電氣技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用課件

電氣技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用2021/10/10星期日1講座內(nèi)容大綱我國水資源狀況。電氣技術(shù)在凈水處理中應(yīng)用。電氣技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用。水處理行業(yè)面臨的問題。水處理行業(yè)迫切需要解決的控制問題。我們能做些什么。水處理行業(yè)的發(fā)展歷程。2021/10/10星期日2

我國水資源狀況

我國是個干旱缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均僅2200立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，在世界排名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一?？鄢y以利用的洪水徑流和散布在偏遠地區(qū)的地下水資源后，中國現(xiàn)實可利用的水資源量則更少，僅11000億立方米左右，人均僅900立方米，并且分布極不均勻。到20世紀(jì)末，全國600多座城市中，已有400多座城市存在供水不足的問題，其中比較嚴重的缺水城市達到110個，全國缺水總量為60億立方米。生活廢水和工業(yè)廢水的處理比例低，導(dǎo)致80%以上的地表水和地下水被污染。日趨嚴重的水污染不僅降低了水的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾。嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康2021/10/10星期日32021/10/10星期日4政府為解決缺水問題的努力

南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程，旨在緩解中國華北和西北地區(qū)水資源短缺的戰(zhàn)略性工程。我國南澇北旱，南水北調(diào)工程通過跨流域的水資源合理配置，促進南北方經(jīng)濟、社會與人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，分東線、中線、西線三條調(diào)水線。南水北調(diào)東線工程就是從江蘇揚州三江口通過揚州江都水利樞紐提水，通過途徑江蘇、山東、河北三省向華北地區(qū)輸送生產(chǎn)生活用水。中線工程重點解決河南、河北、天津、北京4個省市，沿線20多座大中城市提供生活和生產(chǎn)用水。西線工程是從長江上游調(diào)水至黃河補充黃河水資源不足，解決我國西北地區(qū)干旱缺水，促進黃河治理開發(fā)的重大戰(zhàn)略工程。河南省處于南水北調(diào)中線工程，國家分配我省南水北調(diào)中線一期工程水量指標(biāo)為37.69億立方米,其中刁河引丹灌區(qū)分配水量指標(biāo)為6億立方米?？鄢蠛右す鄥^(qū)分配水量和總干渠輸水損失后,我省受水區(qū)各口門分配水量指標(biāo)共29.94億立方米。2021/10/10星期日5

南水北調(diào)工程示意圖

2021/10/10星期日6政府為解決水污染做的努力近年來增強了法制約束力，加大了處罰力度，違規(guī)行為得到法律制裁，增強民眾的環(huán)保意識。不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)和布局，將主要需水工業(yè)搬遷到水資源較為豐富的地區(qū)，減輕缺水地區(qū)的負擔(dān)。建立水資源保護區(qū)，建立不同類型和不同級別的保護區(qū)的水資源保護區(qū)，整體上解決我國水資源惡化問題。通過綜合防治和開展生態(tài)農(nóng)業(yè)示范工程等措施進行控制農(nóng)業(yè)面源污染。（包括農(nóng)村生活源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖的污染。）加強水資源的規(guī)劃管理，合理制定水資源規(guī)劃。將地表水、地下水和污水資源統(tǒng)一開發(fā)利用。不斷完善城市的污水處理系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)城市污水集中處理。2021/10/10星期日7水處理需求及工藝我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)是指水及水中雜質(zhì)共同表現(xiàn)的綜合特性。水質(zhì)好壞的衡量標(biāo)準(zhǔn)和尺度。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表示水中雜質(zhì)的種類和數(shù)量，它是判斷水質(zhì)能否滿足某種特定要求的具體衡量尺度。同時針對水中存在的具體雜質(zhì)或污染物，提出了相應(yīng)的最低數(shù)量或濃度的限制和要求，即水質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)著重于保障人體健康、保護魚類和其他水生生物資源等。水質(zhì)指標(biāo)的物理指標(biāo)有水溫、嗅與味、顏色和色度、濁度、固體含量和電導(dǎo)率等，化學(xué)指標(biāo)有PH值、酸度和堿度、硬度、總含鹽量和有機污染物綜合指標(biāo)等。面對水源質(zhì)量不高，確保提高自來水的水質(zhì)，是城市供水行業(yè)的重要任務(wù)。凈水廠的生產(chǎn)過程采用自動化技術(shù)，不僅節(jié)省人力，還加強各個環(huán)節(jié)的合理調(diào)度，保證水量、水壓，提高水質(zhì)，節(jié)約動力和投藥量，消滅事故，積累運行資料，提高供水的可靠性和管理水平。2021/10/10星期日82021/10/10星期日9

