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1、于P1.C的工业污水处理限制系统的设计姓名：孙朝阳基于P1.C的工业污水处理限制系统的设计摘要目前，我国大多数污水处理限制系统自动化水平不高、平安性低、管理不当，效率普遍低丁世界标准.污水处理系统中的曝气过程限制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统.优化运行效果，削减运行费用，具有至要意义。木文介绍了工厂污水处理的基木工艺和流程，并通过探讨设计一套基于P1.C限制的污水处理系统。文章苜先介绍了基于P1.C污水处理限制系统的工艺及相关潦程，限制系统俊件结构及设计、工作原理以及
2、设计P1.C限制系统的基本原则和步骤，来说明P1.C在污水处理过程中的应用”先依据污水处理要求设计了设备的电器限制与自动限制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最终依据工艺要求设计P1.C限制系统，其中包括P1.C的选里、系统资源配置以及依据污水处理工艺编制P1.C程序。关键词：污水处理，P1.a工艺流程.1绪论11.1 工业污水处理的国内外现状11.2 课网的背景21.3 探讨目的和意义31.4课题主要设计的内容32工业污水处理限制系统总体介绍42.1工业污水处理基本概念42.2常用的工业污水处理工艺42.3工业污水处理系统限制形式72.4工业污水处理系统的功能要求83
3、硬件系统配翼103.1主要组成部分103.2电气限制系统错误!未定义书筌.3.3工业污水处理系统的工作原理错误!未定义书签3.4P1.C选型143.5P1.C的I/O资源配置143.6其他资源配置174软件系统设计234.1总体流程设计234.2曝气过程限制的任务314.3氯气投加环节324.4絮凝剂投加环334.5PID限制334. 6P1.C和变频器通讯345调试和运行结果354.1 硬件系统的调试355. 2软件系统的调试355.3运行结果36结论37参考文献37致谢38水与人的生活休戚相关，特殊在现代社会生活及生产中人们对水的需求量:与日俱增。然而，水资源是有限的。据报道我国人均拥仃淡
4、水量为2400吨,为世界平均值的1/4,在全球149个国家（参加统计国家中），我国人均淡水资源位居110位，属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国500多个城市缺水，其中多个严峻缺水，北方地区缺水现象尤其严峻，人均拥有淡水量仅有240吨。令人担忧的是淡水总量日益削减，用水成本不断上升，淡水的奢侈特别严岐.我国北方地区水资源的超采，己形成漏斗地势,水位下降、湖泊干枯、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。我国淡水资源不断削诚，而且污染现象较为严峻。随着社会的发展，水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。但是我
5、国工业用水耗费高，全更利用水少，中水运用率不高，有关资料显示，我国的工业用水近曳利用率平均为40%,50目前全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有Ig左右，其余的污废水都干脆排入河川、湖泊、海洋.耗水量高、重包利用率低、污染严峻是我国工业系统水资源利用的突出问题。严峻的环境污染使有限的水资源日益削减、水质日益恶化,无疑是“雪上加霜”。据统计，由于水质污染，我国已有大约3亿人的饮水发生担心全现象，其中1.9亿人的饮水是超标水。气象学家预料，2100年全球变暖加剧，地表将有3的面积变为沙漠，那时，干不将威逼全球一半的大陆人类的生存。这些现象都是水污染产生的严岐后果，因此工业污水处理项目的实施己
6、经刻不待时.众多迹象表面，水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进步提高供水质量,提高经济效益，并且工业污水处理过程中，经过厌氧和好氧处理，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产供应二次能源，豆正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境爱护的呼声越来越商，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的困难性，对工业污水处理的工艺和限制方式提出了特别高的要求。1.1 工业污水处理的国内外现状我国工业污水处理技术从“七五
7、”国家科技攻关起先逐步进行探讨.“七五”和“八五攻关项目在氧化塘、土地处理和电合生态系统等自然处理技术方面的探讨较多，以这些成果为设计依据，建立了一些氧化塘、土地处理等污水示范工程。在人工处理技术方面，“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物膜、一体化斜化沟技术进行了深化探讨.探讨成果己被应用于大批工业污水处理厂.污水厂污泥处置问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力.我国在工业污水处理技术方面取得了较大的成就。目前在水污染治理技术上，我国已能供应下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好
