù)擴(kuò)大內(nèi)需，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)政策，把環(huán)境保護(hù)放在突出的戰(zhàn)略位置。2008 年四季度新增的千億元中央投資中，投向節(jié)能減排和生態(tài)建設(shè)的資金達(dá)120億元。用于重點(diǎn)流域的水污染防治工程投資及用于城鎮(zhèn)污水和垃圾處理設(shè)施、污水管網(wǎng)建設(shè)提速的資金高達(dá)60 億元，前者投資為 10 億元，后者為 50 億元。可以說(shuō)，污

4、水處理行業(yè)迎來(lái)空前的發(fā)展機(jī)遇。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 文獻(xiàn)綜述- 2 -1 文獻(xiàn)綜述世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來(lái)不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來(lái)源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)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(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，雖然我國(guó)年平均水資源總量為28000 億 m2 ，居世界第六位，人均水資源量為2220m2 ，居世界第 110 位，已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)列為世界上13個(gè)缺水國(guó)家之一。目前我國(guó)約300 個(gè)城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有50 個(gè)。據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)分

5、析統(tǒng)計(jì)，全國(guó)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(jì)損失每年達(dá)2300 億元，超過(guò)洪澇災(zāi)害。水資源的匱乏和水資源的污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人民的日常生活，嚴(yán)重影響了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。特別是我國(guó)北方城市，如北京、天津、沈陽(yáng)等城市水資源更為短缺。根據(jù)國(guó)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(guò)程的正常運(yùn)行，減少運(yùn)行成 本 成 為環(huán) 保 部 門、 城建部 門 所 關(guān)注 的問(wèn) 題。 目前 國(guó)家 治理 污 染 的重點(diǎn) 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

6、控制區(qū)) 、“一市” ( 北京) 、“一?！?(渤海流域)1 。我國(guó)城市污水處理的電耗為0.365 kwh/m3 、日本為0.304kwh/m3 、美國(guó)為0.243kwh/m3 ，并且我們的工作人員還要比這些國(guó)家多，但是我國(guó)城市污水處理深度卻遠(yuǎn)不如這些國(guó)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(dòng)化控制手段差。因此建設(shè)符合我國(guó)國(guó)情的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)，保持我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。利用 sbr （sequencing batch reactor）污水處理系統(tǒng)，是因?yàn)閟br有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：(1) 易產(chǎn)生污泥膨脹的絲狀細(xì)菌在sbr反

7、應(yīng)池中因反應(yīng)條件的不斷的循環(huán)變化而得到有效的抑制。而污泥膨脹問(wèn)題是其它活性污泥方法中很常見且很難控制的問(wèn)題之一；(2) 在通常的條件下，該工藝可以不用添加化學(xué)藥劑而達(dá)到硝化、反硝化的效果；(3)sbr 工藝通過(guò)缺氧好氧過(guò)程交替進(jìn)行共同作用達(dá)到對(duì)污染物的去除，因此與常規(guī)活性污泥法等好氧處理工藝相比，具有電耗低的特點(diǎn)；(4)sbr工藝系統(tǒng)的啟動(dòng)及生物馴化容易，并且耗時(shí)短；(5) 運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 文獻(xiàn)綜述- 3 -好；(6) 工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活；(7) 反應(yīng)池內(nèi)存在 do 、bo

8、d5 濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹；(8)sbr法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于污水處理廠的擴(kuò)建和改造；(9) 脫氮除磷，適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果；(10) 工藝流程簡(jiǎn)單、造價(jià)低。加上plc 的控制簡(jiǎn)單，控制能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)，帶有脈沖輸出，可以直接連接伺服系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破?簡(jiǎn)稱plc) 作為一種通用控制裝置, 廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)領(lǐng)域。便于控制。完成這個(gè)課題，需要對(duì)全球的污水處理狀況做一個(gè)大體了解，世界各國(guó)的污水處理工廠等是如何來(lái)進(jìn)行日常生活成產(chǎn)的污水處理的，對(duì)于污水處理系統(tǒng)做到心中有數(shù)，成熟的污水處理系統(tǒng)有哪些，這些系統(tǒng)中又有哪些缺