超濾膜技術(shù)原理如圖

超濾膜過濾原理：2021/10/10星期日102021/10/10星期日11超濾膜凈水工藝拓撲圖2021/10/10星期日122021/10/10星期日13電氣技術(shù)在超濾膜凈水工藝中的應(yīng)用

系統(tǒng)控制對象統(tǒng)計

超濾單元中的設(shè)備包括不同種類的受控設(shè)備和監(jiān)測儀表。超濾膜凈水工藝自動控制系統(tǒng)按照編程的程序?qū)@些受控設(shè)備和檢測儀表進行有序的協(xié)調(diào)控制，以此來實現(xiàn)產(chǎn)水系統(tǒng)和清水系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)。系統(tǒng)的受控設(shè)備主要有：進水泵、網(wǎng)式過濾器、超濾膜反沖洗水泵、超濾膜組器、反洗過濾器、化學(xué)清洗泵、化學(xué)清洗藥罐、化料器、電加熱器、化學(xué)清洗藥罐攪拌機、氫氧化鈉儲藥桶、氫氧化鈉計量泵、次氯酸鈉儲藥桶、次氯酸鈉計量泵、中和池排水泵、氣擦洗空壓機、氣擦洗儲罐、儀表空壓機、冷干機、儲氣罐、過濾器、設(shè)備間的排水泵、進水圓閘門、閘門。系統(tǒng)中的檢測儀表主要有：電磁流量計、熱式氣體流量計、壓力變送器、超聲波液位計、溫度測量儀、PH測試儀、在線溫度計和顆粒計數(shù)儀。2021/10/10星期日14

送水泵房超聲波液位計壓力變送器無線溫度探測器

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沉淀排泥池加藥間

氫氧化鈉儲藏桶過濾器2021/10/10星期日16

系統(tǒng)主要設(shè)備

PLC及其擴展模塊：可編程控制器(PLC)是一種集控制技術(shù)、計算機技術(shù)以及信息通訊技術(shù)等先進科技為一體，以微處理器為核心部分的控制器。它以可靠性強、功耗極低、抗干擾性強、通信連網(wǎng)能力強大以及便于用戶使用等優(yōu)勢，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域獲得了及其廣泛的應(yīng)用。世界生產(chǎn)PLC的廠家主要包括德國西門子（Siemens）公司、美國通用電氣（GE）公司、日本歐姆龍（OMRON）公司和三菱公司、法國施耐德（Schneider）。西門子PLC與其他制造商的PLC產(chǎn)品相比較，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加緊湊、價格更加便宜、性價比更加優(yōu)越、指令系統(tǒng)更加強大及功能模塊更加豐富，這些優(yōu)勢使得它能夠完成更加復(fù)雜工藝系統(tǒng)的設(shè)計，并占據(jù)了我國大部分市場份額。同時，其產(chǎn)品研發(fā)也完全與當(dāng)今世界工業(yè)自動化領(lǐng)域中先進的現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展方向保持一致。2021/10/10星期日17

西門子S7—300PLC西門子S7—300PLC

西門子S7—300PLC配置的接口模塊包括IM360、IM361和IM365，其中接口模塊IM360通常作為S7—300PLC系統(tǒng)中的中央機架的IM模塊，而接口模塊IM361通常系統(tǒng)中擴展機架的IM模塊，其數(shù)據(jù)信號利用通信電纜在IM360和IM361之間互相傳送，不同機架上的IM361也可以進行數(shù)據(jù)傳送。接口模塊IM365只能擴展一個機架。右圖為西門子S7—300PLC：

