第1章緒論水與人的息息相關，特別在現代社會及生產中人們對水的需求量與日俱增。然而，水資源是有限的。據報道我國人均擁有淡水量為2400噸，是世界平均值的1/4，在全球149個國家（參與統計國家中），我國人均淡水資源位居110位，屬于淡水資源貧乏的國家。而且我國水資源時空分布極不均衡，全國500多個城市缺水，其中多個嚴重缺水，北方地區缺水現象尤其嚴重，人均擁有淡水量僅有240噸。令人擔憂的是淡水總量日益減少，用水成本不斷升高，淡水的浪費非常嚴重。我國北方地區水資源的超采，己形成漏斗地勢、水位下降、湖泊干涸、河水斷流、生態惡化。淡水資源的短缺己經成為我國急需解決的問題。隨著環境保護的呼聲越來越高，污水處理已經體現出其必要性和急迫性，對于各種污水進行處理后排放成為各企業基本的要求。在工廠的污水處理過程中，污水來源的不穩定以及工廠中各種污水的成分的復雜性，對污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。1.1污水處理的國內外現狀我國污水處理技術從“七五”國家科技攻關開始逐步進行研究。“七五”和“八五”攻關項目在氧化塘、土地處理和復合生態系統等自然處理技術方面的研究較多，以這些成果為設計依據，建立了一些氧化塘、土地處理等污水示范工程。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。研究成果己被應用于大批污水處理廠。污水廠污泥處置問題在“九五”科技攻關中受到重視，并配套開發成套的污泥處理。經過“七五”、“八五”和“九五”期間的努力，我國在污水處理技術方面取得了較大的成就。目前在水污染治理技術上，我國已能提供下列工藝技術傳統活性污泥法技術、各種新型活性污泥工藝如：SBR法和氧化溝技術等、酸化水解好氧技術和多種類型的穩定塘技術等，這些污水治理技術已經在水體污染、改善水體環境方面發揮了突出的作用，標志著我國污水處理事業發展到了一個嶄新的階段。現階段，我國污水處理的工作重點已經從工藝技術的研究轉移到具體項目的實施。國際上，大規模的水污染治理是在第二次世界大戰后，隨著50年代經濟的蓬勃發展帶來的60年代日益嚴重性的環境污染而展開的。污水處理設施中，城市排水管線和污水處理廠的興建和運行在水污染控制中發揮著骨干作用。至70年代末，美國投入了數千億美元興建了18000余座城市污水處理廠，英國、法國、德國更耗費了巨額資金興建了7000至8000座城市污水處理廠。這些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。現在，這些國家的污水處理水平又有了進一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設施，對水體質量改善和水環境保護起了重大的作用。1.2課題的背景未來10年，中國污水處理項目的工程建設投資將超過2500億元，其中污水處理設備的投入約為300億元。為了提高環保工程的效率，廣泛采用先進的自動控制技術，并采用先進、實用的技術改造傳統工藝，是推動環保產業升級，實現環保發展戰略的重要環節。在這種形勢下污水處理自動化控制系統無疑是一個具有巨大的社會效益、環境效益及經濟效益的研究課題。國務院已經明確規定，所有污染源都必須達到排放標準以保護環境。處理過的污水可以循環再利用，這對于我國這樣一個水資源匱乏且時空分布不均的國家來說尤為重要。許多地區和城市都面臨著嚴重的缺水問題。所以水資源也是一種保護。因此，從環保、注水等多方面的因素考慮，對于污水處理非常有必要。因此，有效的結合目前最新的工藝狀況、計量自控檢測儀表使用、PLC控制系統技術，將為當前污水處理控制系統提供有效的自控方法。1.3研究目的和意義世界任何國家的經濟發展，都會推進社會進步、促進工農業生產能力，使人民得到進一步改善，但也隨之帶來不同程度的環境污染，污水是造成環境污染的來源之一。