9、點(diǎn)和不成熟的地方。并著重了解 sbr污水處理法。在了解sbr污水處理的基礎(chǔ)上，就需要靈活應(yīng)用所學(xué)到的plc控制知識(shí)，來(lái)完成sbr的整個(gè)過(guò)程。做到簡(jiǎn)單控制，全面控制。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書2 總體設(shè)計(jì)方案- 4 -2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 sbr 污水處理電氣控制系統(tǒng)介紹及流程圖2.1.1 sbr 污水處理工藝sbr污水處理技術(shù)是一種高效污水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢(shì)菌技術(shù)對(duì)生活污水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理后的中水可以用來(lái)澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。sbr污水處理系統(tǒng)方案要充分考慮現(xiàn)實(shí)生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點(diǎn)，力求達(dá)到設(shè)備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少的目的。污

10、水處理過(guò)程中環(huán)境溫度對(duì)菌群代謝產(chǎn)生的作用直接影響污水處理效果，因此采用地埋式磚混結(jié)構(gòu)處理池以降低溫度對(duì)處理效果的影響。同時(shí)， sbr污水處理技術(shù)工藝參數(shù)變化大，硬件設(shè)計(jì)選型與設(shè)備調(diào)試比較復(fù)雜，采用先進(jìn)的plc控制技術(shù)可以提高sbr 污水處理的效率，方便操作和使用。sbr污水處理系統(tǒng)分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置液位開關(guān)，用以檢測(cè)水池與水箱中的水位。sbr污水處理系統(tǒng)工藝流程圖如圖1-1所示。污水處理的第一階段：當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無(wú)水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)開起納入污水。當(dāng)污水池納入的污水至

11、正常高水位時(shí)，電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、平衡菌群的ph 值并對(duì)污染物進(jìn)行高效除污，即好氧處理過(guò)程。整個(gè)好氧（曝河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書2 總體設(shè)計(jì)方案- 5 -氣）時(shí)間一般需要68h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當(dāng)電動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉后，排空電磁閥開起，羅茨風(fēng)機(jī)延時(shí)空載起動(dòng)，然后排空電磁閥關(guān)閉，污水池開始曝氣。當(dāng)曝氣處理結(jié)束后，排空電磁閥再次開起，羅茨風(fēng)機(jī)空載停機(jī)，然后排空電磁閥延時(shí)關(guān)閉。曝氣風(fēng)機(jī)在無(wú)負(fù)荷條件下起動(dòng)和停止，能起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的作用。經(jīng)過(guò) 1.5h 的水質(zhì)沉淀， plc下達(dá)起動(dòng) 1

12、#清水泵指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當(dāng)清水池中的水位升至正常高水位時(shí)，1#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行。這時(shí)2#清水泵自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水，當(dāng)水箱內(nèi)達(dá)到正常高水位時(shí)，2#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行，這時(shí)中水箱內(nèi)的水全部完成處理過(guò)程。如上所示，當(dāng)中水箱內(nèi)水位降至低水位時(shí)，2#清水泵又自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水。當(dāng)污水池中的水位降至低水位時(shí)，電動(dòng)閥門會(huì)自動(dòng)打開繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。sbr污水處理技術(shù)針對(duì)污水水質(zhì)不同選用生物菌群不同，工藝要求要求有所不同，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)有參數(shù)可修正功能，以滿足污水處理的要求。2.2 sbr 污水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備sbr污水處理系統(tǒng)中所使用的動(dòng)力設(shè)備（水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥）

13、，均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和電磁閥（ac220v 選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵ls50-10-a，揚(yáng)程 10m ，流量 29m3/h ，1kw 。2#清水泵：立式離心泵ls40-32.1 ，揚(yáng)程 30m ，流量 16m3/h ，3kw 。曝氣羅茨風(fēng)機(jī)： tsa-40 ，0.7m3/min ，1.1kw。電動(dòng)閥：閥體 d97a1x5-10zb-125mm，電動(dòng)裝置 lq20-1，ac380v ，60w 。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 6 -3 具體實(shí)施方案3.1 sbr 污水處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明(1)sbr 污水處理系統(tǒng)控制對(duì)象電動(dòng)機(jī)均由

14、交流接觸器完成起、?？刂?，電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。(2) 污水池、清水池、中水水箱水位檢測(cè)開關(guān)，在選型時(shí)考慮抗干擾性能，選用電極考慮耐腐蝕性。(3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其內(nèi)部設(shè)有過(guò)載保護(hù)開關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為電動(dòng)閥過(guò)載保護(hù)信號(hào)， plc控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。(4) 1# 清水泵、 2#清水泵、羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)分別采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，其熱繼電器的常開觸點(diǎn)通過(guò)中間繼電器轉(zhuǎn)換后，作為plc的輸入信號(hào)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)。(5) 羅茨風(fēng)機(jī)的控制要求在無(wú)負(fù)載條件下起動(dòng)或停機(jī)，需要在曝氣管路上設(shè)置排空電磁閥。(6) 主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及p