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人機接口（HMI）

人機接口（HMI）

人機接口（HMI）又稱人機界面，它主要實現(xiàn)了控制系統(tǒng)信息與人類之間的信息交換的功能，并且可以完成工業(yè)現(xiàn)場各種設(shè)備儀表的工作狀態(tài)參數(shù)的顯示與記錄，以及及時就地處理由于設(shè)備故障或其他原因?qū)е碌南到y(tǒng)非正常工作的狀況。HMI系統(tǒng)具備以下幾方面的基本功能：（1）實時將系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料顯示在屏幕上；（2）自動完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料的記錄與儲存；（3）工作人員能夠利用屏幕對應(yīng)圖形操作直接控制現(xiàn)場設(shè)備；（4）自動將數(shù)據(jù)資料生成報表形式并能夠直接打?。唬?）歷史數(shù)據(jù)資料的趨勢顯示；（6）自動進行故障報警以及記錄故障信息。

2021/10/10星期日20目前市場上存在的HMI產(chǎn)品有德國西門子公司生產(chǎn)的TP/MP系列HMI、美國GE公司生產(chǎn)的Quickpanel系列HMI、法國施耐德生產(chǎn)的Maglis系列HMI，還有世界上專門生產(chǎn)HMI產(chǎn)品的公司主要產(chǎn)品有E—View和PRO—Face等。西門子公司生產(chǎn)的TP/MP系列HMI產(chǎn)品安裝了功能十分強大的畫面軟件WinccFlexible,其不但可以擁有圖形畫面與動畫的連接、趨勢曲線與其他曲線的顯示、比較完善的控件系統(tǒng)和報表系統(tǒng)以及報警與事件系統(tǒng)等設(shè)計功能，而且是與西門子PLC完成硬件設(shè)備配置的最優(yōu)產(chǎn)品。右圖為西門子公司的HMI產(chǎn)品：2021/10/10星期日212021/10/10星期日22

進水泵控制電路圖

進水泵控制電路圖2021/10/10星期日23降壓啟動控制電路圖

降壓啟動控制電路圖2021/10/10星期日242021/10/10星期日25

PLC系統(tǒng)軟件開發(fā)

編程軟件STEP7簡介

STEP7是西門子公司專門為SIMATICPLC編程與組態(tài)而開發(fā)的專業(yè)軟件，主要應(yīng)用于SIMATIC的S7系列、M7系列以及C7系列等PLC產(chǎn)品的程序編程和硬件組態(tài)。STEP軟件具有梯形圖（LAD）、語句表（STL）以及功能塊圖（FBD）。其中梯形圖以圖形表達方式進行程序的編寫，語句表以文本語言形式進行程序的編寫，而功能塊圖是以與布爾代數(shù)類似的邏輯快的圖形形式進行程序的編寫。SIMATIC管理器實現(xiàn)了對工程項目的集中管理，而項目管理作為STEP7軟件中用來管理自動控制系統(tǒng)軟件與硬件的應(yīng)用程序，SIMATIC管理器可以方便管理且讀寫工程項目中的數(shù)據(jù)。符號編輯器是STEP7用于管理工程項目中所有全局變量的應(yīng)用程序，它具有定義變量的符號、數(shù)據(jù)類型、地址以及注釋等功能，并且工程項目中所有的應(yīng)用程序使用其生成的符號表。2021/10/10星期日26

項目創(chuàng)建

實際的工程項目中的硬件和軟件在STEP7軟件中以工程項目的形式受到管理，而STEP7軟件中的工程項目則由SIMATICManager（管理器）集中管理。新建項目的SIMATIC管理窗口如下圖。2021/10/10星期日27