8、轨技术和多种类型的稳定塘技术等，这些污水治理技术已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用，标记若我国工业污水处理事业发展到了一个谢新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点己经从工艺技术的探讨转移到具体项目的实施。国际上，大规模的水污染治理是在其次次世界大战后，I若50年头经济的蓬勃发展带来的60年头日益严峻性的环境污染而绽开的。工业污水处理设施中，城市排水管线和工业污水处理厂的兴建和运行在水污染限制中发挥着竹干作用。至70年头末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建/7000至8000座城市工业污水处理厂。这些工业污水处理
9、厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的阅历。现在，这些国家的工业污水处理水平乂有了进步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境爱护起了重大的作用。1.2 课题的背景将来10年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设法投入约300亿元。采纳先进、好用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采纳先进的自动限制技术，是推动环保产业升级，实现环保发屣战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化限制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的探讨课题。对于环境爱护问题，国务院明确规定全部工业污染源都必需达到
10、排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不匀称，很多地区和城市严峻缺水。所以水资源也是一种爱护。因此,从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理特别有必要，因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表运用、P1.C限制系统技术，将为当前工业污水处理限制系统供应有效的自控方法。1.3探讨目的和意义世界任何国家的经济发展，都会推动社会进步、促进工农业生产实力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染，污水也是造成环境污染的来源之一.这个污染源的出现引起r世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日
11、程。我国是个严峻缺水的国家，虽然我国年平均水资源总最为28000亿m2,居世界第6位，人均水资源量为2220m2,居世界第110位，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一。目前我国约300个城市缺水，其中严峻缺水城市有50个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常须要，年缺水总里约为300亿400亿立方米，因缺水造成的经济损失每年达2300亿.超过洪涝灾难.，水资沟的版乏和水资源的污染，已经泮峻的影响了人民的日常生活，严峻的影晌了我国的经济建设和发展。因此建设符合我国国情的污水厂自动限制系统对降低工业污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会和和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。1
12、.4课题主要设计的内容本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和P1.C限制系统设计,主要由以下内容组成：（1）介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的发呈现状以及工业污水处理的工艺流程：（2）介绍了PIC的柒本结构和工作原理，并对工业污水处理限制系统进行设计分析：（3）具体分析设计工业污水处理的硬件系统：（4）具体分析设计工业污水处理的软件系统：（5）工业污水处理系统的谢试与运行。2工业污水处理限制系统总体介绍2.1 工业污水处理基本柢念城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水，往往都排入排水系统。这些污水除含有碳水化合物、蛋白质、圆基
13、酸、动植物脂肪、尿索、犯、肥电和合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最终出路有三种：排放水体：浇灌IH地：重复运用。污水污染物可依据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物侦可分为无机性物质和仃机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。好氧有机污染物的性质稳定，在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稔定的无机物“有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氯，所以在工程实际中