這個污染源的出現引起了世界各國政府的關注，治理水污染環境的課題被列入世界環保組織的工作日程。我國是一個嚴重缺水的國家，盡管我國年平均水資源總量達到28000億立方米，排名全球第6，人均水資源量為2220立方米，排名全球第110，但聯合國仍將我國列為世界上13個缺水國家之一。目前，我國約有300個城市缺水，其中50個城市嚴重缺水。據中國經濟信息網的分析和統計，按目前正常需要計算，全國每年缺水總量約為300億至400億立方米，因缺水造成的經濟損失每年高達2300億元，超過洪澇災害的影響。水資源匱乏和水污染已經嚴重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。1.4課題主要設計的內容本課題旨在設計污水處理工藝和系統的PLC控制系統，主要包括以下方面：(1)介紹污水處理的基本概念和發展現狀，包括污水處理的工藝流程和處理目標；(2)研究PLC的基本結構和工作原理，并設計分析污水處理控制系統的實現方式；(3)具體設計污水處理系統的硬件系統，包括設備的電器控制和自動控制線路等；(4)具體設計污水處理系統的軟件系統，包括PLC程序的編制、系統資源的配置等；(5)對污水處理系統進行調試和運行，驗證系統的正確性和穩定性。

第2章污水處理控制系統總體介紹2.1污水處理基本概念城市污水、生產污水或經過企業局部處理后的生產污水，往往都排入排水系統。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質、氨基酸、動植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質外，還含有細菌、病毒等使人致病的微生物。經處理后的污水，最后出路有三種：=1\*GB3①排放水體；=2\*GB3②灌溉田地；=3\*GB3③重復使用。在實際工程中，常采用多種綜合污染指標來描述污染物的含量和程度，包括生物化學需氧量或生化需氧量（Bio-chemicalOxygenDemand,BOD）mg/L、化學需氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)mg/L、總有機碳(TotalOrganicCarbon)mg/L、總需氧量(TotalOxygenDemand)mg/L等。這些指標可以用來評估污水處理系統的性能，確保排放的廢水能夠滿足國家的排放標準。2.2常用的污水處理工藝污水處理的方法主要有物理、化學、物理化學，以及生物等幾種。常用的污水處理工藝有以下幾種。原污水曝氣池（微生物吸附有機物氧化為無機物）沉淀池（活性泥下沉）清水排出回流活性泥（1）傳統活性污泥法。傳統活性污泥處理法是一種最古老的污水處理工藝，其污水處理的關鍵組成部分為沼氣池與沉淀池，主要處理部分關系框圖原污水曝氣池（微生物吸附有機物氧化為無機物）沉淀池（活性泥下沉）清水排出回流活性泥圖2-1傳統活性污泥法工藝流程圖（2）A/O法。A/O法是在傳統活性污泥法的基礎上發展起來的一種污水處理工藝，其中A代表Anoxic（缺氧的），O代表Oxic（好氧的）。A/O法是一種缺氧好氧生物污水處理工藝。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化反硝化反應系統，很好的處理了污水中的氮含量，具有明顯的脫氮效果。其工藝流程圖如下：混合液回流隔柵混合液回流隔柵進水沉砂池初沉池厭氧池好氧池二沉池剩余泥污回流泥污進水厭氧池（進水厭氧池（A）缺氧池（A）好氧池（0）二沉池出水混合液回流活性污泥回流圖2-3A2/O法工藝流程圖A/B法。A/B法是吸附生物降解法的簡稱，該工藝沒有初沉淀，將曝氣池分為高低負荷兩段，并分別有獨立的沉淀和污泥回流系統。SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的簡稱，是一種按照一定的時間順序間歇式操作的污水生物處理技術，也是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。其反應機理及去除污染物的機理與傳統的活性污泥法基本相同。2.3本設計系統污水處理工藝及描述：本污水處理工藝流程圖如下圖2-4所示：污水污水進水泵粗格柵清污機除砂池細格柵轉碟曝氣機氧化溝反應池潛水攪拌機沉淀池污泥回流泵排泥罐污泥脫水清水排出轉股清污機圖2-4工藝流程圖污水由進水系統通過粗格柵和清污機進行初步排除大塊雜質物體，到達除砂池中。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。污水經沉淀池處理最后到達脫水環節，離心式脫水機作用下進行脫水處理后排出清水。2.4污水處理系統控制形式早期的控制系統多采用繼電器——接觸器控制系統，但隨著電子技術的飛速發展，控制要求的不斷提高，該類控制方法已不能滿足現代污水處理系統的控制要求，因此已逐漸被淘汰，取而代之的是DCS、現場總線控制、PLC等控制方。2.5污水處理系統的功能要求污水處理系統的主要功能是完成對城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過該系統處理后，輸出符合國家標準的水質。PLC作為污水處理系統的控制系統使得設計過程變得更加簡單，可實現的功能變得更多。利用PLC作為控制器的污水處理系統主要涉及兩個方面：一是信號輸入；二是控制輸出信號。

第3章硬件系統配置3.1主要組成部分進水系統除砂系統氧化溝系統沉淀系統污泥脫水系統污水處理系統的結構復雜，設備較多，在氧化溝中其控制過程及原理大致相同，都是通過控制曝氣機的轉速來調節污水中的含氧量，其基本組成如進水系統除砂系統氧化溝系統沉淀系統污泥脫水系統圖3-1污水處理系統基本組成示意圖進水系統。進水管道的主要功能是將污水中的大塊物體排除，其中的粗格柵是根據程序設定的時間進行間歇工作，而清污機的運行和停止是根據粗格柵兩側的液位差來決定的，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。除砂系統。除砂系統主要由細格柵系統和沉砂池組成，細格柵系統是由細格柵機和轉鼓清污機組成，沉砂池的主要設備是分離機。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。氧化溝系統。氧化溝系統由氧化溝和污泥回流系統構成，氧化溝是污水處理系統中最重要的環節，因此控制量較多，控制過程叫復雜，包括轉碟曝氣機和潛水攪拌機，污水回流系統主要有污泥回流泵構成。沉淀系統。沉淀系統主要設備為刮泥機，其功能是對進行氧化溝處理后的污水進行物理沉淀，將污泥和清水分離，刮泥機在整個系統啟動后就開始持續運行。污泥脫水環節。污泥脫水系統主要包括離心式脫水機，其主要功能是對氧化池中處理過污水的活性污泥進行脫水處理。3.2電氣控制系統電氣控制系統通常由操作面板、顯示面板和電氣控制柜等單元組成。1.操作面板包括手動和自動操作按鈕，以及各種設備的啟動按鈕。2.由于需要顯示大量數據，因此顯示面板通常采用觸摸屏或人機界面。3.電氣控制柜是電氣控制系統的核心設備，其中包括變頻器、各種傳感器的輸入信號、PLC及其擴展模塊等。3.3污水處理系統的工作原理3.3.1控制系統總體框圖圖4-2展示了污水處理系統的電氣控制系統總框圖。該系統以PLC為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、各類傳感器的輸入以及相關模擬量的輸入，實現相關設備的運行、停止和調速控制。