基于PROFIBUS總線的污水處理系統(tǒng)---下位機(PLC)系統(tǒng)設(shè)計.doc

abstract畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：基于profibus總線的污水處理系統(tǒng)-下位機（plc）系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名： 學號： 專業(yè)班級： 學院： 信息與電氣工程學院 設(shè)計起止日期： 題目性質(zhì)一： 實際工程 設(shè)計項目 科學研究 理論研究 其他題目性質(zhì)二：真題 模擬題目 其他 技術(shù)要求及原始數(shù)據(jù)： 針對現(xiàn)有根據(jù)污水處理工藝特點，構(gòu)筑物的分布及整體控制要求，下位機要求使用s7-200系列plc，對整個污水處理系統(tǒng)進行控制。該污水處理控制可滿足用戶對系統(tǒng)安全性、可靠性、可維護性和靈活性的要求。 主要任務(wù)： 學習可編程控制器s7-200的基本編程方法和原理、網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)現(xiàn)場總線 技術(shù)的有關(guān)知識，確定下位機污水處理整個系統(tǒng)的控制方案，根據(jù)生產(chǎn)工藝過程，編制plc的控制程序；與外圍設(shè)備i/o的數(shù)據(jù)交換控制程序；進行系統(tǒng)的傳感器、變送器、繼電器等硬件選型設(shè)計，供電電源的設(shè)計，并設(shè)計與上位機進行通訊的程序和硬件配置；設(shè)計plc的電氣控制線路圖和系統(tǒng)的電氣控制線路圖；繪制相應(yīng)的圖紙（至少一張手工繪制的圖紙）。 學 生 （簽 字）： 系主任（簽字）： 指導教師（簽字）： 院 長 （簽字）： 摘 要現(xiàn)場總線技術(shù)具有數(shù)字化、全分散性、開放性和互操作性等特點，代表了今后工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向，是當前自動控制領(lǐng)域中倍受關(guān)注的技術(shù)之一。本文首先在理論上對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)進行了全面的探討和闡述，并且尤為深入的對profibus現(xiàn)場總線進行了闡述。然后全面的分析了國內(nèi)污水處理行業(yè)的工藝和自動控制需求，從綜合自動化控制系統(tǒng)的完整性、可靠性、開放性及可擴充性幾個方面，比較分析了dcs、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的連接方式，提出了基于profibus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的通信方案。自動控制系統(tǒng)設(shè)置3個現(xiàn)場plc監(jiān)控站和1個中心操作站。下位機系統(tǒng)采用plc，上位機系統(tǒng)采用pc?？紤]到污水處理控制對系統(tǒng)安全性、可靠性、可維護性和靈活性的要求，本系統(tǒng)硬件組成為：現(xiàn)場控制站選擇西門子公司s7-300系列的模塊結(jié)構(gòu)plc，上位機選擇工控機ipc，現(xiàn)場總線產(chǎn)品選擇西門子profibus-dp開放式工業(yè)現(xiàn)場總線。下位機編程采用step-7 v5.0軟件包進行plc軟件設(shè)計。關(guān)鍵詞：污水處理； 氧化溝； plc； profibus； 現(xiàn)場總線abstractthe field bus technology. which is one of the best compelling technologies in the current automatic control domain, possesses the characteristics of digitization, full-decentralizationopenness and interoperability etcand indicates the direction of industrial control network development in futurein this paperfirstly the field bus control system is discussed in theoryand the profibus field bus is elaborated especiallythen the domestic craft of sewage treatment and demand of automatic control are analyzed comprehensivelyfinally the communications project base on profibus field bus-net is proposed through comparing the connected method of dcsfield busindustrial ethemet etc industrial applied network from integrality, reliabilityopenness and extensibility of integrated automatic control systemthe automatic control system establishes 3 scene plc monitoring stations and 1entral operating station. the lower position machine system uses plc, on the position machine system uses pc. considering the sewagetreatment controls the request to the system security, the reliability, the maintainability and the flexible. this systems hardware composition is: the scene control station chooses siemens s7-300 series modular structures plc, on position machine chooses labor controlling machine ipc. the field bus product chooses simens the profibus-dp open style industry field bus. the lower position machine programming