14、，采纳以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧S(Bio-chemica1.OxygenDemand,BOD)mg1.,化学需氧量(ChemiCaIOxygenDemand,COD)mg/1.、总有机碳(ToCa1.OrganicCarbon)mg/1.、总需轨量CroIaIOxygenDemand)ng1.o虽然B()I.能较精确地描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需20大。考虑到好氧分解速率般在起先的儿天最快，在20C温度下，污水五日生化需氧星(BOD,),约占Boh的70%80因此把BOD,作为衡量污染水的有机物浓度指标。化学需氧量(COD)的特点是能筋精确的表示污
15、水中有机物的含量，并且测定时间短，但它不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物地。2.2 常用的工业污水处理工艺不同的工业污水处理对象，不同的工业污水处理环境，将须要有不同的工业污水处理工艺来处理。因此，在选择工业污水处理工艺的时候必须要仔细考虑当地污水的状况，以及实际的工业污水处理的环境。工业污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种。这些方法依据实际状况，可以单一运用，也可以针对不同的污水混合运用。目前，工业污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法.常用的工业污水处理工艺有以下几种。（I）传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种最古老的工业污水处理工艺，
16、其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池，主要处理部分关系框图如图27所示。原污水清水排出图21传统活性污制法工之流程图污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥须要回流到曝气池中。该工艺的优点有：有机物去除率高，污泥负荷高，池的容积小，耗电省，运行成本低。该工艺的缺点有：一般曝气池占地多，建设投资大，满足国家标准相关指标范围小、易产生污泥膨胀现象.磷和赳的去除率低。（2） A/0法。A/0法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的种工业污水处理工艺，其中A代表AnoXiC（缺氧的），。代表O
17、XiC（好氧的）。A/0法是一种缺氧一好氧生物工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化-反硝化反应系统，很好的处理了污水中的缸含量，具有明显的脱氮效果.但是此硝化一一反硝化反应系统须要得到很好的限制，这样就对该工艺提出了更高的管理要求，这也成为了该工艺的大缺点。其工艺流程图如下：混合液回流剧余污泥图2-2A/0法工艺流程图（3） A2/0法。2O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，其中A2,即A-A,前一个八代表AnaerobiC（厌氧的），后一个A代表AnOXiC（缺氧的）：0代表（好辄的）,A2/0是一种厌氧一缺氧一好氧工业污水处理工艺.A20法
18、的除磷脱氮效果特别好，特别适合用丁对除磷脱赳有要求的工业污水处理。因此，在对除璘脱氮有特殊要求的城市工业污水处理厂，股首选A2/0工艺。其工艺流程图如图2.3所示。图2-3A2/0法工艺流程图（4）AB法。A/B法是吸附生物降解法的简称，该工艺没有初沉淀，聘曝气池分为凹凸负荷两段，并分别有独立的沉淀和污泥1可潦系统”高负荷段停留时间约为20%0min,以生物素凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，去除BoD达50%以上。B段与常规活性污泥法相识，负荷较低。AB法中A段效率很高，并有较强的缓冲实力。B段起到出水把关作用，处理稳定性较好。对于高浓度的工业污水处理，.AB法具有很好的适用性，并有较
19、高的节能效益。尤其在采纳污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为明显。但是，AB法污泥产量较大，A段污泥有机物含量极高.因此必需添加污泥后续稳定化处理，这样就将增加肯定的投资和翁用。另外，由于A段去除了较多的BOD,造成了碳源不足，难以实现脱就工艺的要求。对于污水浓度低的场合，B段也比较困难，也难以发挥优势。总体而言，AB法工艺较适合于污水浓度高，具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市工业污水处理厂，且有明显的节能效果，而对于有脱氮要求的城市工业污水处理厂，一般不宜采纳。（5）SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的简称，是一种依据肯定的时间依次间歇式操作的污水生物处理技术，也是种按间歇曝气方式来运
20、行的活性污泥工业污水处理技术，乂称序批式活性污泥法。其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式不尽相同。SBR法与传统的水处理工艺的最大区分在于它是以时间依次来分割潦程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置志向沉淀代替动态沉淀等.整个过程对手单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的，在运行上实现了有序和间歇搽作相结合。2.3本设计系统工业污水处理工艺及描述:本工业污水处理工艺流程图如卜图27所示:图27工艺流程图污水由进水系统通过粗格栅和清污机进行初步解除大块杂质物体，到达除妙池中。在除砂池系统中细格栩和
