毕业设计论文—基于PLC的污水处理控制系统设计-精品(5)

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PLC驱动DO备妥DI应答DI故障DICOMK1KA1NKM1FR

图3-3开关量控制图

3.3 回路控制

3.3.1 格栅机液位差控制回路

生活污水中往往含有很多固体悬浮物，如塑料袋、树枝木块等，如果不将它们去除将会对后续的污水处理设备造成损坏。格栅除污机主要作用是去除污水中的大块固体杂物，保护后面的设备和设施不受影响粗格栅间是污水的入口，格栅的投入由手动转为自动。

启动格栅机，栅渣直接收集到格栅机后的运渣小车上，格栅机前后的液位差由超声波液位差计测量，以检验格栅是否堵塞。如液位差超过设定值，则清污机开始连续工作，直至液位差低于预设值。如果液位差继续增加，则触发报警。清污机按照设置时间工作。

当一台除污机故障时，此除污机跳出自动程序，变为手动，并发出报普信号，另一台除污机继续执行自动程序；当全部除污机故障时，粗格栅自动程序停止，被控设备都变为手动并发出相应设备的报警信号，整个格栅的恢复运行不是自动执行，而是由操作员完成。

格栅机液位差控制示意图如图3-4所示：

粗格栅间液位差设定+_开关控制格栅电机格栅机液位差超声波液位差计

图3-4 格栅机液位差回路控制结构图

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3.3.2 溶解氧的回路控制

用于测量污水中溶解氧的含量，溶解氧测量仪是污水处理的最重要的仪表之一，是调节曝气机鼓风量的重要依据。溶解氧的测定一般用薄膜法和碘量法，本次试验选用薄膜电极法。在污水处理过程中，通过曝气机的运行来控制氧化沟中溶解氧的浓度。曝气机的转速大小由电动机的转速调节。溶解氧控制系统的结构框图如图3-5所示。

QSX+e控制器_U变频器电动机V曝气机O2曝气过程DOnDOs检测仪表

图3-5溶解氧控制回路的结构图

图3-5中v表示曝气机转速，Q、S、X分别表示进水流量、氧化沟底物浓度、氧化沟MLSS中浓度；DOst、DOnt分别为水样中实际溶解氧浓度、溶解氧测量值。整个溶解氧控制系统由曝气机转速控制环节、曝气机曝气环节、曝气传质过程和溶解氧检测环节组成。 3.3.3 PH值限的回路控制

在污水处理过程中，PH值是表征水质的重要参数，中和池的PH值控制效果直接影响

到出水水质，为提高控制效果和精度，系统采用PID控制，使出水PH值稳定控制在设定

范围内，保证良好的控制效果。中和池为地上式池。加碱、加酸调PH值，内设机械搅拌系统，有效容积5一。中和池处所需的设备有：搅拌机l台，加药计量泵4台(备用2台)，PH计一套。

PH反调池的PH值控制在8．5～9．5pH之间，当PH值小于9．opH时开启Ca(oH)2计量加药泵，当PH值大于等于9。OpH时C《0H)2计量加药泵停止运行。中和池加碱、加酸调PH值，PH值控制在6．8～7．5pH之间，当PH值大于等于7．5pH时开启H2S04计量泵；当PH值出现异常时，即PH值小于6．8pH时开启NaOH计量泵。监测污水的酸碱度，当污水用过大或过小时都要采取特殊措施，以防活性污泥中的微生物死亡，影响处理效果．选用LP-3000C型pH计，该表解析度0.01pH，精度等级±0.05pH。

为解决酸碱泵会给泵造成很大损坏，提出2个pH值限的PLC自动控制方案。对于废水pH值的PLC自动控制系统，是使用两个pH值限的控制系统.两个pH值限是指pH值上限和pH值下限.当调节池中废水的pH值大于上限时打开酸阀，

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低于上限时关闭酸阀；当调节池中废水的pH值低于下限时打开碱阀，高于下限时关闭碱阀，这样便使设备控制在一定的范围内，不致于因频繁开关而使设备损坏。

PH值限的控制回路结构如下图2-8所示：

PH值限+_控制器酸碱阀调节池PH值PH值计

图2-8 PH值限的控制回路结构图

3.4 设备选型及仪表清单

根据我们对各种仪器仪表的要求，依据型号、规格、数量、及单位和生产厂家都在下列表2中显示，以便使用。

表2 仪表清单 序数单号 名称 型号 规格 量 位 厂家 粗格栅及进水泵房 1 超声波液位差计 2 超声波液位计 3 仪表箱 细格栅旋流沉砂池 1 PH计及温度计 2 超声波液位差计 3 仪表箱 匀质池 1 超声波液位计 2 仪表箱 脱水机房 1 电磁流量计 2 仪表箱 计量井