系統(tǒng)通信

多點接口（MPI）通信適用于小點數(shù)和小范圍的現(xiàn)場級通訊網(wǎng)絡(luò)。MPI通信作為一種要求通信數(shù)據(jù)量和通信速率一般的通訊方式，其主要實現(xiàn)上位機與PLC之間近距離的通信聯(lián)網(wǎng)以及完成PLC的編程等功能。MPI通信的物理層是串行通信RS485，MPI能夠?qū)⒀b有STEP7的軟件的PC機、人機界面、SIMATICS7系列、M7系列、以及C7系列的PLC產(chǎn)品同時連接在一起組成MPI通信網(wǎng)絡(luò)。西門子S7-300PLC產(chǎn)品都集成有MPI接口。MPI通信的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖。2021/10/10星期日282021/10/10星期日29

組態(tài)王的功能

組態(tài)王的功能2021/10/10星期日30組態(tài)王工程管理窗口

進入組態(tài)王軟件中創(chuàng)建工程后，會打開組態(tài)王工程管理器窗口，其組態(tài)王的工程管理器如下圖：2021/10/10星期日31監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試

監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試

在組態(tài)王軟件中進行上位機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的過程中，為了保證圖形畫面中圖素能夠真實且完整的反映工業(yè)現(xiàn)場中實際生產(chǎn)設(shè)備的執(zhí)行，就需要在設(shè)計完這些圖素對象后，在運行系統(tǒng)窗口中對其進行相應(yīng)的簡單調(diào)試，從而以抽象的動畫形式反映現(xiàn)場設(shè)備的實際運行情況。因此，調(diào)試過程在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的過程中占據(jù)極其重要的地位，它旨在實現(xiàn)動態(tài)的圖形畫面能夠準(zhǔn)確顯示實際的生產(chǎn)過程，并且能夠完善監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的漏洞。為了實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的準(zhǔn)確連接和正常通信，其監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試過程分為兩方面內(nèi)容。（1）監(jiān)控系統(tǒng)的脫機調(diào)試過程。（2）監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)PLC的通信調(diào)試過程。2021/10/10星期日32

電氣技術(shù)在凈水處理中的應(yīng)用意義

自動控制與調(diào)度系統(tǒng)功能上實現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝參數(shù)檢測、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控，達到優(yōu)化運行的目的。實現(xiàn)全廠信息管理系統(tǒng)和工業(yè)自動化控制網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一，達到全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)共享和管理信息共享。自動化建設(shè)在水處理過程中的意義：1、可實現(xiàn)中心控制室集中控制，節(jié)約大量人力。2、通過自動化系統(tǒng)自動控制以及全廠合理調(diào)度，工藝參數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)降低電能、藥耗、水耗的目的。3、減低工作人員勞動強度，使水廠生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性得到提高。4、出廠水水質(zhì)達到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。2021/10/10星期日33

電氣技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

常見污水處理控制系統(tǒng)介紹

上個世紀(jì)九十年代以前，國內(nèi)的污水處理廠一般采用手動控制或者小范圍的計算機控制。九十年代中期，隨著計算機技術(shù)的突飛猛進，污水處理廠的自動化程度也在不斷的提高，PLC、工控機等也在新建的污水處理廠中普及開來，特別是最近幾年新建成的污水處理廠一半以上采用了計算機自動控制技術(shù)。隨著自動化水平的不斷提高及其在社會各方面的應(yīng)用越來越廣泛，自動化系統(tǒng)在污水處理這一方面發(fā)揮其強大的優(yōu)勢，下面介紹城市污水處理廠自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，以及網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)在處理廠自動化監(jiān)控的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)處理廠全自動化管理。下圖為污水處理廠的典型工藝的拓撲結(jié)構(gòu)：2021/10/10星期日34

污水處理工藝拓撲圖2021/10/10星期日35污水處理流程及控制設(shè)計

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。污水處理是系統(tǒng)工程的結(jié)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，然后使用化學(xué)方法和生物法。典型的一、二、三級處理工藝流程圖。一級處理工藝流程圖：二級處理工藝流程圖：三級處理工藝流程圖：2021/10/10星期日36