21、转鼓清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，符污水中的细小沙粒流除后进入氧化沟反应池。在该氧化沟系统中进行生化处理，分解污水中的有害物质，此环节用到一些化学药剂来加强处理效果，如更合碱、氯气、油絮凝剂等。对污水进行除油、消掂、调整PH值。同时在该系统中设置有溶解氯仪超声波检测罂，通过它对污水中的含氧量进行检测，依据其反馈到P1.C的值来限制曝气机变频器的运行，变更污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推动水流，使氧化沟的污水和活性污泥处于猛烈搅拌充分混合接触，使生化反应更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分.经处理的污水进入沉淀池中，在刮泥机的作用下进行物理沉淀，为了加强沉淀效果，同时加入混
22、凝剂和素;疑剂利用高分子助凝剂的猛烈吸附架桥作用更加简洁沉降。污水经沉淀池处理圾终到达脱水环节，离心式脱水机作用卜进行脱水处理后排出清水。2.3工业污水处理系统限制形式早期的限制系统多采纳继电器一一接触器限制系统，但随着电子技术的飞速发展，限制要求的不断提高，该类限制方法己不能满足现代工业污水处理系统的限制要求，因此已渐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线限制、P1.C等限制方。（I）DCS系统。DCS是集散限制系统的荷称，又称为分布式计算机限制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量限制技术、通信网络技术等相互渗透形成的。由计算机和现场终端组成，通过网络招现场限制站、检测站和操作站、限制站
23、等连接起来,完成分散限制和集中操作、管理的功能，主要是用手各类生产过程，可提高生产自动化水平和管理水平，其主要特点如下：采纳分级分布式限制，削减了系统的信息传输量，使系统应用程序比较简洁。实现了真正的分散限制，使系统的危急性分散，牢靠;性提高。扩展实力较强。软硬件资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。（2）现场总线限制系统。现场总线限制系统是由DCS和P1.X发展而来的，是基于现场总线的自动限制系统该系统依据公开、规范的通信协议在智能设备之间，以及智能设备与计算机之间进行数据传输和交换，从而实现限制与管理体化的自动限制系统，其优点：可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应快，实时性好。通信
24、协议公开，不同产品可互连。（3）P1.C系统。PIX是可编程逻辑限制涔的筒称，用它作为处理系统的限制器，实现黑制系统的功能要求，也可利用计算机作为其上位机，通过网络连接P1.C,对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程便利，开发周期短，维护简洁.通用性强，运用便利.限制功能强.模块化结构,扩展实力强.2.4工业污水处理系统的功能要求工业污水处理系统的主要功能是完成时城市污水的净化的作用，将城市中解除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质“长期以来，工业污水处理技术虽然经过了快速发展，但仍滞后于城市发展的须要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现工业污水处理技术的
25、简易、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的限制过程，采纳P1.C作为核心限制那是个较好的方案。P1.C作为工业污水处理系统的限制系统使得设计过程变得更加荷洁，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成P1.C限制系统的监视，同时运用户可通过操作界面功能限制P1.C系统。由于P1.C的CPIJ强大的网络通信实力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。利用P1.C作为限制涔的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是限制输出信号。信号输入工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位凹凸的输入
26、检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。（1）按钮输入检测.，大多数为人工方式限制的输入检测，主要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速诚速按钮等.（2）液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差，用来限制清污机的启动与停止。（3）液位凹凸输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的凹凸，用来限制潜水泵或污泥网流系的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量”（4）含氧量输入检测。以上三种都为数字量输入，该输入为模拟量输入。曝气过程是工业污水处理系统中最重要的环节，为了保证微生物所须要的氧气，必需检测污水
