《基于plc sbr污水处理实例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于plc sbr污水处理实例（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计实例：小型课程设计实例：小型 SBRSBR 废水处理废水处理 PLCPLC 电气控制系统电气控制系统 一、小型一、小型 SBRSBR 废水处理电气控制系统设计任务书废水处理电气控制系统设计任务书 1 1SBRSBR 废水处理工艺的技术要求废水处理工艺的技术要求 SBR 废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水 进行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节 约水资源的目的。 SBR 废水处理系统方案要充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到 设备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。废水处理过程中环境温度对菌群代谢
2、产生的 作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的影 响。同时，SBR 废水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复杂，采用 先进的 PLC 控制技术可以提高 SBR 废水处理的效率，方便操作和使用。 SBR 废水处理系统分别由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱以及水泵、罗茨风 机、电动阀门和电磁阀等部分组成，在污水处理池、清水池、中水水箱中分别设置液位开 关，用以检测水池与水箱中的水位。SBR 废水处理系统示意图如图 1 所示。纳入污水排空电磁阀空气风机生物菌泥污水处理池水位电极1#清水泵清水池 水位电极2#清水泵中水中水箱上水电磁阀水位电极电
3、动阀图 1 SBR 废水处理系统示意图 污水处理的第一阶段：当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀会自动开 起纳入污水。当污水池纳入的污水至正常高水位时，电动阀自动关闭，污水池中污水呈微 氧和厌氧状态。 污水处理的第二阶段：采用能降解大分子污染物的曝气法，可使污水脱色、除臭、平 衡菌群的 pH 值并对污染物进行高效除污，即好氧处理过程。整个好氧（曝气）时间一般需 要 68h。在曝气管路上安装了排空电磁阀，当电动阀门自动关闭后，排空电磁阀开起， 罗茨风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，污水池开始曝气。当曝气处理结束后，排 空电磁阀再次开起，罗茨风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭。曝气
4、风机在无负荷条 件下起动和停止，能起到保护电动机和风机的作用。经过 0.5h 的水质沉淀，PLC 下达起动 1#清水泵指令，将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正常高水位时，1#清 水泵自动停止运行。这时 2#清水泵自动起动向中水箱泵水，当水箱内达到正常高水位时， 2#清水泵自动停止运行，这时中水箱内的水全部完成处理过程。 如上所示，当中水箱内水位降至低水位时，2#清水泵又自动起动向中水箱泵水。当污 水池中的水位降至低水位时，电动阀门会自动打开继续向污水池纳入污水。如此循环往复。SBR 废水处理技术针对污水水质不同选用生物菌群不同，工艺要求要求有所不同，电 气控制系统应有参数可修正功
5、能，以满足废水处理的要求。 2 2SBRSBR 废水处理系统动力设备废水处理系统动力设备 SBR 废水处理系统中所使用的动力设备（水泵、罗茨风机、电动阀） ，均采用三相交流 异步电动机，电动机和电磁阀（AC220V 选配）选配防水防潮型。 1#清水泵：立式离心泵 LS50-10-A，扬程 10m，流量 29m3/h，1kW。 2#清水泵：立式离心泵 LS40-32.1，扬程 30m，流量 16m3/h，3kW。 曝气罗茨风机：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。 电动阀：阀体 D97A1X5-10ZB-125mm，电动装置 LQ20-1，AC380V，60W。 3 3SBRSBR 废
6、水处理电气控制系统设计要求废水处理电气控制系统设计要求 1) 控制装置选用 PLC 作为系统的控制核心，根据工艺要求合理选配 PLC 机型和 I/O 接 口。 2) 可执行手动/自动两种方式，应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。 3) 电动阀上驱动电动机为正、反转双向运行，因此要在 PLC 控制回路加互锁功能。 4) PLC 的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。 5) 为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，入如电动机过热保护、控制系统短路保 护等。 6) 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC 硬件电路，编制 PLC 的 I/O 接口功 能表。 7) 选择电器元件、编制
7、元器件目录表。 8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。 9) 采用梯形图或指令表编制 PLC 控制程序。 二、二、SBRSBR 废水处理电气控制系统总体设计过程废水处理电气控制系统总体设计过程 1 1总体方案说明总体方案说明 1) SBR 废水处理系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，电动阀电动机 要采用正、反转控制。 2) 污水池、清水池、中水水箱水位检测开关，在选型时考虑抗干扰性能，选用电极考 虑耐腐蚀性。 3) 电动阀上驱动电动机，其内部设有过载保护开关，为常闭触点，作为电动阀过载保 护信号，PLC 控制电路考虑该信号逻辑关系。 4) 1#清水泵、2
8、#清水泵、罗茨风机电动机、电动阀电动机分别采用热继电器实现过载 保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为 PLC 的输入信号，用以完成各 个电动机系统的过载保护。 5) 罗茨风机的控制要求在无负载条件下起动或停机，需要在曝气管路上设置排空电磁 阀。 6) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及 PLC 控制回路采用熔断器，实现短路 保护。 7) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用 BVR 型铜导线连接，电控 箱与执行装置之间采用端子板连接。 8) PLC 选用继电器输出型。 9) PLC 自身配有 24V 直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC 接地端采用第三