adoptes step-7 v5.0 software package to design the plc software. keywords：swage treatment; oxidation ditch; plc; profibus; field bus目 錄目 錄摘要iabstractii1 緒論11.1污水處理的現(xiàn)狀11.2污水處理方法32 plc與現(xiàn)場總線技術(shù)42.1plc簡介42.1.1西門子plc的特點72.1.2西門子plc與profibus現(xiàn)場總線82.2 profibus現(xiàn)場總線82.2.1 profibus-dp的設(shè)備類型102.2.2 profibus-dp的通信協(xié)議113 污水處理流程及其控制設(shè)計123.1污水處理工藝流程123.2污水一級處理(污水預(yù)處理)133.3污水二級處理(生物處理)143.4污水處理工藝介紹183.4.1污水預(yù)處理段193.4.2生物處理段203.4.3污水處理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計214 軟件系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計224.1 plc軟件系統(tǒng)實現(xiàn)功能224.2預(yù)處理段plc軟件系統(tǒng)234.3生物處理段plc軟件系統(tǒng)29結(jié)論34致謝35參考文獻36附錄37附錄a 科技文章摘譯38畢業(yè)設(shè)計說明書1 緒論隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和世界人口數(shù)量的持續(xù)增加，對水的需要量也在不斷增大，但是可用的水資源卻在逐漸萎縮，特別是在城市周邊，可以開發(fā)利用的淡水資源由于污染的原因正急劇減少。為了應(yīng)對水體污染，最近幾年越來越多的城市污水處理廠、城市垃圾無害化處理廠正在如火如荼的建設(shè)、投運。為了提高污水處理效率和降低運行成本，將自動控制新技術(shù)引入污水處理廠，提高其自動化水平是非常關(guān)鍵的。應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)、plc、控制儀表、執(zhí)行裝置、上位機監(jiān)控設(shè)備等可以組成一個高效、實時、可靠的網(wǎng)絡(luò)化全集成自動化系統(tǒng)。由于現(xiàn)場總線多項先進性，注定了這套系統(tǒng)有較好的維護性和實施性。將其應(yīng)用于污水處理廠的自動控制系統(tǒng)，將帶來良好的社會效益和可觀的經(jīng)濟效益。1.1污水處理的現(xiàn)狀水資源是指可以直接被人類利用、能不斷更新的天然淡水，主要是陸地上的地表水和地下水的淺層部分。全球水的總儲量是比較巨大的，約為1386*10km。，但是可供人類使用的淡水資源只占到25，其中絕大多數(shù)分布在高原冰川、兩極冰蓋、冰凍地帶以及750m以下的地層深處，方便取用的河水、湖水以及淺層地下水只占全球總儲量的026。在全球淡水資源的分布也是非常不均衡的，65以上的淡水集中分布在910個國家，如美國、哥倫比亞和加拿大等。占世界人口總數(shù)量的40以上的80多個國家為水資源缺乏國家，有近30個國家為嚴重缺水國家。我國水資源的現(xiàn)狀可以用這樣的一句話來形容：“局部有所改善，整體仍在惡化”。水資源的短缺與粗放低效利用的狀態(tài)并存，水資源及其安全性已經(jīng)成為中國社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，是國家安全的重要支持因素之一。我國的污水處理開始于上世紀七十年代。那時已經(jīng)開始利用廢棄的河道、沼澤以及城市周邊洼地構(gòu)筑成穩(wěn)定塘，對生活污水和工業(yè)廢水進行簡單的處理。據(jù)當時的文獻資料介紹，這樣的穩(wěn)定塘共計38座，日處理生活污水173萬噸。八十年代，國家政策開始向環(huán)保傾斜，推動了一大批城市污水處理設(shè)施的興建，我國第一座大型的城市污水處理廠日處理26萬噸的天津紀莊子污水處理廠也于1984年4月投入運行?！鞍宋濉逼陂g，隨著城市環(huán)境綜合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城市污水處理設(shè)施的建設(shè)經(jīng)歷了一個發(fā)展高潮時期?！熬盼濉逼陂g，我同正式啟動對“河”(淮河、海河和遼河)、“湖”(太湖、巢湖、滇池)流域和“環(huán)渤?！钡貐^(qū)的水污染治理，國家給予相應(yīng)資金和技術(shù)上的支持。據(jù)統(tǒng)計，到2000年底，全同已建設(shè)城市污水處理廠427座，其中二級處理廠282座，二級處理率約為15。由此可見，我國的污水處理現(xiàn)狀并不理想，城市污水處理率還很低。2002年之后，國家大力扶持污水處理廠的建設(shè)，特別是山西、河北、河南、陜西等中西部地區(qū)，每年都有數(shù)十座污水處理廠開工建設(shè)。拿山東省為例，截至2007年底，絕大多數(shù)縣級以上城市都擁有了正常運行的污水處理廠，有的城市還建成了中水廠并已投運。我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后而面對我國日益嚴重的環(huán)境污染，國家正加大力度來進行污水的治理而解決城市污水污染的根本措施是建設(shè)以生物處理為主體工藝的二級城市污水處理廠，但是，建設(shè)大批的二級城市污水處理廠需要大量的投資和高額運行費，這對我國來說是一個沉重的負擔。目前我國的污水處理廠建設(shè)工作，則因為資金的缺乏很難開展，部分已建成的污水處理廠由于運行費用高昂或者缺乏專業(yè)的運行管理人員等原因而一直不能正常運行，因此我國的城市污水處理發(fā)展趨勢應(yīng)該圍繞以下兩個方面：第一，未來的城市污水處理必須是高自動化、高可靠性的?，F(xiàn)代污水處理廠采用計算機控制日益普遍。應(yīng)用計算機控制技術(shù)可以實現(xiàn)污水處理工藝的半自動、全自動監(jiān)控，提高污水處理廠的技術(shù)管理水平，合理使用和配置處理設(shè)施，具有非常現(xiàn)實的意義。采用計算機技術(shù)，跟蹤經(jīng)常變化的水處理情況，檢測不同時間的水質(zhì)指標數(shù)據(jù)，在計算機上顯示出來，對這些數(shù)據(jù)做累計、求平均、求極值等運算，并可以永久記錄下來，以備在需要的時候查閱。對數(shù)據(jù)分析趨勢走向，隨時調(diào)整各設(shè)備及工藝過程參數(shù)，使其達到優(yōu)化狀態(tài)，經(jīng)濟運行，節(jié)約能耗。采用計算機代替人工操作，減少事故，保證安全，降低勞動強度，節(jié)約人力，甚至以完成許多人工難以完成的任務(wù)，提高生產(chǎn)的可靠性。