27、中的含氧量，并通过曝气机增加或削减其含冢量。通过将溶解氧仪设附在适当位置上，将检测值反馈到P1.C中,通过运兑输出限制曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的效果，延长了处理时间，严峻时甚至导致处理失效，因此须要增加曝气机转速以增加供氧用：当溶解钝值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理,因此诚小曝气机转速以削减供氧忌，最终使污水中的溶解氧保持在由定的范用内。限制输出信号信号输出部分主要包括两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器:另外个是模拟员输出，用来限制曝气机变频罂。（1）数字量输出。限制各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启除、潜
28、水搅拌涔启落、污泥回流泵等设备。（2）模拟量输出通过P1.C中P1.D运算后的数据，通过其功能模块输出限制信号，该限制信号输入到变频器的限制端子上，变更变频器的输出顽率，从而限制曝气机的转速，最终达到限制污水中含氧量的要求“3硬件系统配置氧化沟是工业污水处理系统中的应要环节，其结构的不同形成了不同的氧化方法例如，奥贝尔、卡鲁赛尔和一体化领化沟法，对丁不同的结构，其配套的设备也有较大的不同，所以其结构比较困难，不同的结构对应不同的限制系统，因此须要依据不同的结构特点设计相应的限制系统。3.1主要坦成部分工业污水处理系统的结构比较困难，设备较多，在辄化沟中其限制过程及原理大致相同，都是通过限制曝气
29、机的转速来调整污水中的含氧量，其基本组成如图3-1所示。进水系统除砂系统氧化沟系统沉淀系统污版系泥水统图4I工业污水处理系统基本组成示意图1)进水系统。进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水管道主要由机格栅机和清污机组成，进水泵房主要有两台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的大块物体解除，其中的粗格栩是依据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是依据粗格Ir两侧的液位差来确定的，当液位差超过某个值时，后动清污机：当液位差小r某个值时停止清污机的运行.进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器来确定的，当液位较低时只启动一台潜水泵，当液位较高时启动两台潜水泵，
30、若液位持续上升时，则输出报警以示意有故障发生。(2)除砂系统。除砂系统主要由细格栅系统和沉砂池组成，细格栅系统是由细格栅机和转鼓清污机组成，沉砂池的主耍设备是分别机，细格栅系统的主要功能是进一步净化污水中的颗粒物体，将污水中细小的沙粒泄除，其中的细格栅机是依据程序设定时间进行间歇工作,而转鼓清污机的运行和停止则依据细格册两恻的液位差来确定，当液位差超过某个值时，启动清污机：当液位差小于某个值时停止清污机的运行，这和粗格栅系统的运行方式一样。沉的池中分别机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟呼气机的时候同时启动分别机，对沉砂池中的沙粒进行解除.(3)氧化沟系统。氧化沟系统由氧化沟
31、和污泥回流系统构成，氧化沟是工业污水处理系统中最至要的环节，因此限制量较多，限制过程叫困难，包括转碟曝气机和潜水搅拌机，污水回流系统主要有污泥回潦泉构成。毓化沟的功能是对污水进行生化处理，分解污水中的有宝物而，使其达到肯定的水质标准，其中是转碟曝气机是关键设备，在氧化沟中设置有溶解氧仪对污水中的含氧量进行检测，依据其反馈到P1.C的值来限制曝气机变频器的运行，变更污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推动水流，同时使氧化沟的污水和活性污泥处于猛烈的搅拌状态，使他们充分混合接触。使活性污泥的生化反应更加充分，这样才能最大程度地分解污水中的有害成分。污水回流系统的污泥回流泵将剩余的污泥及运用过的污
32、泥进行处理，该设备的运行与停止主要依据泵房内液位传感器的状态，当液位低于某个值时停止回潦泵的运行：当液位持续高于某个高位时，回流泵停止运行同时输出报警信号：液位处于正常状态时，回流泵正常运行。(4)沉淀系统。沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行氧化沟处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分别，刮泥机在整个系统启动后就起先持续运行。在该系统中用到肯定化学药剂主要包括混凝剂、累凝剂、复合碱等，主要用来调整改善混凝条件及架凝体结构，利用而分子助凝剂的猛烈吸附架桥作用，使细小松散的然凝体变的粗大而紧密，简洁发生沉降。(5)污泥脱水环节。污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对辄化池中处理过