可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器PLC操作面板液位差傳感器輸入液位高度傳感器輸入溶解氧儀反饋值（模擬量）格柵機定時運行各類泵運行離心式脫水機運行變頻器顯示面板轉碟曝氣機運行圖3-2電氣控制系統框圖3.3.2工作過程在手動狀態下，各類設備的控制是根據操作面板上的按鈕輸入來控制，無邏輯控制，即可不根據傳感器的狀態進行控制。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。污水處理系統的工作流程如下：1.接通電源后，啟動自動控制模式，同時啟動潛水攪拌器和刮泥機。2.粗、細格柵機間歇運行，即運行一段時間后停止一段時間，循環進行。3.根據反饋回來的液位差狀態，控制清污機的運行和停止。4.進水泵房中的潛水泵根據液面高低運行、停止和控制運行數量。5.通過溶解氧儀反饋的模擬量，PLC控制轉碟曝氣機的運行，同時控制分離機的運行和停止。6.污泥回流泵的運行和停止取決于液面高低。7.在污泥脫水系統中，采用順序控制方式依次啟動離心式脫水機及其設備。3.3.3污水處理系統主電路設計 圖3-3為污水處理系統的主電路圖的部分圖。電機分為潛水泵電機（M1）、清污機電機（M2）、轉碟曝氣機電機（M3）。接觸器KM3、KM2、KM6分別控制M1、M2、M3的工頻運行；接觸器KM5、KM9分別控制M1、M3的變頻運行；FR1、FR2、FR3分別為三臺電機過載保護用的熱繼電器；QF1、主電路的空氣開關；FU1為主電路的熔斷器。選用的變頻器是用來控制電機M1、M3變頻運行的。圖3-3污水處理系統部分主電路圖3.4PLC選型根據污水處理系統的電氣控制系統的功能要求，以及其復雜程度，從經濟性、可靠性等方面來考慮，選擇西門子S7-226系列PLC作為污水處理系統的電氣控制系統的控制主機。在該系統中，還需要采集模擬量并利用模擬量控制的功能要求，因此需要在擴展一個模擬量輸入輸出擴展模塊。西門子公司專門為S7-226系列PLC配置了模擬量輸入輸出模塊EM235，該模塊具有較高的分辨率和較強的輸出驅動能力，可滿足控制系統的功能要求。3.5PLC的I/O資源配置根據系統的功能要求，對PLC的I/O進行配置，具體分配如下表。3.5.1數字量輸入部分 表3-1數字輸入量地址分配輸入設備輸入IO提升泵1運行狀態輸入I0.0提升泵2運行狀態輸入I0.1提升泵3運行狀態輸入I0.2調節池中液位接通輸入I0.3調節池低液位接通輸入I0.4清水池1低液位接通輸入I0.5清水池2低液位接通輸入I數字量輸出部分表3-2數字輸出量地址分配輸出設備輸出IO風機1運行輸出Q0.0風機2運行輸出Q0.1風機3運行輸出Q0.2風機4運行輸出Q0.3提升泵1運行輸出Q0.4提升泵2運行輸出Q0.5提升泵3運行輸出Q模擬量輸入部分由于需要采集一個溶氧儀所反饋的數據，因此擴展了一個模擬量輸入輸出模塊，具體I/O分配，如下表3-3所示。表3-3模擬量輸入地址分配輸入地址輸入設備AIW0溶解氧儀3.5.4模擬量輸出部分在此控制系統中需要將采集回來的模擬量進行數據處理，然后，通過模擬輸出口對變頻器進行控制，進行控制其他設備的運行，如下表3-4所示。表3-4模擬量輸出地址分配輸出地址輸出設備AQW0經PID運算輸出根據控制系統的功能要求，設計出污水處理控制系統的硬件連線圖如圖3-4所示，此控制面板上的手動控制部分主要在調試系統時使用，調試完成后基本處于閑置狀態。圖3-4污水處理系統PLC硬件接線圖3.6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。3.6.1接觸器選型在控制系統中，所有設備是根據控制面板上的按鈕情況或者根據傳感器的反饋值進行動作的，因此需要PLC根據當前的工作情況，以及按鈕的情況來控制所有設備的啟停，在此用到了大量接觸器。為此該系統選用施耐德LC1-D0901M5C交流接觸，其額定電壓220V,額定電流9A。