2 1 3 1 2 3 1 1 2 2 USK532/US-512(2) 0-10m US503 P33AINN/6028P0/MH474B 0-10m 500*400*350 0-14pH,-5~95℃ 瑞普套 三元 瑞普套 三元 套 国产 套 HACH 瑞普套 三元 套 国产 瑞普套 三元 套 国产 瑞普套 三元 套 国产 USK532/US-512(2) 0-10m 500*400* 350 US503 RPMAG62Y-01501111011 0-5m 500*400*350 DN100 500*400*350 洛阳理工学院毕业设计 （论文）

1 超声波流量计 2 仪表箱 氧化沟 1 溶解氧仪 2 污泥浓度计- 3 仪表箱 二沉池 1 泥位计 2 仪表箱 污泥泵站 1 超声波液位计 XLBY-2000 D53A4A1N/5540D0A/MH276R00F TXPRO-2+RD240 OptiQuant SLM US503 0-2000m3/h 500*400*350 0-20mg/l 0-10g/l 500*400*350 0-4m 500*400*350 1 1 6 2 8 2 2 1 1 2 1 1 1 3 瑞普套 三元 套 国产 套 HACH 套 HACH 套 国产 瑞普套 三元 套 国产 瑞普套 三元 瑞普套 三元 套 国产 套 HACH 套 HACH 瑞普套 三元 套 国产 0-10m 0-2000m3/2 超声波流量计 XLBY-2000 h 500*400*3 仪表箱 350 接触池及出水计量井 10-5000m1 在线COD检测仪 CODcr g/l 2-120mg/2 NH3-N测定仪 57386-00/FILTRAX l 0-2000m3/3 超声波流量计 XLBY-2000 h 500*400*4 仪表箱 350

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第4章 污水处理系统硬件选型和设计

4.1 PLC简介

利用可编程序控制器（PLC）组成远程自动监测系统时，首先遇到的是PLC的选型问题。在选用PLC时，除把可靠性、环境适应性放在首位外，还要根据具体应用场合尽量选用合适的可编程序控制器。

关于可编程控制器选型的一般原则可从以下几方面考虑：

1、明确控制对象要求。本系统要求改善信息管理，把PLC与上位微机的通讯能力远程I/O与微机通讯方式和手段作为选择的依据。PLC响应时间的影响因素有：输入信息时，CPU读解用户逻辑网络时间和输出时间。PLC的实时响应性还受到系统中最慢仪器的限制，与上位机的通讯也将增加服务时间。

2、功能选择要根据不同的控制对象确定。具体有：替代继电器、数学运算、数据传递、矩阵功能、高级功能、诊断功能以及串行接口。

3、输入输出模块选择。输入/输出模块是PLC与被控对象之间的接口，模块选择得当否直接影响控制系统的可靠性。

4、存储器类型及其容量选择。小型PLC作为单机小规模控制使用时，由于工艺简单、程序固定，多数使用EPROM或EPROM加RAM。对于中、大规模的PLC，往往用于工艺比较复杂，且多变的场合，程序改变较多，因此一般都使用CMOSRAM存储器，且有后备电池，以便关机时保存存储信息。根据控制规模和应用目的，我们按下列公式进行估算： （1）代替继电器 M＝Km［（10×DI）＋（5×DO）］

（2）模拟量控制 M＝Km［（10×DI）＋（5×DO）＋（100×AI）］ （3）多路采样控制 M＝Km｛［（10×DI）＋（5×DO）＋（100×AI）］＋（1+采样点×0．25）｝

式中DI为数字（开关）量输入信号；DO为数字（开关）量输出集中；AI为模拟量输入信号；Km为每个节点所占存储器字节数；M为存储器容量。

我们还可在编完程序以后精确地计算出存储器实际使用容量。

5、控制系统结构和方式的选择。用PLC构成的控制系统有集中控制、远程I/O控制和分布式控制等三种方式。

6、支持技术条件。在选用PLC时，有无支持技术条件也是重要的选择依据。支持技术条件主要有：编程手段、程序文本处理、程序贮存方式和通讯软件包。通讯软件包往往是和通讯硬件一起使用的，如调制解调器等。

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