33、污水的活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此须要先对活性污泥添加肯定量的药物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备依据依次限制的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水处理。3.2电气限制系统电气限制系统主要包括操作面板、显示面板、电气限制柜等单元。由于在该系统中须要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟垃的辘入，依据设定的程序进行数据处理后，输出限制信号，因此系统的限制逻辑与时序就须要严格照检测信号的输入进行限制。(1)操作面板。操作面板主要包括手动、自动、各类设招的启动按钮等。(2)显示面板。
34、显示面板由于要显示较多的数据，因此一般采纳触摸屏或者人机界面。(3)电气限制柜,电气限制柜是电气限制的核心设备，主要包括变频器、各类传感器的输入信号、P1.C及其扩展模块等。3.3工业污水处理系统的工作原理3.3.1限制系统总体框图工业污水处理系统的电气限制系统总框图如图4-2所示,P1.C为核心限制器,通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速限制.32电气网制系统框图3. 3.2工作过程在手动状态下，各类设备的限制是依据操作面板上的按钮输入来限制，无逻制限制，即可不依据传感器的状态进行限制.在自动方式下进行闭环限制，系统依据检测到外部
35、传感器的状态对设备进行启停限制，其工作过程如下。(1)接通电源，启动自动限制方式，启动潜水搅拌涔和刮泥机。(2)运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。(3)依据反馈回来的液位差状态限制清污机的运行与停止。(4)进水泵房中的潜水泵依据液而凹凸进行运行、停止及运行数量的限制.(5)转碟曝气机依据溶解氧仪反馈的模拟员经P1.C运算后进行限制，同时限制分别机的运行与停止。(6)污泥回流泵的运行与停止依据液面的凹凸进行限制。(7)在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采纳依次限制方式，依次启动其设备。3.3.3工业污水处理系统主电路设计图3-3为工业污水处理系统的主电路
36、图的部分图。三台电机分别为潜水泵电机(M1.).清污机电机(M2)X转碟曝气机电机(M3)o接触器KM3、KM2、KMe分别限制M1.、M2、M3的工频运行;接触器KM5、KM9分别限制M1.M3的变频运行；FR1.、FR2、FR3分别为三台电机过载爱护用的热继电器;QFE主电路的空气开关：F1.n为主电路的熔断器.选用的MM430变频器是用来限制电机M1.、M3变频运行的。图3-3工业污水处理系统部分主电路图3.4 P1.C选型依据工业污水处理系统的电气限制系统的功能要求,以及其困难程度，从经济性、牢苑性等方面来号虎，选择西门子S7-200系列P1.C作为工业污水处理系统的电气限制系统的限制
37、主机。由于工业污水处理电气限制系统涉及较多的输入输出端口，其限制过程相对困难，因此采纳CPC226作为该限制系统的主机。CPU226在工业污水处理系统中运用的数字量输入点和输出点都比较多，因此除fP1.C主机自带的I/O外，还须要扩展肯定数垃的0扩展模块。在此采纳EM223输入/输出混合扩展模块。8点DC输入8点输出型.正好可以满足限制系统的I/O需求。在该系统中，还须要采集模拟量并利用模拟量限制的功能要求，因此须要在扩展一个模拟量输入输出扩展模块。西门子公司特地为S7200系列P1.C配置了模拟时输入输出模块EM235,该模块具有较高的辨别率和较强的输出驱动实力，可满足限制系统的功能要求.3
38、.5 P1.C的I/O资源配置依据系统的功能要求，对P1.C的1/0进行配置，具体安排如卜.表。3.5.1数字垃输入部分去3T数字输入M地址安排输入地址输入设备输入地址输入设备10.0急停11.4手动刮泥机启动10.I手动方式11.5手动污泥回流泵启动10.2自动方式11.6手动分别式脱水机启动10.3自动启动确认11.7手动污泥泵启动10.4平动粗格栅机启动12.0手动转碟曝气机加速10.5手动清污机启动12.1手动转碟曝气机削减10.6手动潜水泵启动12.2粗格栅液位差计10.7手动细格栅机启动12.3细格栅液位差计11.0手动分别机启动12.4进水泵房液面高位传感器11.1手动转碟曝气机
39、工频启动12.5进水泵房液面低位传感胧11.2手动转碟曝气机变频启动12.6污泥【可流泵液而高位传感器11.3手动潜水搅拌机启动12.7污泥回流泵液而低位传感器3.5.2数字量输出部分表35数字输出Ift地址安排输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.0粗格栅机接触器QO.7潜水搅拌机接触器Q0.1消污机接触器Q1.O刮泥机接触器Q0.2潜水泵接触器Q1.1污泥I可流泵接触罂Q0.3细格栅机接触器Q1.2离心式脱水机接触器Q0.4分别机接触器Q1.3潜水泵报警Q0.5转碟曝气机工须接触器Q1.4污泥回流泵报警Q0.6转碟曝气机变嫉接触器3.5.3模拟量输入部分由于须要采集一个溶氧仪所反馈的数据，