9、种 接地方式，提高抗干扰能力。 2 2SBRSBR 废水处理电气控制原理图设计废水处理电气控制原理图设计 (1)(1) 主电路设计主电路设计 SBR 废水处理电气控制系统主电路如图 2 所示。M1M2SKM1KM2FU1M3TKM3RNN L5 L6FR1FR2FR31#泵（污水）2泵（清水） 风机M4FR4KM4KM5FU4FU3FU2阀门电动机FU5FU63333QF图 2 SBR 废水处理电气控制系统主电路 1) 主回路中交流接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制 1#清水泵 M1、2#清水泵 M2、曝气风 机 M3；交流接触器 KM4、KM5 控制电动阀电动机 M4，通过正、反转完成
10、开起阀门和关闭阀 门的功能。 2) 电动机 M1、M2、M3、M4 由热继电器 FR1、FR2、FR3、FR4 实现过载保护。电动阀电 动机 M4 控制器内还装有常闭热保护开关，对阀门电动机 M4 实现双重保护。 3) QF 为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用， 使用和维修方便。 4) 熔断器 FU1、FU2、FU3、FU4 分别实现各负载回路的短路保护。FU5、FU6 分别完成 交流控制回路和 PLC 控制回路的短路保护。 (2)(2) 交流控制电路设计交流控制电路设计 SBR 废水处理系统交流控制电路如图 3 所示。1#泵提示(潜水)L5N HL1HL2H
11、L3HL4YA1HL5YA2KA1FR1FR2FR3FR4KM1-1KM2-1KM3-1KA2-1KA2-2KA3-1TC220隔离变压器 1:1LN+24VDCCOMPLC注:电源指示2#泵提示(清水)罗茨风机上水电磁阀上水阀指示排空电磁阀表示采用第三种 接地方式。220V电动机过载保护图 3 SBR 废水处理系统交流控制电路 1) 控制电路有电源指示 HL。PLC 供电回路采用隔离变压器 TC，以防止电源干扰。2) 隔离变压器 TC 的选用根据 PLC 耗电量配置，可以配置标准型、变比 1：1、容量 100VA 隔离变压器。 3) 1#清水泵 M1、2#清水泵 M2、曝气风机 M3 分别有
12、运行指示灯 HL1、HL2、HL3，由 KM1、KM2、KM3 接触器常开辅助触点控制。 4) 4 台电动机 M1、M2、M3、M4 的过载保护，分别由 4 个热继电器 FR1、FR2、FR3、FR4 实现，将其常闭触点并联后与中间继电器 KA1 连接构成过载保护信号， KA1 还起到电压转换的作用，将 220V 交流信号转换成直流 24V 信号送入 PLC 完成过载保护 控制功能。 5) 上水电磁阀 YA1 和指示灯 HL1、排空电磁阀 YA2，分别由中间继电器 KA2 和 KA3 触 点控制。 (3)(3) 主要参数计算主要参数计算 1) 断路器 QF 脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，
13、其主回路控制对象为电感性负 载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机起动电流的 1.7 倍整定。SBR 废水处理系统 有 3kW 负载电动机一台，起动电流较大，其余三台为 1.1kW 以下，起动电流较小，而且工 艺要求 4 台电动机单独起动运行，因此可根据 3kW 电动机选择自动开关 QF 脱扣电流IQF： IQF1.7IN=1.76A10.2A10A，选用IQF10A 的断路器。 2) 熔断器 FU 熔体额定电流IFU。以曝气风机为例，IFU2IN22.5A5A，选用 5A 的熔体。其余熔体额定电流的选择，按上述方法选配。控制回路熔体额定电流选用 2A。 3) 热继电器的选择请参考有关技术手
14、册，自行计算参数。 (4)(4) PLCPLC 控制电路设计控制电路设计 包括 PLC 硬件结构配置及 PLC 控制原理电路设计。 1) 硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质 等；分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类 型，如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的 PLC 机型 及外设，完成 PLC 硬件结构配置。 2) 根据上述硬件选型及工艺要求，绘制 PLC 控制电路原理图，绘制 PLC 控制电路，编 制 I/O 接口功能表。图 4 为 SBR 废水处理系统 PLC 控制电路原理图，L6
15、作为 PLC 输出回路 的电源，分别向输出回路的负载供电，输出回路所有 COM 端短接后接入电源 N 端。LHL8HL10DC24VX0X2X4X6X10X12X14X16X20X22X24X26COMX1X3X5X7X11X13X15X17X21X23 X25X2724+AC100224VNCOM1Y1Y3Y5Y7COM2COM3COM4Y17Y0Y2Y4Y6Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16输出端输入端0.7电动阀控制器KA1-1SB8SB3-1SB4SB5SB6SB7SB2SB1L3L2L1H1H2H3KM4KM5KM3KA3NL6KM1KM2HL7HL9HL11HL13HL12
16、HL14KM5-1KM4-1KA2HL6SQ1SQ2FR0FX2N-48MRSB3-2图 4 SBR 废水处理系统 PLC 控制电路原理图 3) KM4 和 KM5 接触器线圈支路，设计了互锁电路，以防止误操作故障。 4) PLC 输入回路中，信号电源由 PLC 本身的 24V 直流电源提供，所有输入 COM 端短接 后接入 PLC 电源 DC24V 的（）端。输入口如果有有源信号装置，需要考虑信号装置的电 源等级和容量，最好不要使用 PLC 自身的 24V 直流电源，以防止电源过载损坏或影响其他 输入口的信号质量。 5) PLC 采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为 AC250V，2A。 表 1 和表 2 分别为 SBR 废水处理系统 PLC 输入和输出接口功能表。 表 1 SBR 废水处理系统 PLC 输入接口功能表序 号工位名称文字符号输入口1污水池高水位开关信号H1X0002污水池低水位开关信号L1X0013清水池高水位开关信号H2X0024清水池低水位开关信号L2X0035中水