污水預(yù)處理段污水預(yù)處理

污水一級處理，一般分為：調(diào)節(jié)段、格柵段、出砂段和初沉段。（某些工藝中還包括撇油、撈毛等特俗處理段。）1、調(diào)節(jié)段：調(diào)節(jié)段由一個或數(shù)個調(diào)節(jié)池組成，用于衡量調(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。2、格柵段：格柵段一般由數(shù)套格柵機組成。格柵機由一組平行的金屬或非金屬柵條組成，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，用來截留大塊固體物，如草木樹葉纖維、毛發(fā)、果皮木屑、菜葉和塑料等雜物，防止管道閥門和泵類設(shè)備堵塞損壞。3、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沙粒等顆粒的構(gòu)筑物叫沉砂池，其沉淀特性為自由沉淀。沉砂池一般設(shè)置在虹吸管、沉淀池、泵站前，保護水泵和管道免受磨損和堵塞，減輕沉淀池負荷。2021/10/10星期日37

調(diào)節(jié)池格柵段旋流沉砂池除砂機2021/10/10星期日38

污水處理段

污水處理段包括一次分配井、氧化溝、二次分配井、污泥泵房、二次沉淀池、接觸消毒池等，這些是污水二級處理的核心構(gòu)筑物。1、一次分配井：為一圓型構(gòu)筑物，在一次分配井內(nèi)設(shè)置兩套調(diào)節(jié)式手電兩用閘門，每套閘門有一只管道和一套氧化溝相連，打開一次分配井閘門，可以向?qū)?yīng)的氧化溝進水。2、氧化溝：污水通過氧化溝的外溝底部進水管進入氧化溝，經(jīng)過多次循環(huán)后沿外、中、內(nèi)的順序進入內(nèi)溝循環(huán)，最后由內(nèi)溝的出水閘門流至二次分配井。3、接觸消毒池：經(jīng)過處理的清水流入接觸消毒池，接觸消毒池內(nèi)清水和消毒藥劑混合，經(jīng)測量COD、流量后，排出。4、污泥回流泵房：泵房內(nèi)設(shè)置回流污泥泵和剩余污泥泵，還有回流污泥管路和剩余污泥管路上均設(shè)置電磁流量計，用來計量回流量和出泥量。2021/10/10星期日39沉淀池接觸消毒池污泥回流泵房2021/10/10星期日40污泥處理段

在接下來的二級沉淀池中，污泥將從廢水中分離出來，并再次回到生物處理階段。此時，污泥循環(huán)就形成了閉合態(tài)。為平衡污泥量的增長，需要將其從過程中分部分去除。從二級沉淀池中溢出的清潔水隨后流經(jīng)沙石過濾料，有時再流過消毒池，再進入流程末端，如流入附近的河中。剩余的污泥將經(jīng)過化學(xué)處理、機械脫水，然后運送到污泥處置機，或者最后焚燒掉。下圖為污泥的各種處理方式：2021/10/10星期日41污水處理廠的過程控制設(shè)計