歐美國家一些城市污水處理廠己經(jīng)用計算機進行數(shù)據(jù)記錄和運行過程控制，甚至實現(xiàn)全自動化無人值守控制模式。在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺現(xiàn)場計算機，對整個水處理過程實行多環(huán)路控制，其中包括預(yù)處理、一次沉淀、生物處理、二次沉淀、化學藥劑投放、輸送泵房等。設(shè)在中心控制室內(nèi)的計算機主機從各個現(xiàn)場計算機中收集數(shù)據(jù)，并提供圖表顯示、曲線、各個設(shè)備動作記錄、設(shè)備故障報警等。在電子自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，每一個自動控制過程都可切換成手動控制。國內(nèi)有些城市污水處理廠引進全部或局部計算機控制，取得了一定的經(jīng)驗。所以計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用，高自動化水平和高可靠性是我國污水處理行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。第二，未來的城市污水處理必須滿足“三低一高”條件：即基建投資低、運行成本低、管理要求低、處理效率高。大力發(fā)展小城鎮(zhèn)是我國城市化過程的必由之路是具有中國特色的城市化道路的戰(zhàn)略性選擇。而對于小城鎮(zhèn)的污水處理又面臨一系列的問題：小城鎮(zhèn)污水的特點不同于大城市，小城鎮(zhèn)資金短缺；運行管理人員缺乏；技術(shù)力量薄弱等。因此小城鎮(zhèn)的污水處理廠應(yīng)該是基建投資低、運行成本低、運行管理相對容易，處理效率高的工藝。對高效率、低投入、低運行成本、成熟可靠的污水處理工藝的研究是今后的一個重點研究方向。1.2污水處理方法生物法是利用水中微生物的新陳代謝功能，并采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量增殖，從而使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機物被降解，并轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定，無害的物質(zhì)，使廢水得以凈化。如活性污泥法、生物膜法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等均屬于生物法。城市污水中的污染物質(zhì)多種多樣，不可能只用一種方法就把所有的污染物去除殆盡。一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng)進行處理，才能達到要求處理的程度。污水處理流程的組合，一般遵循先易后難、先簡后繁的規(guī)律，即首先去除大塊垃圾和漂浮物質(zhì)，然后再依次去除懸浮固體、膠體物質(zhì)及溶解性物質(zhì)。也就是先使用物理法，然后再使用化學法和生物處理法。對于城市污水，采用哪種污水處理工藝，要根據(jù)污水的處理程度，而處理程度則主要取決于受納水體的污水排放標準或處理后污水的出路。根據(jù)對污水的不同凈化要求，城市污水處理系統(tǒng)可分為一級處理、二級處理、三級處理。一級處理的內(nèi)容是去除污水中漂浮物和部分大的懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，調(diào)節(jié)ph值，減輕污水的腐化程度和后續(xù)處理工藝的負荷。用這種處理流程建立的污水處理廠稱為一級處理廠。物理法中的大部分方法（如機械過濾、過篩、沉淀、氣浮等）和部分化學方法（如中和等）只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理后的污水，有機物的去除率僅有30%左右，一般達不到污水排放標準，還必須進行二級和三級處理。因此，相對于二級處理來說，一級處理又屬于預(yù)處理。二級處理的主要任務(wù)是大幅度地去除污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物質(zhì)。根據(jù)有機污染物質(zhì)的去除率，二級處理工藝可分為兩類：一類是有機物去除率為75-90%左右（包括一級處理），已處理水的有機物含量為60mg/l左右，稱為不完全二級處理；另一類有機物去除率達到85-95%（包括一級處理），已處理水的有機物含量為20mg/l左右，稱為完全二級處理，生物處理法是二級處理的主體工藝。三級處理的目的在于進一步去除二級處理所未能去除的污染物質(zhì)，其中包括殘余的懸浮物及膠體、殘余的溶解性有機物、無機鹽類（如氮、磷、重金屬等）及色素、細菌與病毒等。三級處理所使用的方法是多種多樣的，通常分為前述的物理法、化學法和生物法三類，如生物膜過濾、臭氧氧化、混凝沉淀、砂濾、活性炭吸附以及離子交換和電滲析等。近年來發(fā)展了一級強化處理，即在一級處理后投加化學藥劑，對城市污水中的懸浮固體磷和重金屬等有較強的去除率，該處理方式在工程投資、運行費用、占地、能耗等方面比二級處理要節(jié)省。綜上所述，人們對水體污染的控制，初期著眼于預(yù)防傳染病的流行，后來轉(zhuǎn)到對需氧污染物的控制，目前又發(fā)展到防治整個水體的污染、富營養(yǎng)化以及重視污水的凈化回用問題。在城市污水處理廠建設(shè)方面，工業(yè)發(fā)達國家正朝著普及化、大型化、合并化、深度化方向發(fā)展。2 plc與現(xiàn)場總線技術(shù)2.1 plc簡介plc英文全名是programmable logic control，即可編程控制器，指一種面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置，包括邏輯運算、順序控制、時序、計數(shù)以及算術(shù)運算等程序。它用一串指令形式存放在存儲器中，然后根據(jù)存儲的控制內(nèi)容，經(jīng)過模擬、數(shù)字等輸入輸出部件，對生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過程進行控制。它具有控制能力強、操作方便靈活、價格便宜、可靠性高等持點。它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，還可方便的構(gòu)成復雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)，是一種適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新型控制器。一套典型的plc通常包括cpu模塊、電源模塊和一些i/o模塊，這些模塊安裝在一塊背板上。有些配置還可能包括一個操作員面板、通信模塊以及一些可選的特殊功能模塊?？