15、lc控制回路采用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。(7) plc 選用繼電器輸出型。3.2 sbr 污水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì)3.2.1 主電路設(shè)計(jì)sbr 污水處理系統(tǒng)主電路如圖2-1 所示。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 7 -m1m2l2km1qfkm2fu1m3l3km3l1nn l5 l6fr1fr2fr31#泵（污水） 2泵（清水）風(fēng)機(jī)m4fr4km4km5fu4fu3fu2閥門電動(dòng)機(jī)fu5fu63333圖 2-1 sbr 污水處理系統(tǒng)主電路圖(1) 主回路中交流接觸器km1 、km2 、km3分別控制 1#清水泵 m1 、2#清水泵 m2 、曝氣風(fēng)機(jī) m3 ；交流接觸器 km

16、4 、km5控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)m4 ，通過(guò)正、反轉(zhuǎn)完成開起閥門和關(guān)閉閥門的功能。(2) 電動(dòng)機(jī) m1 、m2 、m3 、m4由熱繼電器 fr1 、fr2 、fr3 、fr4實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī) m4控制器內(nèi)還裝有常閉熱保護(hù)開關(guān)，對(duì)閥門電動(dòng)機(jī)m4實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。(3) qf為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔茫褂梅奖恪?4) 熔斷器 fu1 、fu2 、fu3 、fu4分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。fu5 、fu6分別完成交流控制回路和plc控制回路的短路保護(hù)。3.2.2 交流控制電路設(shè)計(jì)sbr 污水處理系統(tǒng)交流控制電路如圖2-2 所示。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)

17、計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 8 -1#泵 提 示(潛 水)l5nhl1h l2hl3h l4y a 1h l 5y a 2k a 1fr 1fr 2fr 3fr 4k m1-1k m 2-1k m 3-1k a2-1k a 2-2k a3-1tc220隔 離 變 壓 器1:1 l n+24vd ccompl c注 :電 源 指 示2#泵 提 示 (清 水 )羅 茨 風(fēng) 機(jī)上 水 電 磁 閥上 水 閥 指 示排 空 電 磁 閥 表 示 采 用 第 三 種接 地 方 式 。220v電 動(dòng) 機(jī) 過(guò) 載 保 護(hù)圖 2-2 sbr 污水處理系統(tǒng)交流控制電路(1) 控制電路有電源指示hl1 。plc供電回

18、路采用隔離變壓器tc ，以防止電源干擾。(2) 隔離變壓器 tc的選用根據(jù) plc耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100va隔離變壓器。(3) 1# 清水泵 m1 、2#清水泵 m2 、曝氣風(fēng)機(jī) m3分別有運(yùn)行指示燈hl2 、hl3 、hl4 ，由km1 、km2 、km3接觸器常開輔助觸點(diǎn)控制。(4) 4臺(tái)電動(dòng)機(jī) m1 、m2 、m3 、m4的過(guò)載保護(hù)，分別由4 個(gè)熱繼電器 fr1 、fr2 、fr3 、fr4實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器ka1連接構(gòu)成過(guò)載保護(hù)信號(hào)， ka1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220v交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24v 信號(hào)送入 plc完成過(guò)載保護(hù)控制功能。(5

19、) 上水電磁閥 ya1和指示燈 hl5 、排空電磁閥ya2 ，分別由中間繼電器ka2和 ka3觸點(diǎn)控制。3.2.3 主要參數(shù)計(jì)算(1) 斷路器 qf 脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對(duì)象為電感性負(fù)載交流電動(dòng)機(jī)，斷路器過(guò)電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7 倍整定。 sbr污水處理系統(tǒng)有 3kw負(fù)載電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，起動(dòng)電流較大，其余三臺(tái)為1.1kw以下，起動(dòng)電流較小，而且工藝要求4 臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)起動(dòng)運(yùn)行，因此可根據(jù)3kw電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)開關(guān)qf脫扣電流 iqf：河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 9 -iqf1.7in=1.7 6a10.2a10a，選用 iqf10a的斷路