1、粗格柵和細格柵的過程控制：兩條格柵柵道前后均設(shè)置一套手電兩用閘門，細格柵的柵前柵后均設(shè)置超聲波液位探測器。2021/10/10星期日42

2、污水提升泵的運行過程控制：污水提升泵房設(shè)置超聲波液位探測器，用液位信號控制控制泵的啟停。2021/10/10星期日43

3、旋流沉砂池除砂系統(tǒng)的過程控制：每套旋流除砂機包括旋流器、鼓風(fēng)機、電磁閥各一臺，當(dāng)有污水泵運行時，砂水分離器和處于主用狀態(tài)的旋流除砂機均啟動運行，即旋流器、鼓風(fēng)機、電池閥、和砂水分離器同時打開。當(dāng)檢測到旋流器、鼓風(fēng)機或電磁閥故障時，程序?qū)收显O(shè)備停機，并產(chǎn)生一條三級報警信息。4、氧化溝曝氣設(shè)備的運行過程控制：氧化溝中曝氣轉(zhuǎn)碟設(shè)備的控制方式是溶解氧濃度控制和時間控制相結(jié)合的控制方式。5、污泥回流和排放部分的過程控制。：污泥回流系統(tǒng)程序主要控制污泥回流泵的運行和停止。6、污泥處理部分的過程控制：空氣壓縮機→傾斜皮帶運輸機→水平皮帶運輸機→污泥濃縮脫水機→清洗水泵→加藥泵→污泥泵。2021/10/10星期日44污水處理廠PROFIBUS現(xiàn)場總線設(shè)計

PROFIBUS（ProcessFieldBus）是德國標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170，也是IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC61158。PROFIBUS可以用于制造自動化、過程自動化，以及交通、電力等領(lǐng)域的自動化，實現(xiàn)現(xiàn)場及的分散控制和車間級或廠級的集中監(jiān)控。PROFIBUS含有三個兼容協(xié)議：PROFIBUS—DP（DecentralizedPeriphery，分散外圍設(shè)備），PROFIBUS—PA（ProcessAutomation，過程自動化），PROFIBUS—FMS（FieldbusMessageSpecification，現(xiàn)場總線報文規(guī)范）。PROFIBUS—DP傳輸速率最高為12Mbit/s，主要用于現(xiàn)場級和裝置級的自動化。PROFIBUS—PA傳輸速率為31.25Kbit/s，主要用于現(xiàn)場級過程自動化，具有本質(zhì)安全和總線供電特性。PROFIBUS—FMS主要用于車間級或廠級監(jiān)控，構(gòu)成控制和管理一體化系統(tǒng)，進行系統(tǒng)信息集成。2021/10/10星期日45污水處理廠自動控制系統(tǒng)設(shè)計

污水處理廠的控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場控制層、集中控制層和遠程監(jiān)控層?，F(xiàn)場控制層包括工藝設(shè)備的現(xiàn)場控制箱、按鈕箱、儀表設(shè)備的探頭、傳感器、變送器和一體執(zhí)行設(shè)備等。現(xiàn)場控制層直接面向工藝設(shè)備和生產(chǎn)過程，是最底層、優(yōu)先級最高的控制層?，F(xiàn)場控制層負責(zé)采集工藝設(shè)備的運行狀態(tài)，儀表的檢測信號一級執(zhí)行器的狀態(tài)，并傳送給集中控制層，然后接收集中控制層的指令，對現(xiàn)場設(shè)備和執(zhí)行裝置進行控制?；谖鏖T子PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，PLC主站位于變配電間，負責(zé)讀取和寫入從站數(shù)據(jù)，并與遠程監(jiān)控層通訊。由PLC做主站，掛接PROFIBUS—DP從站，PROFIBUS—DP從站特點是組態(tài)靈活、速度快、操作簡潔。

2021/10/10星期日46PLC硬件組態(tài)

西門子公司的SIMATIC的Step7是可編程控制器的組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。主要包括：（1）SIMATIC管理器（SIMATICManager)：管理屬于一個自動化項目的所有數(shù)據(jù)。（2）符號編輯器：用于創(chuàng)建和管理所有的全局符號。（3）硬件組態(tài)：對自動化項目的硬件進行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置。（4）硬件診斷：可以對PLC站的各硬件模塊進行在線狀態(tài)診斷，顯示相關(guān)故障信息和狀態(tài)信息。（5）NetPro網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡(luò)連接，，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個通訊設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。2021/10/10星期日47

硬件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)2021/10/10星期日48上位機組態(tài)軟件

上位機利用WinCC作為開發(fā)平臺進行監(jiān)控軟件開發(fā)，主要實現(xiàn)以下幾張功能：（1)工藝流程圖及運行參數(shù)的控制顯示。（2）數(shù)據(jù)查詢。（3）報警功能。（4）報表功能。2021/10/10星期日49