删幊炭刂破鞑粌H容易安裝，占用空間小，能源消耗小，大多帶有診斷指示器可以幫助故障診斷，而且可以被重復使用到其他的項目中去?，F(xiàn)在，盡管plc的功能、數(shù)據(jù)處理能力己經(jīng)獲得了很大的提高，但plc一直保持了最初設(shè)計的原則，那就是簡單之上的原則。 plc是60年代末，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的日益提高及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，而發(fā)展起來的，并在通用汽車公司的汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，70年代中期出現(xiàn)了微處理器和微型計算機了，這使得可編程序控制器實現(xiàn)更大規(guī)模的集成化，從而使之工作更為可靠，更適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，功能也大大加強了。隨著成本的大幅度下降，這種控制器逐漸進入了實用階段，我國于1974年開始研制，1977年開始工業(yè)應(yīng)用。1985年1月，國際電工委員會(iec)在頒布程序控制器標準草案第二稿時，將其進一步定義為：“可編程序控制器(plc)是一種數(shù)字運算操作的電子控制系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存貯器，在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)及算術(shù)運算等操作的指令。并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口來控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程”。 按照i/o數(shù)分類：plc的輸入、輸出點數(shù)表明plc可以從外部接收多少個輸入量和向外部輸出多少個輸出量。i/o點數(shù)(總數(shù))在256點以下的稱為小型機，一般只有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位等功能，適用于開關(guān)量的控制。i/o點數(shù)在256點至1024點之間的，稱為中型機，它除了具備邏輯運算功能，還增加了模擬量處理、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通訊等功能，可完成既有開關(guān)量、又有模擬量的復雜控制。i/o點數(shù)在1024點以上的稱為大型機，其功能更加完善，具有數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通訊、監(jiān)視、記錄、打印等功能，可以進行中斷控制、智能控制、遠程控制等，可用于大規(guī)模的過程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)或整個工廠的集散系統(tǒng)。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀分類：從結(jié)構(gòu)和形狀上看，plc可分為整體式和模塊式兩種。一般的小型機多為整體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的plc，其電源、cpu、i/o部件等都集中配置在一起，有的甚至全部裝在一塊印刷電路扳上，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價格低、容易裝配在工業(yè)控制設(shè)備的內(nèi)部，比較適合于生產(chǎn)設(shè)備的單機控制。整體式plc的缺點是主機的i/o點數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也不方便。模塊式結(jié)構(gòu)的plc各部分以單獨的模塊分開設(shè)置，如電源模塊、cpu模塊、輸入模塊、輸出模塊等。這種plc通常由機架底板聯(lián)結(jié)各模塊(也有的plc為串行聯(lián)接，沒有底板)，底板上有若干插座，使用時，各種模塊直接插入機架底板即可。這種結(jié)構(gòu)的plc配置靈活、裝配方便、易于擴展，可根據(jù)控制要求靈活配置各種模塊，構(gòu)成功能不同的各種控制系統(tǒng)。一般大中型plc均采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式plc的缺點是結(jié)構(gòu)較復雜，各種插件比較多，造價也比較高。 plc的特點雖然plc的種類不同，規(guī)模不同，生產(chǎn)廠家也不一致，但是它們卻有很多共同的特點：程序編制簡單：plc一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言及面向工業(yè)控制的簡單指令編制程序，非常形象直觀。對于小型plc而言，幾乎不需要任何專門的計算機知識，只需要擁有簡單的電路或者邏輯知識即可，特別適合現(xiàn)場工程技術(shù)人員使用?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強雖然plc種類繁多，但由于其產(chǎn)品的系列化和模塊化，且軟件包齊全，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同的控制系統(tǒng)。用戶在硬件設(shè)計方面，只需確定plc的硬件配置和i/o的外部接線，不需要諸如繼電器之類的固體電子器件和大量繁雜的硬接線電路。當控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時，只要改變存貯器中的控制程序即可。plc的輸入、輸出可直接與交流220v、直流24v等強電連，并有較強的負載能力?？垢蓴_能力強、可靠性高plc是專為工業(yè)控制設(shè)計的，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。在plc的設(shè)計和制造過程中，采取了多層次抗干擾及精選元器件等措施，使plc的平均無故障時間通常在20000小時以上，這是一般的其它電氣設(shè)備做不到的。絕大多數(shù)用戶都將可靠性作為選取控制裝置的首要條件。因此plc在硬件和軟件方面均采取了一系列的抗干擾措施。在硬件方面，plc采取的抗干擾措施主要是隔離和濾波技術(shù)。plc的輸入和輸出電路一般都用光電耦合器傳遞信號，使cpu與外部電路完全切斷電的聯(lián)系，有效地抑制外部干擾源對plc的影響。在plc的電源電路和i/o口中，還設(shè)置了多種濾波電路，以抑制高頻干擾信號。在軟件方面，plc置出了故障檢測及自診斷程序，用來檢測系統(tǒng)硬件是否正常。易于操作及維護plc的控制程序可通過其專用的編程器輸入到plc的用戶程序存貯器中。