基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)精要

1、基于PLC的工業(yè) 污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：過程裝備與控制工程 指導(dǎo)教師： 姓名： 班級(jí)：裝控101 學(xué)號(hào)：目錄 1 污水處理工藝 2 控制方案設(shè)計(jì) 3 硬件系統(tǒng)設(shè)置 4 軟件系統(tǒng)配置 5 系統(tǒng)調(diào)試1.1 工業(yè)污水基本概念 城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過工業(yè)企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水，往往都排入排水系統(tǒng)。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動(dòng)植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外，還含有細(xì)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(fù)使用。 污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進(jìn)行不同的分類。按化學(xué)性質(zhì)，污水中

2、的污染物質(zhì)可分為無機(jī)性物質(zhì)和有機(jī)性物質(zhì)，其化學(xué)元素以炭、氮、磷為主；按物理形態(tài)，污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠體污染物質(zhì)和溶解性污染物質(zhì)。 1）傳統(tǒng)活性污泥法；2）A/O法；3）A2/O法；4）A/B法；5）SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是一種按照一定的時(shí)間順序間歇式操作的污水生物處理技術(shù)，也是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥工業(yè)污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的便是這種方法。2.1 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)工業(yè)污水處理流程圖 工藝流程圖工業(yè)污水處理基本系統(tǒng)組成 電氣控制系統(tǒng)框圖 手動(dòng)模式：在手動(dòng)模式下，可單獨(dú)調(diào)試每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。在此模式下可以通過按

3、鈕對(duì)格柵機(jī)、清污機(jī)、轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)、刮泥機(jī)，以及各類泵進(jìn)行控制，對(duì)于轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)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(cè)調(diào)試性能。處于自動(dòng)方式時(shí)，系統(tǒng)上電后，按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)后系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)開始工作。 污水處理廠的設(shè)備均采用三級(jí)控制方式，即現(xiàn)場(chǎng)控制方式、MCC控制方式（電動(dòng)機(jī)控制中心）和微機(jī)控制方式。目前，以MCC控制為基礎(chǔ)，PLC控制為主導(dǎo)的控制方式始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)。3.1 PLC簡(jiǎn)介 可編程邏輯控制器，即PLC（Programmable Logic Controller），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算

4、術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC基本結(jié)構(gòu)：1）電源；2）中央處理單元（CPU）；3）存儲(chǔ)器；4）輸入輸出接口電路；5）功能模塊；6）通信模塊。 接觸器：施耐德LC1-D0901M5C交流接觸，額定電壓220V,額定電9A；變頻器：MM430；電動(dòng)機(jī)：Y2-200L2-6E；液位差計(jì)：XL60-YI4000；PH、溶解氧測(cè)量?jī)x型號(hào)：SA29-MP525； 作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)安裝有組態(tài)王開發(fā)的監(jiān)控軟件，組態(tài)王軟件系統(tǒng)與最終工程人員使用的具體的 PLC 或現(xiàn)場(chǎng)部件無關(guān)。對(duì)于不同的硬件設(shè)施，只需為組態(tài)王配置相應(yīng)的通信驅(qū)動(dòng)程序即可。組態(tài)王驅(qū)動(dòng)程序

5、采用最新軟件技術(shù)，使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序都是以動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的形式提供的，在組態(tài)王有設(shè)備通訊時(shí)，調(diào)用相應(yīng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)程序，該程序基于 COM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王與設(shè)備通訊程序間的無逢連接。 4.2 組態(tài)王設(shè)備地址及通信設(shè)置 在污水處理控制系統(tǒng)中，上位機(jī)與下位機(jī)之間進(jìn)行信息交換，一是上位機(jī)發(fā)給 PLC 數(shù)據(jù)信息；二是從 PLC 讀取數(shù)據(jù)信息。這些信息均保存在軟元件中，用戶需對(duì)這些軟元件進(jìn)行定義，其中上位機(jī)與 1#PLC、2#PLC、3#PLC 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟元件分別如圖所示。照系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求將各硬件接線接好。調(diào)試過程首先檢查總供電及各設(shè)備供電是否正常，然后檢查

6、設(shè)備的電氣控制是否正常，能否正常開機(jī)，各種閘閥能否正常開啟和關(guān)閉，檢查儀表及控制系統(tǒng)是否正常，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的檢查后，開始具體調(diào)試。硬件功能調(diào)試主要是測(cè)試硬件功能是否正常，這部分的調(diào)試內(nèi)容包括：1）供電線路的設(shè)置和檢驗(yàn)，主要用萬用表檢測(cè)電路的連通是否實(shí)現(xiàn)，以及保證接線的正確性，防止220V與24V線路的錯(cuò)位接線發(fā)生；2）電機(jī)直接加三相電源調(diào)試，檢測(cè)電機(jī)工作狀態(tài)；3）變頻器單獨(dú)調(diào)試，檢測(cè)能否正常進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；4）變頻器加電機(jī)進(jìn)行調(diào)試，檢測(cè)能否正常進(jìn)行變頻調(diào)速，在外部控制模式下，控制端子是否能正?？刂齐姍C(jī)啟動(dòng)，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速等； 5）PLC單獨(dú)檢測(cè)，檢查PLC單元能否正常工作，指示燈是否正常，該部分工作實(shí)際上在計(jì)算機(jī)模擬調(diào)試前就己經(jīng)完成；6）PLC加變頻器聯(lián)機(jī)調(diào)試，檢查PLC、變頻器是否能實(shí)現(xiàn)對(duì)此系統(tǒng)控制。在組態(tài)王軟件中，通過編程，將編好的程序下載到PLC中進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，檢查程序是否有錯(cuò)誤，是否能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能控制。調(diào)試時(shí)，可根據(jù)功能模塊分類分別調(diào)試，最后進(jìn)行總體調(diào)試。在該控制程序中，需要根據(jù)外界輸入的狀態(tài)來控制清污機(jī)、潛水泵，以及污泥回流泵的啟停，因此需要按照液位傳感器和液位差計(jì)反饋來的信息進(jìn)行判