3.6.2變頻器簡介變頻器的功能是將頻率固定的(通常為50Hz)的交流電變換成頻率連續可調的三相交流電源。變頻器的輸入端接至頻率固定的三相交流電，輸出端輸出的是頻率在一定范圍內連續可調的三相交流電。變頻器主要分為間接變頻和直接變頻兩大類，而間接變頻又根據中間直流環節的主要儲能元件的不同可分為電壓型和電流型。電壓型變頻器主回路由逆變器，中間直流環節和相控整流器三個部分組成。相控整流器將交流電壓整流為可控的直流電壓，經濾波由電容Cd輸出直流電壓Vd，逆變器將直流Ud變換成頻率可調的交流電源供給電機進行變頻調速。由于中間直流環節是Cd低阻抗輸出相當于是恒壓源，故稱電壓型。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。由于中間直流環節是高阻抗輸出相當于電流源，故稱電流型。3.6.3變頻與變壓(VVVF)原理當在實際利用變頻器調節電機轉速的過程中，當頻率f下降時，定子繞組的反電動勢E有所下降，定子電流增大，但是轉子側的負載并未增加，故轉子段電流不變，根據電流平衡方程可知，勵磁電流比增大，因而磁通φm增大。φm增加將導致鐵芯的飽和，進而引起勵磁電流波形的畸變，這是不希望的結果，因此希望φm可以保持基本不變。要實現這個目標，只要在變頻過程中使變頻器輸出電壓Ul/f=const，則磁通φm可保持基本不變。因此變頻的同時也要變壓，常用VVVF表示。3.6.4變頻調速的基本原理（1）異步電動機的等效變換圖3-5異步電動機的等效變換異步電動機的電磁轉矩公式：（4.1）（4.1）其中：P為旋轉磁場的磁極對數，S為轉差率。（2）變頻調速的原理異步電動機的電磁轉矩是由定子主磁通和轉子電流相互作用產生。異步電動機的定子主磁通是以一定的轉速旋轉，旋轉磁場實際是三個交變磁場合成的結果。設變頻后的頻率為fx，電壓為Ux，電動機的額定相電壓和頻率為UN和fN，則有：（4.2）＝（4.2）（4.3）＝（4.3）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：（4.4（4.4）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＝km<1時的機械特性如圖3-6所示。圖3-6kf＝km<1時的機械特性由圖4-2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。3.6.5變頻器選型該系統選用的變頻器是西門子MM430變頻器，而且具有多個繼電器輸出，具有多個模擬量輸出（0~20mA），2個模擬輸入。3.6.6變頻器參數設置該污水處理系統中的MM430變頻器是一種風機水泵負載專用變頻器，可以適用于各種變速驅動系統，尤其適用于部門的水泵和風機。主要對一下幾個參數進行調整，如表3-5所示。表3-5變頻器參數設置表參數號參數值說明P000521顯示實際頻率P07002由端子排輸入P10002模擬輸入P13002可用于可變轉矩負載P201069600baudP20111USS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3.6.7電動機的選型在該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。根據上述分析，選擇Y2-200L2-6E即可滿足要求。3.6.8液位差計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：XL60-YI4000。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。3.6.9溶解氧儀溶解氧（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。選用PH/溶解氧測量儀型號:SA29-MP525。自動實現氣壓補償。極譜型溶氧電極，極化時間短，反應快，測量準確。