編程器不僅能對plc控制程序進行寫入、讀出、檢測、修改等操作，還能對plc的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，使得plc的操作及維護都很方便。plc還具有很強的自診斷能力，能隨時檢查出自身的故障，并顯示給操作人員，使操作人員能迅速檢查、判斷故障原因。由于plc的故障率很低，并且有完善的診斷和顯示能力，當plc或外部的輸入裝置及執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，如果是plc本身的原因，在維修時只需要更換相應(yīng)的插入式模塊及其它易損件即可，既簡單又方便。設(shè)計、施工、調(diào)試周期短用plc完成一項控制工程時，由于其硬、軟件齊全，設(shè)計和施工可同時進行，由于用軟件編程取代了繼電器硬接線，實現(xiàn)控制功能，使得控制柜的設(shè)計及安裝接線工作大為減少，縮短了施工周期。同時，由于用戶程序大都可以在實驗室模擬調(diào)試，調(diào)好后再將plc控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進行聯(lián)機調(diào)試，使得調(diào)試方便、快速、安全，因此大大縮短了設(shè)計和投運周期。plc的主要功能plc是采用微電子技術(shù)來完成順序控制功能的自動化設(shè)備，可以在現(xiàn)場的輸入信號作用下，按照預(yù)先輸入的程序，控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)按照一定規(guī)律進行動作，其主要功能如下：開關(guān)量控制限時控制計數(shù)控制步進控制數(shù)據(jù)處理模擬量處理通訊及聯(lián)網(wǎng)plc與微機一樣，是以指令程序的形式進行工作的，各種型號的plc一般均以梯形圖語言為主，同時也兼顧一些其它形式的編程語言。梯形圖梯形圖是一種圖形編程語言，是面向控制過程的一種“自然語言”，它延用傳統(tǒng)繼電器的觸點、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，同時也增加了一些繼電器控制系統(tǒng)中沒有的特殊符號，以便擴充plc的控制功能。梯形圖語言比較形象、直觀，對于熟悉繼電器表達方式的電氣技術(shù)人員來說，不需要學習更深的計算機知識，極易被接受，因此在plc編程語言中應(yīng)用最多。指令語句表指令語句就是用助記符來表達plc的各種控制功能，一般與梯形圖形式一一對應(yīng)。它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言通俗易懂，因此也是應(yīng)用很廣泛的一種編程語言。指令語句通常由地址、操作碼和操作數(shù)(器件編號)三部分組成。這種編程語言可使用簡易編程器編程，編程設(shè)備簡單、邏輯緊湊，連接范圍不受限制，但比較抽象，一般與梯形圖語言配合使用，互為補充。目前，大多數(shù)plc都支持指令語句編程。邏輯功能圖這種編程語言基本上沿用了半導體邏輯電路的邏輯方塊圖形式。對于每一種功能都使用一個運算方塊，其運算功能由方塊內(nèi)的符號確定。常用“與”、一或”、“非”等邏輯功能表達控制邏輯。與功能方塊有關(guān)的指令均畫在方塊的左邊，輸出畫在方塊的右邊。采用這種編程語言對于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)的技術(shù)人員來說，是非常方便的。流程圖流程圖編程方式采用畫工藝流程圖的方法編程，只要在每一個工藝方框的輸入和輸出端標上特定的符號即可。對于在工廠中搞工藝的人來說，用這種方法編程，不需要很多的電氣知識，非常簡單。高級語言部分plc支持高級語言編程，類似與c或者pascal語言，這對于那些有著豐富的高級語言編程經(jīng)歷的開發(fā)人員非常的方便。2.1.1西門子plc的特點德國的西門子公司在過程自動化領(lǐng)域有極高的知名度，plc及其相關(guān)設(shè)備的產(chǎn)銷量都很高。據(jù)估算，在2007年該公司的plc相關(guān)產(chǎn)品在國內(nèi)銷量約占同類產(chǎn)品的一半以上。西門子的plc除了具有上述的五個特點之外，還具有如下的特點：產(chǎn)品豐富，涉及面寬首先，西門子公司擁有不同的產(chǎn)品系列，可以適用于不同規(guī)模的應(yīng)用：簡單的logo，可以算得上是最簡單的plc產(chǎn)品，或者說是界定與傳統(tǒng)的繼電器與plc之間的一類，既具有繼電器簡單易用的特點，又具有plc集成度高、功能強、方便快捷的優(yōu)勢；$7-200系列plc，是一種小型plc，適用于對性能要求不高的場合；$3-300系列，是模塊式中小型plc，在一個系統(tǒng)中最多可擴展32個不同的應(yīng)用模塊，可以滿足絕大多數(shù)的應(yīng)用場合，甚至能完成軟冗余：s7400是大型的plc，可以掛接300多個模塊，h系列和hf可以完成硬件冗余，具有極高的處理速度和卓越的通訊性能，可以應(yīng)用與一些特殊要求的領(lǐng)域。其次，西門子公司同樣的產(chǎn)品系列還有不同應(yīng)用條件的產(chǎn)品，可以滿足擴展溫度范圍、防爆、高粉塵、高有毒有害和腐蝕性氣體污染等多種不同的應(yīng)用場合。另外，西門子公司不僅有，傳統(tǒng)的plc，還有多個系列的plc擴展產(chǎn)品：s7系列是傳統(tǒng)意義上的plc，除此之外的m7300400系列，采用與s7300400相同的結(jié)構(gòu)，它可以作為cpu或功能模塊使用，具有at兼容計算機的功能，可以用c，c+或cfc等語言來編程；c7系列由s7300 plc，hmi(人機接口)操作面板、io、通信和過程監(jiān)控系統(tǒng)組成，應(yīng)用于集成化要求較高的場合；最后是winac， 它基于windows和標準的接口(activex，opc)，提供軟件plc或插槽plc。高度的集成化西門子plc的高度集成化，不僅表現(xiàn)在io的集成，還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)模塊的集成和功能的集成方面：上面講到的c7系列便是功能集成的例子，網(wǎng)絡(luò)模塊的集成更是常見，如非常常用的315-2dp、317-2dp。2.1.2西門子plc與profibus現(xiàn)場總線 從profibus現(xiàn)場總線的起源得知，西門子公司是profibus主要的發(fā)起人，那么當profibus成為德國國家標準、歐洲標準之后，我認為西門子公司作為主要的plc生產(chǎn)大廠，一定會推出與之相結(jié)合的plc產(chǎn)品。實踐證明后來的6es73152af03-oabo，6es7 3162ag00一oabo和6es7 316-2aj00一oabo，都是非常經(jīng)典的產(chǎn)品。