20、器。(2) 熔斷器 fu熔體額定電流ifu。以曝氣風(fēng)機(jī)為例， ifu2in22.5a5a，選用5a 的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配。控制回路熔體額定電流選用 2a。3.2.4 plc 控制電路設(shè)計(jì)包括 plc硬件結(jié)構(gòu)配置及plc控制原理電路設(shè)計(jì)。硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如：驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對(duì)象的控制要求，確定輸入/ 輸出接口（ i/o ）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對(duì)開關(guān)量、模擬量的控制、用戶程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等，選擇適合的plc機(jī)型及外設(shè)，完成plc硬件結(jié)構(gòu)配置。 fx2n-48mr-001是日本三菱公司的可編程控制器 (plc

21、), 繼電器輸出及輸入24 點(diǎn), 輸出 24 點(diǎn).fx2n是 fx系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型 plc ，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器8k步，可擴(kuò)展到 16k步，最大可擴(kuò)展到256 個(gè) i/o點(diǎn)，可有多種特殊功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多種特殊控制功能（pid、高速計(jì)數(shù)、 a/d、d/a、等）。有功能很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集。通過(guò)通信擴(kuò)展板或特殊適配器可實(shí)現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接。根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制plc控制電路原理圖，繪制plc控制電路，編制 i/o 接口功能表。圖1-4 為 sbr污水處理系統(tǒng) plc控制電路原理圖， l6 作為 plc輸出回路的電源，分別向輸出回路的負(fù)載供電，輸出回路所有com 端短接后接入電源

22、n端。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 10 -lh l 8hl 10d c24vx 0x 2x 4x 6x 10x 12x14x 16x 20x 22x24x 26co mx1x 3x 5x 7x 11x 13x 15x 17x 21x 23x 25x 2724+a c100224vnco m 1y 1y 3y 5y 7 c om 2com 3co m4y 17y 0y 2y 4y 6y 10y 11y 12y 13y 14y 15y 16輸 出 端輸 入 端0.7電 動(dòng) 閥 控 制 器ka1-1sb8sb3-1sb4sb5sb6sb7sb2sb1l 3l 2l 1h 1h2

23、h3k m 4k m 5k m 3k a 3nl 6km1km2h l 7hl 9hl 11h l13hl 12hl 14km5-1km4-1k a 2hl 6sq1sq2fr0fx2n-48m rsb3-2圖 2-3 sbr 污水處理系統(tǒng) plc控制電路原理圖 km4和 km5接觸器線圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止誤操作故障。 plc輸入回路中，信號(hào)電源由plc本身的 24v直流電源提供，所有輸入com 端短接后接入 plc電源 dc24v 的（）端。輸入口如果有有源信號(hào)裝置，需要考慮信號(hào)裝置的電源等級(jí)和容量，最好不要使用plc自身的 24v直流電源，以防止電源過(guò)載損壞或影響其他輸入口的信號(hào)

24、質(zhì)量。 plc采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為ac250v ，2a。3.2.5 plc 輸入、輸出接口功能表表 1-1 和表 1-2 分別為 sbr 污水處理系統(tǒng) plc輸入和輸出接口功能表。表 1-1 sbr 污水處理系統(tǒng) plc輸入接口功能表序號(hào)工位名稱文字符號(hào)輸入口1 污水池高水位開關(guān)信號(hào)h1 x000 2 污水池低水位開關(guān)信號(hào)l1 x001 3 清水池高水位開關(guān)信號(hào)h2 x002 河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 11 -4 清水池低水位開關(guān)信號(hào)l2 x003 5 中水箱高水位開關(guān)信號(hào)h3 x004 6 中水箱低水位開關(guān)信號(hào)l3 x005 7 起動(dòng)按鈕（綠色）s

25、b1 x006 8 停止按鈕（紅色）sb2 x007 9 旋鈕開關(guān)（自動(dòng)）sb3-1 x010 10 旋鈕開關(guān)（手動(dòng)）sb3-2 x011 11 手動(dòng)開電動(dòng)閥旋鈕開關(guān)sb4 x012 12 手動(dòng)關(guān)電動(dòng)閥旋鈕開關(guān)sb5 x013 13 1#清水泵手動(dòng)旋鈕開關(guān)sb6 x014 14 2#清水泵手動(dòng)旋鈕開關(guān)sb7 x015 15 電動(dòng)閥門開起限位開關(guān)sq1 x016 16 電動(dòng)閥門關(guān)閉限位開關(guān)sq2 x017 17 電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)故障報(bào)警fr0 x020 18 電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警ka1 x021 19 曝氣風(fēng)機(jī)手動(dòng)旋鈕開關(guān)sb8 x022 20 輸入點(diǎn)備用x023 x027 表 1-2 sbr 污水處