40、因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体I/O安排，如下表3-6所示。表3-6模拟依输入地址安揖输入地址输入设备AIWO溶解氧仪3.5.4模拟量输出部分在此限制系统中须要将采集回来的模拟屋进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行限制，进行限制其他设备的运行，如下表3-7所示。-3-7出地址安排输出地址I输出设备AQWO经PID运算输出依据限制系统的功能要求，设计出工业污水处理限制系统的硬件连线图如图3-8所示，此限制面板上的手动限制部分主要在调试系统时运用，调试完成后基本处闲置状态.息停手动方式Pr-I10.1自幼方式I1J七一I2自动启r-103动确认1.1.J10.4手动操：作面板IZ
41、1.却格Hi液位差计120进水泵高位迸水桨低松:日流案高位回流泵假位里一12.61.*21S7-200CPU226+EM223,Q0.01.-J机口动KK2产滞停机启动平滑本次JBaJKX4,QO.1Q0.2QO3CCA嫡稀梅机舄动WU.4QO.5产二分通机月动冷气机工娘总动re7yU.QQ0.7尸一，蹲3机支领启动“水慢扑机后平布况机启动KXIO_八，AQ1.UO1.121.尸二45龙回沈没启SQ1.2匚二用痴心火如；机启动Q1.3-0*木泉修誓Q1.40活丽源泵报修-IRI0UAC220V1.zN.11RS4853Z4MM43OUVM溶解就仪EM235接触器Ki5、K19RAA*A-3.6
42、其他资源配置要完成系统的限制功能除了须要P1.C主机及其扩展模块之外，还须要各种传感器、接触器和变频器等仪器设备。3.6.1接触器选型在限制系统中，全部设备是依据限制面板上的按钮状况或者依据传感器的反保值进行动作的，因此须要P1.C依据当前的工作状况，以及按钮的状况来限制全部设备的启停，在此用到了大量接触器：如格栅机接触器、清污机接触器、潜水泵接触器、分别机接触器、转碟曝气机接触器潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器等“为此该系统选用施耐德1.CI-Do901M5C沟通接触，其额定电压220V,额定电流9A。其特点有：高标准：符合IEC60947-4T和GB14048.4标准。长寿命:机械卷命高达2
43、000万次：电寿命高达200万次。强适应性：“TH”防护处理.可以在湿热的环境中运用。宽电压：线圈限制电压在70%T20%UC之间波动，不影响产品正常工作。强通用性：具有50Hz-60Hz通用线圈，可以全世界通用。模块化：产品本体上可以附加协助触头，通电/断电延时触头，机械闭锁等模块。也可以很便利地组合成可逆接触器、星-三角起动器.3.6.2变频器简介变频渊的功能是将频率固定的(通常为50Hz)的沟通电变换成频率连续可调的三相沟通电源。变频器的输入端接至频率固定的三相沟通电，输出端输出的是频率在肯定范围内连续可调的三相沟通电.变频器主要分为间接变频和干脆变频两大类，而间接变频又依据中间直流环节
44、的主要储能元件的不同可分为电压型和电流型。电压型变频器主回路由相控整流器，中间直流环节和逆变罂三个部分组成。相控整流器将沟通电压盛流为可控的直流电压，经滤波由电容Cd输出直流电压V,逆变器将直流Ud变换成频率可调的沟通电源供应电机进行变频调速。由丁中间直流环节是Q低阻抗输出相当于是恒压源，故称电压型0电流型交-直-交变频罂与电压型变频罂的差别仅在于中间宜流环节中的储能元件用的是电感而不是电容。由于中间直流环节是高R1.抗输IH相当于电流源，故称电流型。3.6.3变频与变压(YVVF)原理当在实际利用变频器调盛电机转速的过程中，当频率f卜降时，定子绕组的反电动势E有所下降，定子电流增大，但是转子
45、fW的负载并未增加，故转子段电源不变，依据电潦平衡方程可知,励磁电流比增大,因而磁通力.增大.小.增加将导致铁芯的饱和，进而引起励磁电流波形的畸变，这是不希里的结果，因此希望M可以保持基本不变。要实现这个目标，只要在变频过程中使变频版输出电压U1.f=const.则磁通明可保持基本不变。因此变频的同时也要变质，常用VVVF表示。VVVE实施的基本方法包括：脉幅调制(PAM)和脉宽调制(IMM)。(1)脉幅调制(PAM)实现方法就是调整频率的同时，也变更直流电压的振幅值.PAM须要同时调整两个部分：整流部分和逆变部分，两者之间还必需满足肯定的关系故限制电路比较困难，因此比较少用。(2)脉宽调制(
46、PMo实现方法就是在每半个周期内，把输出电压的波形分割成若干个脉冲波，每个脉冲的宽度为11,每个脉冲间的间隔宽度为12,则脉冲的占空比T=t1.(t2+t1.)4这时电压的平均值和占空比成正比，所以在调整频率时，不变更直流电压的幅值，而是变更输出电用脉冲的占空比，同样可以实现变嫉也变压的效果。PWM只需限制逆变电路便可实现,与PAM相比电路简化了很多,因此在变频调速中比较常用。3.6.4变频调速的基本原理(1)异步电动机的等效变换3华Ui(4.1)211f1.(sr1.+j)j+2(+xj)2其中：P为旋转磁场的磁极对数，S为转差率。(2)变频调速的原理异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生。异步电动机的定子主磁通是以肯定的转速旋转，旋转磁场实际是一：个交变磔场合成的结果。旋转踩场的转速n,=60fp,其中f是电流频率，P是旋转磁场的磁极对数。产生转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力线。因此转子的转速m必需低于定子磁场的转速m(即所谓的“异步”)o两者之间的差异可由转差率表示，转差率s=(n0-njn。依据01=60(7p可知，当频率f连续可调时，电动机的同步转速n“也连续可调，而异步电机的转子转速n1.,总是比同步转速略低一点，所以当m连续可调时，n,也是连续可调设变频后的频率为f.,电压为U*,电动机的额定相电压和频率为U