profibus現(xiàn)場總線發(fā)展到今天，西門子相關(guān)的產(chǎn)品更是層出不窮，除了多款緊湊型的simatic plc，還有simatic winac控制器、 支持主站功能的通訊處理器、iepb鏈路模塊、et 200set 200x的主站模塊、et200系列分布式io總線部件一總線連接器、中繼器、耦合器、鏈路、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接器一串行通信、以太網(wǎng)、asi等。所以我認為，要選擇profibus，一定要選擇simenes的plc。2.2 profibus現(xiàn)場總線profibus以其技術(shù)成熟、協(xié)議開放、性能穩(wěn)定，實現(xiàn)低廉等特點贏得了廣大的用戶，以下就profibus現(xiàn)場總線作詳細介紹。profibus是德國國家標準din19245，同時又是歐洲標準en50170，符合國際標準iec 61158-2，是世界范圍的標準。它采用了osi模型的物理層，數(shù)據(jù)鏈路層。外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸采用dp型，而作為用戶接口，在fms型中采用了應(yīng)用層。圖2-1為profibus通信模型與iso/osi模型的對應(yīng)關(guān)系。圖2-1 profibus與iso/osi模型對應(yīng)關(guān)系rofibus的數(shù)據(jù)鏈路層采用混合介質(zhì)存取方式，即在profibus網(wǎng)絡(luò)中有主動站和從動站兩種總線節(jié)點，在主動站間按令牌方式下作，主動站和從動站間按從方式工作。令牌控制主站浮動由主動站組成邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動。只有獲得令牌的主動站才有訪問網(wǎng)絡(luò)的權(quán)利，并獲得批準的令牌持有時間，成為主站。這就是所謂的令牌控制主站浮動的含義。主從間按優(yōu)先級調(diào)度通信任務(wù)有兩類：一類為主動站隨機提出的通信要求，帶有優(yōu)先級選擇，采用非周期發(fā)送請求方式傳輸數(shù)據(jù)。另一類為用戶預(yù)先在主動站中輸入的輪詢表中的任務(wù)，定義了獲得令牌后所有應(yīng)當輪詢的從動站及某些主動站，一律按低優(yōu)先級任務(wù)調(diào)度，采用周期發(fā)送請求方式進行數(shù)據(jù)傳輸。一旦一個主動站獲得了令牌，就成了一段時間內(nèi)全網(wǎng)唯一的主站。在這段時間內(nèi)，它按主從方式控制與管理全網(wǎng)，按優(yōu)先級完成通信任務(wù)。主要完成邏輯環(huán)維護、向高優(yōu)先級任務(wù)提供服務(wù)、向低優(yōu)先級任務(wù)提供服務(wù)三個工作。高優(yōu)先級任務(wù)總會得到服務(wù)，即使超過了令牌持有時間，也應(yīng)把高優(yōu)先級任務(wù)處理掉。在高優(yōu)先級的任務(wù)處理完之后，再根據(jù)令牌持有時間剩余情況對低優(yōu)先級任務(wù)進行調(diào)度。當處理完高優(yōu)先級任務(wù)之后，如果剩有令牌持有時間，則先處理上次獲得令牌時未來得及處理的低優(yōu)先級非周期發(fā)送睛求任務(wù)，再執(zhí)行輪詢表規(guī)定的任務(wù)（周期發(fā)送請求任務(wù)），然后執(zhí)行本次低優(yōu)先級非周期發(fā)送/請求任務(wù)。若整個輪詢表任務(wù)執(zhí)行完將超過令牌持有時間，則對輪詢表分段處理。profibus-dp/pa可采用多種傳輸方式（電氣數(shù)據(jù)傳輸、光纜數(shù)據(jù)傳輸、無線數(shù)據(jù)傳輸）及其自由組合，可覆蓋整個應(yīng)用范圍。電氣數(shù)據(jù)傳輸：通過標準圓形截面、帶pe或pur護套、防鹵化設(shè)計的屏蔽雙絞線電纜、地下電纜、拖曳電纜或?qū)Ｓ糜诜辣瑓^(qū)域的特殊電纜傳輸數(shù)據(jù)。電氣網(wǎng)絡(luò)可配置成總線或樹形拓撲結(jié)構(gòu)。電氣接口標準為rs- 485?，F(xiàn)代化企業(yè)的自動控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)應(yīng)是一個三級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由現(xiàn)場設(shè)備控制層、車間監(jiān)控層和工廠管理層構(gòu)成。現(xiàn)場設(shè)備控制層由profibus-dp/pa構(gòu)成，傳感器、驅(qū)動器、傳動裝置和開關(guān)設(shè)備等全部設(shè)備都接到現(xiàn)場總線，具有現(xiàn)場總線接口的控制器實現(xiàn)對所有設(shè)備的單機或連鎖控制。車間監(jiān)控層由profibus-fms構(gòu)成，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的人機對話，車間監(jiān)控計算機完成設(shè)備監(jiān)控和生產(chǎn)管理，如設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定故障報警、生產(chǎn)調(diào)度和統(tǒng)計等。工廠管理層由局域網(wǎng)構(gòu)成，負責處理全廠的綜合信息，如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理和調(diào)度命令等。profibus現(xiàn)場總線的構(gòu)成profibus存取協(xié)議可構(gòu)成三種系統(tǒng)：純主從系統(tǒng)；純主主系統(tǒng)混合系統(tǒng)。它們由一級主站、二級主站和從站組成，提高了系統(tǒng)組態(tài)的靈活性。一級主站中央控制器，在預(yù)定的信息周期中與分散的從站交換信息，完成總線通信的控制和管理任務(wù)，通常為plc或pc機。二級主站操作員工作站、編程器和操作面板等，完成各站點的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置和故障診斷等操作。從站傳感器、執(zhí)行部件、信息采集和發(fā)送設(shè)備等所有現(xiàn)場設(shè)備。多主站系統(tǒng)的主站之間按地址編號順序，沿上行方向傳送令牌，得到令牌的主站在規(guī)定的時間內(nèi)擁有總線控制權(quán)，主從之間按主一從方式傳送信息。profibus現(xiàn)場總線的配置形式profibus現(xiàn)場總線的配置根據(jù)實際應(yīng)用要求確定。單主系統(tǒng)。