26、理系統(tǒng) plc輸出接口功能表序號(hào)工位名稱文字符號(hào)輸入口1 1#清水泵接觸器km1 y000 2 2#清水泵接觸器km2 y001 3 污水池高水位紅色指示燈hl7 y002 4 污水池低水位綠色指示燈hl8 y003 5 清水池高水位紅色指示燈hl9 y004 6 清水池低水位綠色指示燈hl10 y005 河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 12 -7 中水箱高水位紅色指示燈hl11 y006 8 中水箱低水位綠色指示燈hl12 y007 （續(xù)）序號(hào)工位名稱文字符號(hào)輸入口9 電動(dòng)閥門開起綠色指示燈hl13 y010 10 電動(dòng)閥門關(guān)閉黃色指示燈hl14 y011 11 開電動(dòng)閥門

27、接觸器km4 y012 12 關(guān)電動(dòng)閥門接觸器km5 y013 13 電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)器報(bào)警紅色指示燈hl6 y014 14 羅茨風(fēng)機(jī)（曝氣風(fēng)機(jī)）接觸器km3 y015 15 排空電磁閥繼電器ka3 y016 16 上水電磁閥繼電器ka2 y017 17 輸出口備用y020 y027 3.2.6 元器件目錄表根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇的電氣元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表1-3 所示。表 1-3 sbr 污水處理系統(tǒng)元器件目錄表序號(hào)文字符號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注1 m1 m4 電動(dòng)機(jī)4 y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)2 fr1 fr4 熱繼電器4 jr16b-20/3 參照電動(dòng)機(jī)整定電流3 fu1 fu4 熔斷

28、器12 rl1-15 熔體 210a 4 fu5 、fu6 熔斷器2 rt16-32x 熔體 2a 5 qf 斷路器1 c45ad 脫扣電流 10a 河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 13 -6 tc 隔離變壓器1 bk-100 變比 1：1，ac220v 7 sb1 起動(dòng)按鈕1 lay37 綠色8 sb2 停止按鈕1 lay37 紅色9 sb3 轉(zhuǎn)換開關(guān)1 lay37-d2 手動(dòng) / 自動(dòng)轉(zhuǎn)換10 sb4 sb8 手動(dòng)開關(guān)5 lay37-d2 黑色11 km1 km4 交流接觸器4 djx-9 線圈電壓： ac220v 12 ka1 ka3 中間繼電器3 hh52p 線圈電壓

29、： ac220v 13 hl1hl15 指示燈15 ad16-22 led顯示， ac220v 14 ya1 電磁閥1 zct-50a 線圈電壓： ac220v 15 ya2 電磁閥1 zct-15a 線圈電壓： ac220v 16 ya3 電 動(dòng) 閥 門 裝置1 lqa20-1 ac380 ，60w 17 plc 可 編 程 序 控制器1 fx2n-48mr 繼電器輸出3.3 sbr 污水處理系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)3.3.1 程序設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求，建立sbr污水處理系統(tǒng)控制流程圖，如圖1-5 所示，表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。在明確plc寄存器空間分配，確定專用寄存器的基礎(chǔ)上，進(jìn)

30、行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 14 -開 始選 擇 操 作 方 式自 動(dòng) ？自 動(dòng) 操 作打 開 電 動(dòng) 閥污 水 位ny曝 氣 沉 淀 處 理關(guān) 電 動(dòng) 閥 停止 納 水n污 水 池 納入 污 水低 ？y計(jì) 時(shí)7.5h？yn 開 1#泵清 水 池 納 水污 水 位高 ？ny停1#泵手 動(dòng) 操 作手 動(dòng)ny手 動(dòng) 控 制 運(yùn) 行手 動(dòng) 操 作 結(jié) 束開 2#泵中 水 箱 納 水中水 箱 水 位高 ？ny停 2#泵自 動(dòng) 動(dòng) 行 結(jié) 束自 動(dòng)n結(jié) 束開 機(jī) ？結(jié) 束 ？y圖 1-5 sbr 污水處理系統(tǒng)控制流程圖3.3.2 系統(tǒng)靜態(tài)仿真調(diào)試空載靜態(tài)仿真調(diào)試時(shí)，針對(duì)運(yùn)行的程序檢查硬件接口電路中各種邏輯關(guān)系是否正確，然后先調(diào)試子程序或功能模塊程序，然后調(diào)試初始化程序，最后調(diào)試主程序。調(diào)河北聯(lián)合大學(xué)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3 具體實(shí)施方案- 15 -試過(guò)程