第4章軟件系統設計4.1總體流程設計開始自動？自動控制手動控制YN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，如開始自動？自動控制手動控制YN圖4-1模式選擇流程圖4.1.1手動模式手動控制污泥回流機啟停離心式脫水機啟停格柵機啟停轉碟曝氣機啟停及速度調節清污機啟停潛水泵啟停潛水攪拌機啟停刮泥機啟停在手動模式下，可單獨調試每個設備的運行，如圖4-2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手動控制污泥回流機啟停離心式脫水機啟停格柵機啟停轉碟曝氣機啟停及速度調節清污機啟停潛水泵啟停潛水攪拌機啟停刮泥機啟停圖4-2手動操作模式流程圖4.1.2自動模式當污水處理系統處于自動工作模式時，按下自動啟動確認按鈕后，系統開始工作。其工作過程包括以下幾個方面：首先，系統上電后啟動潛水攪拌器和刮泥機；其次，啟動粗格柵系統；接著，啟動潛水泵；然后啟動細格柵系統；再接著，啟動曝氣沉砂系統；最后，啟動污泥回流系統和污泥脫水系統。啟動潛水泵啟動細格柵系統啟動粗格柵系統啟動曝氣沉砂系統啟動污泥回流系統啟動污泥脫水系統啟動潛水攪拌器和刮泥機自動控制以上工作過程并不是順序控制方式，而是按照PLC檢測到傳感器啟動潛水泵啟動細格柵系統啟動粗格柵系統啟動曝氣沉砂系統啟動污泥回流系統啟動污泥脫水系統啟動潛水攪拌器和刮泥機自動控制圖4-3自動操作模式流程圖粗格柵系統程序主要用于控制粗格柵機和清污機的運行，其工作流程如下：1.自動過程開始，啟動粗格柵機，并定時運行20分鐘。2.定時結束后，停止粗格柵機運行，并維持2小時的停止狀態。3.2小時后，再次啟動粗格柵機運行20分鐘，循環進行。4.同時，檢查液位差值，若超過設定值則啟動清污機運行。5.當液位差值低于設定值時，停止清污機的運行。粗格柵系統工作流程圖如圖4-4所示。NN粗格柵控制自動控制過程開始？粗格柵機啟動運行時間到？粗格柵機停止停止時間到？轉手的控制檢查液面差超過設定值？啟動清污機低于設定值停止清污機YNYNYNNYY圖4-4粗格柵系統工作流程圖潛水泵程序主要控制潛水泵的啟停，包括以下幾個步驟：首先，自動程序開始啟動潛水泵。然后，檢測液面高度，如果低于最低位傳感器，則開始定時以避免誤判。定時結束后，若液面仍低于最低位傳感器，則停止潛水泵的運行。如果液面高度處于中位和高位傳感器之間，則開始定時以避免誤判。如果定時結束后液面仍然處于高位傳感器的范圍內，則程序將輸出報警信號。潛水泵控制啟動潛水泵潛水泵控制啟動潛水泵啟動定時2s低于最低要求液面？高于高位頁面啟動定時2s延時到？報警延時到？停止潛水泵YNNYYNYN圖4-5潛水泵工作流程圖粗格柵系統程序主要用于控制粗格柵機和清污機的運行，其工作流程如下：1.自動過程開始，啟動粗格柵機，并定時運行20分鐘。2.定時結束后，停止粗格柵機運行，并維持2小時的停止狀態。3.2小時后，再次啟動粗格柵機運行20分鐘，循環進行。4.同時，檢查液位差值，若超過設定值則啟動清污機運行。5.當液位差值低于設定值時，停止清污機的運行。細格柵控制細格柵控制自運行過程開始？細格柵機啟動運行時間到？細格柵機停止停止時間到？轉手動控制檢測液面差超過設定值？啟動轉鼓清污機停止轉股清污機超過設定值？NYNYYNNYNY圖4-6細格柵系統工作流程圖曝氣沉砂池控制自運行過程開始？曝氣沉砂池控制自運行過程開始？啟動分離機和變頻啟動轉碟曝氣機檢測污水含氧量含氧量超過設定值？變頻器速度達到100%轉碟曝氣機工頻運行維持現有狀態轉手動控制NYNNYY圖4-7曝氣沉砂系統工作流程圖污泥回流系統程序主要控制污泥回流泵的啟停，包括以下幾個步驟：首先，自動程序開始檢測液面高度。