plc或控制器做一級主站，不設(shè)監(jiān)控站，或者pc機加上profibus網(wǎng)卡做一級主站兼監(jiān)控站。多主系統(tǒng)。plc或控制器做一級主站，pc機做監(jiān)控站，pc機可經(jīng)網(wǎng)卡直接與profibus總線連接或經(jīng)串行口由rs-232/485與plc連接。2.2.1 profibus-dp的設(shè)備類型profibus-dp是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速低成本通信連接，它的設(shè)計是專為自動控制系統(tǒng)與在設(shè)備級分散的i/o之間進行通信使用。它具有以下顯著優(yōu)點：采用數(shù)字化通訊，穩(wěn)定、可靠；實現(xiàn)省配線化；傳輸精度高；高層的信息傳輸；功能分散、危險分散；互換性、可操作性好。profibus-dp的主要應(yīng)用區(qū)域在現(xiàn)場層，響應(yīng)時間從幾百s到幾ms，它具有廣闊的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量為每個報文多達244 bit，因而能用于大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域。它不需要改變硬件就能有低速和高速的傳輸速度。profibus-dp協(xié)議結(jié)構(gòu)第一層（物理層）使用兩種傳輸技術(shù)：eiars-485和光纖。第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）使用了令牌總線和主一從方式的混合介質(zhì)存取控制方式。第七層（應(yīng)用層）是用戶接口，規(guī)定了用戶、系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，定義了dp的功能、行規(guī)及擴展功能。根據(jù)實際設(shè)計需要，本系統(tǒng)采用profibus-dp。每個profibus-dp系統(tǒng)包括以下三種不同類型的設(shè)備：dp主站類型1：它是profibus-dp應(yīng)用的中心部件，在一個規(guī)定的、重復的信息周期內(nèi)，中央控制器或pc機與分布式從站（dp從站）交換信息。非循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與循環(huán)的測量值相比不是經(jīng)常變動的，因此這種數(shù)據(jù)與快速循環(huán)的有用數(shù)據(jù)一起傳輸，但它以較低的優(yōu)先級傳輸。主站中的中斷確認保證由dp從站來的中斷可靠傳輸。dp主站類型2：這種類型的設(shè)備（如編程器、組態(tài)設(shè)備或操作設(shè)備）用于dp系統(tǒng)的啟動、組態(tài)或用于正常運行過程（如診斷）中的系統(tǒng)操作。此類型的主站可以讀取由設(shè)備來的輸入、輸出、診斷和組態(tài)數(shù)據(jù)。dp從站：一個dp從站是一個i/o設(shè)備，它讀取輸入信息并向i/o提供輸出信息，輸入和輸出信息數(shù)取決于設(shè)備類型，最大為244字節(jié)。2.2.2 profibus-dp的通信協(xié)議profibus-dp現(xiàn)場總線采用了osi模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層。其傳輸速率為9.6kbps12mbps，最大傳輸距離在12mbps時為100m，在1.5mbps時為400m，可用中斷器延長到10km。其傳輸介質(zhì)既可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個站點。profibus-dp物理層與iso/osi參考模型的第一層相同，采用eia-rs485協(xié)議，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率的不同，可選用雙絞線和光纖兩種傳輸介質(zhì)。profibus-dp數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議媒體訪問控制（mal）部分采用受控訪問的令牌總線（token bus）和主從方式。令牌總線與局域網(wǎng)ieee8024協(xié)議一致，令牌在總線上的各主站間傳遞，持有令牌的主站獲得總線控制權(quán)，該主站依照關(guān)系表與從站或與其它主站進行通信。主從方式的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議與局域網(wǎng)標準不同，它符合hdlc中的非平衡正常響應(yīng)模式（nrm）。該模式的工作特點是：總線上一個主站控制著多個從站，主站與每一個從站建立一條邏輯鏈路；主站發(fā)出命令，從站給出響應(yīng)；從站可以連續(xù)發(fā)送多個幀，直到無信息發(fā)送、達到發(fā)送數(shù)量或被主站停止為止。數(shù)據(jù)鏈數(shù)中幀的傳輸過程分為三個階段：數(shù)據(jù)鏈路建立、幀傳輸和鏈路釋放。綜上所述可知，profibus-dp的實時性遠高于其它局域網(wǎng)，因而特別適用于工業(yè)現(xiàn)場。經(jīng)過綜合比較前面幾種網(wǎng)絡(luò)，并考慮到廢水處理廠實際應(yīng)用需要，選擇了profibus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)作為上位機（ipc）和下位機（plc）之間的通信網(wǎng)絡(luò)。同時，因為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)對現(xiàn)場自動化設(shè)備的要求較高，而現(xiàn)階段由系列智能節(jié)點構(gòu)成統(tǒng)一的現(xiàn)場總線系統(tǒng)價格昂貴且難以實現(xiàn)。3 污水處理流程及其控制設(shè)計3.1污水處理工藝流程污水處理就是利用各種不同的方法，將污水中所含的污染物質(zhì)分離或者將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而使污水得到凈化的過程。污水處理的方法很多，按照凈化程度，分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理主要是采取物理的方法，去除懸浮物和部分有機物，但水質(zhì)還不能達到標準，需要進行二級處理。二級處理是在一級處理的基礎(chǔ)上，進一步采用生物法或化學法或物化法去除水中的膠體及溶解性物質(zhì)，對有機物的去除可達80-90，水質(zhì)已經(jīng)大幅改善，一般均可以達標排放，但對某些難降解的有機物如氮、磷以及重金屬等還不能有效的去除。