全局圖2021/10/10星期日50格柵系統(tǒng)2021/10/10星期日51水處理綜合廠房2021/10/10星期日52污泥處理系統(tǒng)2021/10/10星期日53我國水處理面臨的主要問題

1、水處理技術(shù)的發(fā)展缺少完整學(xué)科的支持

水處理技術(shù)發(fā)展到今天，作用已十分重要，然而沒有一個完整的學(xué)科支持。一是當(dāng)前水處理技術(shù)與工程的概念和內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了變化，早期給水處理和廢水處理的內(nèi)容已不符合“將水質(zhì)不合格的原料水加工成符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品水”現(xiàn)代水處理概念。二是參與水處理工作的主體力量是早期的給水排水專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)和化工專業(yè)人員。尚沒有能全面掌握給排水和廢（污）水處理技術(shù)真正意義的水處理技術(shù)與工程專業(yè)人員。三是從水處理技術(shù)與工程實踐看，水處理應(yīng)是一門在給排水與廢水處理基礎(chǔ)上的更多地依附于高新科學(xué)技術(shù)，依附于化學(xué)技術(shù)與工程、生物技術(shù)與工程、電子與信息工程和新材料的邊緣學(xué)科。2、缺乏先進水處理技術(shù)支持

我國的水處理技術(shù)發(fā)展緩慢并且相對落后，與歐美發(fā)達國家相比，差距還是比較大的。目前全國城市污水處理率不到40%水處理技術(shù)落后、水處理產(chǎn)業(yè)弱小、研究力量薄弱，導(dǎo)致水的有效利用水平低下。2021/10/10星期日54

3、水源污染嚴重

根據(jù)相關(guān)資料，我國532條河流82%已受到不同程度的污染，流經(jīng)全國42個大中城市的44條河流中93%被污染，其中嚴重污染的占79%。全國97%的大中城市地下水受到嚴重污染。水庫、湖泊由于富營養(yǎng)化藻類滋生而污染嚴重。近年來，隨著農(nóng)藥用量的增加和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展，水體污染由點到面、由干流到支流擴展的趨勢。增大了水處理的難度。

4、供水水質(zhì)要求提高

2001年6月7日，我國頒布了新的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，對于水處理來說其出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有很大的提高。并且國家還在考慮制定水質(zhì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對于經(jīng)濟技術(shù)發(fā)達地區(qū)和城市在保障公共健康的基礎(chǔ)上將提出更高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

5、水資源的綜合利用

水資源的開發(fā)和利用獲得最大經(jīng)濟效益、社會和環(huán)境效益，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對水量和水質(zhì)日益增長的要求，同時維護水資源的水文、生物和化學(xué)等方面的自然功能以及維護和改善生態(tài)環(huán)境的前提下，合理充分利用水資源，使經(jīng)濟建設(shè)和水資源保護同步發(fā)展。2021/10/10星期日55水處理迫切需要解決的控制問題目前應(yīng)用最廣泛的的控制系統(tǒng)是第四代控制系統(tǒng)，即集散控制系統(tǒng)（DCS，DistributedControlSystem），還有就是20世紀(jì)90年代后期，人們在DCS的基礎(chǔ)上開始開發(fā)適用于工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的現(xiàn)場總線和及現(xiàn)場總線儀表的控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS，F(xiàn)ieldbusControlSystem)。DCS的缺點也十分明顯。首先它是一種數(shù)字-模擬混合系統(tǒng)，DCS的現(xiàn)場儀表仍然使用傳統(tǒng)的模擬儀表，以DC4~20mA傳遞信號，其可靠性差，安裝維護成本高；其次互換性差，各制造商的DCS自成標(biāo)準(zhǔn)，不能互換，給用戶在使用和維修上增加困難；三是模擬儀表只具有檢測、變換、補償?shù)裙δ堋CS由于各個國家各個公司的利益之爭，雖然早在1984年國際電工技術(shù)委員會/國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（IEC/ISA）就著手開始制定現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)，至今統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)仍