如果液面低于最低位傳感器，則啟動定時程序。定時結束后，若液面仍低于最低位傳感器，則停止污泥回流泵的運行。如果液面高度處于最高位傳感器和最低位傳感器之間，則啟動污泥回流泵。如果液面高于最高位傳感器，則啟動定時程序。定時結束后，若液面仍處于最高位傳感器的范圍內，則程序將輸出報警信號。污泥回流系統工污泥回流泵房檢測污泥池水位液面低于低位值？開始定時污泥回流泵房檢測污泥池水位液面低于低位值？開始定時延時到？停止污泥回流泵液面高于高位值？開始定時延時到？報警啟動污泥回流泵NYNYNYNY圖4-8污泥回流系統工作流程圖污泥脫水系統程序主要控制離心式脫水機的運行和停止，包括以下幾個步驟：首先，自動程序啟動離心式脫水機，并啟動定時程序。定時結束后，程序啟動聚合物泵，并再次啟動定時程序。定時結束后，程序啟動污泥泵和切割機。污泥脫水系統工作流程圖如圖4-9所示。污泥脫水控制自運行過程開始？污泥脫水控制自運行過程開始？啟動離心式脫水機定時開始延時到？啟動聚合物泵轉手動控制定時到延時到？啟動污泥泵和切割機NYNYYN4.2組態仿真設計4.2.1組態工程創建1.建立新工程如圖4-10所示。圖4-10力控工程管理器界面單擊菜單欄“文件/新建工程”命令彈出“新建工程向導一”對話框,如圖4-11所示。圖4-11新建工程向導單擊“下一步”按鈕,彈出“新建工程向導二”對話框,如圖4-12所示。圖4-12新建工程向導二在“工程名稱”文本框中輸入新建工程的名字,在“工程描述”中輸入對新建工程的描述文本。單擊“完成”按鈕,確認新建的工程。圖4-13新建工程向導三2.創建組態界面單擊左側目錄中的“畫面”,在右側單擊“新建”,彈出“新建畫面”對話框,如圖4-14所示。圖4-14新畫面3.定義IO設備用組態王繪制PLC的控制面板,可以提前設計控制相,實現系統的監控和仿真。系統的界面如圖4-15所示。 圖4-15仿真圖4.2.2控制系統的程序調試對于較為復雜的控制系統，需要繪制系統流程圖以清晰地表明動作的順序和條件。其次，結合定義的輸入輸出要求，編寫相應的控制程序。程序編寫完成后，將其輸入到PLC的用戶存儲器中，并進行檢查以確保程序的正確性。接著，需要對程序進行調試和修改，直至其滿足要求為止。圖4-16處理過程仿真通過系統調試，能夠實現PLC在系統控制中的手動、自動模式的控制。啟動電源后按下手動或自動模式選擇按鈕，當在手動模式時，可通過各控制按鈕實現對污水處理系統中各電機的控制運行同時相應的指示燈亮。

第5章結論污水處理控制系統是一個比較復雜的綜合系統，它包括與之相關的生產工藝流程、相關生產設備，現場計量自控檢測儀表的選用、控制流程的模型建立、對PLC系統軟硬件應用研究等。本文詳細闡述了污水處理工藝流程、控制系統總體方案以及具體的軟硬件實現。通過四個月的設計和調試，基本上完成了對PLC污水處理系統的設計，達到了預期的設計目標。在這個過程中，使我學到了很多知識，積累了許多寶貴的經驗，鍛煉了自己的獨立思考能力和實踐動手能力。進一步加深了解了PLC在實踐當中的應用。熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了整個系統的模擬調試，通過對系統的不斷修改和調試，基本上達到了預期的設計要求。在設計過程中主要從硬件和軟件兩個方面的問題進行，污水處理系統中，主要的硬件問題包括機械結構、硬件選型和PLC的外圍電路設計和接線處。在PLC的外圍硬件連線方面，主要是增加一些保護設備。在該控制程序中，需要根據外界輸入的狀態來控制清污機、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反饋來的信息進行判斷處理，然后再進行輸出控制。

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