三級處理是為了進一步去除難以降解的物質(zhì)和氮、磷，控制水體的富營養(yǎng)化，在一二級處理的基礎(chǔ)上，進一步采取活性炭、離子交換、電滲析、臭氧氧化等方法進行的凈化處理。污水處理是一項系統(tǒng)工程，一般不可能采取單一的方法達到要求，都是采用幾種方法組合成為一套工藝流程才能達標。至于采用什么樣的方法，組合成一個什么樣的工藝流程，則需要根據(jù)污水的水質(zhì)、流量、污水中的污染物種類、可回收利用的價值、處理后的排向、處理程度等多項指標，經(jīng)過復雜的技術(shù)經(jīng)濟分析比較后才能確定。污水處理是系統(tǒng)工程的組合，一般是遵循先易后難、先簡后繁的規(guī)律。即首先去除大塊的雜物，然后再依次去除懸浮固體、膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)。先采用物理方法，然后再使用化學方法和生物法。典型的一、二、三級處理工藝流程圖見圖3-l、圖3-2和圖3-3：在一般的城市污水的三級處理體制中，一級是預(yù)處理，二級是主體，三級是精制。在各種處理方法中，目前生物處理方法仍是整個城市污水處理的主流。這是因為，從整個城市污水處理的發(fā)展來看，一級處理技術(shù)最老，已經(jīng)相對定型，三級處理雖然處于發(fā)展階段，但是所用的技術(shù)費用較高，只有生物法這一部分，近百年來始終發(fā)展變化不止，至今仍方興未艾。3.2污水一級處理(污水預(yù)處理) 污水一級處理，一般可以分為：調(diào)節(jié)段、格柵段，除砂段和初沉段，某些工藝中還包括撇油、撈毛等特殊處理段，此處不再細述。調(diào)節(jié)段調(diào)節(jié)段由一個或者數(shù)個調(diào)節(jié)池組成，用于均衡調(diào)節(jié)污水水量和水質(zhì)。另外，調(diào)節(jié)池還可以起到臨時儲存事故排水的作用。格柵段格柵段一般由數(shù)套格柵機組成，在一些特殊情況下，還包括有篩網(wǎng)。格柵機由一組平行的金屬或者非金屬柵條制成，一般呈60-75度傾斜安裝于污水入口渠道或者提升泵集水池進口處，用來截留大塊的固形物，如草木、樹葉、纖維、毛發(fā)、果皮木屑、菜葉、塑料制品等，防止管道閥門和泵類設(shè)備堵塞損壞。除砂段除砂段一般由沉砂池和砂水分離器組成。從污水中分離出密度較大的砂粒等顆粒的構(gòu)筑物叫做沉砂池，其沉淀特性屬于自由沉淀。在沉淀過程中，顆粒自由沉淀，互不干擾；沉淀圖呈直線；顆粒形狀及大小密度等不會發(fā)生變化。沉砂池一般設(shè)置在虹吸管、泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損和堵塞，減輕沉淀池負荷。初沉段初沉段由一座或者數(shù)座沉淀池組成。沉淀池是利用重力作用將密度比水大的浮物從水中去除的處理構(gòu)筑物，一般位于調(diào)節(jié)池、格柵和沉砂池之后，主要去除以無機物為主體的密度大的固體懸浮物。3.3污水二級處理(生物處理)污水二級處理，包括污水生物處理、沉淀和化學處理三個過程，其中污水的生物處理是核心。沉淀和加藥兩個過程均在為處理后的水體排放做準備。污水的生物處理，就是在利用微生物自身新陳代謝的生理功能的基礎(chǔ)上，采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長繁殖的良好環(huán)境，加速微生物的增殖及其新陳代謝的生理功能，從而使污染物得到降解和去除的一種污水處理方法。污水的生物處理主要是去除污水中溶解的膠體狀態(tài)的有機污染物，可以分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。好氧生物處理應(yīng)用比較廣泛，可適合大多數(shù)的城市污水：厭氧生物處理主要應(yīng)用于高濃度的有機廢水處理和污泥處理。其中好氧生物處理法中的活性污泥法，又是生物處理的核心?！盎钚晕勰唷笔侵笚⒅哂袕姶笊Φ奈⑸锶后w的污泥，這些污泥由于微生物群體的新陳代謝作用，有著降解去除水體中有機污染物的作用?；钚晕勰喾ǖ膶嵸|(zhì)是以存在于污水中的有機物作為培養(yǎng)基，向污水中投加活性菌種并同時供氧曝氣，對各種微生物群體進行混合連續(xù)培養(yǎng)，通過凝聚、吸附、氧化、分解沉淀等過程去除水中的有機污染物。傳統(tǒng)的活性污泥法工藝流程見圖3-4如下：活性污泥法，自1914年在英國的曼徹斯特市開創(chuàng)以來，歷經(jīng)近一個世紀的發(fā)展，衍生出多種運行方式，常見的有：傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、延時曝氣法、漸減曝氣法、深井曝氣法、純氧曝氣法、高負荷活性污泥法、淺層曝氣法等十余種。這些運行方式各自有各自的優(yōu)勢和適應(yīng)范圍，但是也存在一些不足。多年來有關(guān)專家和學者進行了許多改進發(fā)展，在凈化功能方面，改變了傳統(tǒng)的一降解有機物為主要功能的運行模式，在脫氮除磷方面取得顯著成果，提出了缺氧一好氧(a，-0)的脫氮工藝、厭氧一好氧(a：一0)除磷工藝和厭氧一缺氧一好氧(a2-0)的脫氮除磷工藝，另外還提出了間歇式活性污泥法(sbr和改性sbr)、兩級活性污泥法(ab法)和氧化溝法(od)等，將在下節(jié)詳細敘述。sbr污水處理工藝sbr是一種活性污泥法運行方式。普通的活性污泥法是連續(xù)運行的，而sbr污水處理工藝中的活性污泥法是間歇運行的，又稱為間歇式活性污泥法，其工藝流程見圖3-5進水初次沉淀池反應(yīng)池間歇暴氣出水 圖3-5 sbr工藝流程圖該工藝省去了二次沉淀池和調(diào)節(jié)池，曝氣池容積也小于連續(xù)式，基礎(chǔ)建設(shè)費用和運行費用都較低，同時還可以完成脫氮除磷的功能，并且不需要污泥回流。該工藝的工作過程是：在較短的時間內(nèi)把污水加入到反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器充滿水后開始曝氣，污水中的有機物通過生物降解達到排放標準之后停止曝氣并且在沉淀一段時間以后將上層清液排出。這個過程可以概括為：短時間進水曝氣反應(yīng)沉淀排水進入下一個周期。sbr的核心是反應(yīng)池，該池集水質(zhì)均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一體，整個工藝簡潔，運行操作可以通過自動控制裝置完成，管理簡單，投資較省。由于在實際過程中的污水一般都是連續(xù)排放的，在實際運行中的處理系統(tǒng)都是設(shè)置兩個或者多個反應(yīng)器交替運行，因此污水會按照順序依次進入各個反應(yīng)器，各個反應(yīng)器相互協(xié)調(diào)完成污水進化功能，但對每個反應(yīng)器來說是間歇進水和間歇排水。和傳統(tǒng)的污水活性污泥法相比較，sbr工藝只是在生化處理(二級處理)方面有區(qū)別，對于污水預(yù)處理和污泥處理，sbr和傳統(tǒng)的活性污泥法是完全一樣的。