小型SBR废水处理PLC电气控制系统设计

摘 要本文主要讲述PLC在小型SBR废水处理电气控制系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动小型SBR废水处理装置。由于SBR废水处理技术具有工艺参数变化大、硬件设计选型与设备调试比较复杂的特点，因此在处理系统中采用了先进的PLC控制技术作为系统的控制核心，以提高SBR废水处理的效率，方便操作和使用。SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术。本设计采用有时仪技术对校园生活用水进行处理，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。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方式，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 关键词：SBR 可编程控制器，小型SBR废水处理装置，控制系统目 录摘要. 2第一章 前言1.1 SBR课题的发展及意义.31.1.1污水处理.3第二章PLC简介2.1 PLC简介. .62.1.1 PLC的发展历程.62.1.2 PLC的构成.62.1.3 CPU的构成.72.1.4 I/O模块.72.1.5电源模块.72.1.6底板或机架.72.1.7 PLC系统的其它设备.8 2.1.8 PLC的通信联网.8第三章SBR污水处理系统3.1简介103.2总体方案 .113.3选用动力设备要求123.4总体设计12第四章 SBR废水处理电气控制4.1 主电路.134.2 交流控制.134.3主要参数14第五章 废水处理系统PLC电气控制电路设计5.1 原理.155.2 PLC控制程序.155.2.1 PLC控制梯形图155.2.2 元器件目录表.165.2.3 PLC输入、输出接口功能表175.2.4 PLC控制流程图195.2.5PLC控制梯形图.20小结.26参考文献27致谢.28第一章 前言1.1课题发展及意义自20世纪80年代起，国外将小型SBR废水处理PLC电气控制工艺逐步应用于工业化生产。近年来，国内对SBR工艺的应用也日益增多。从我国及美国、日本、加拿大等国家的应用情况看，SBR是一种高效、经济、可靠、管理简便、适合于中小水量污水处理的工艺，是符合我国国情的活性污泥法，有广阔的应用前景。它的发展趋向于全自动化、智能化。SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术一、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，方便操作和使用废水经隔油池去除油脂后经格栅进入凋节池，经提升泵进入水解池酸化水解后进入SBR反应池。污水进入反应池前，该池处于闲置状态，此时池内留有沉淀下来的活性污泥。污水注满后进行曝气操作，该池能有效地调节污水水质。曝气后，停止曝气动作，使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间为6-8h，沉淀效果良好。反应池中沉淀后的上清液经泵到清水池，留下活性污泥，作为下一个操作周期的菌种。当反应池内活性污泥过多时，排放污泥进入污泥浓缩池，污泥经浓缩后定期运走，进行干化处理。浓缩池内上清液回流至废水入口。SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术。本设计采用有时仪技术对校园生活用水进行处理，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。1.1.1污水处理污水处理按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 各个处理构筑物的能耗分析 污水提升泵房 进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。 沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。 初次沉淀池 初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。 初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。 生物处理构筑物 污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。 二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。 污泥处理 污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。 另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。 城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。 总之，污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。第二章PLC简介2.1PLC的简介2.1.1PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。2.1.2 PLC的构成 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC的构成2.1.3 CPU的构成 CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。2.1.4 I/O模块 PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。2.1.5 电源模块 PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。 2.1.6 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 2.1.7 PLC系统的其它设备(1)编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。(2)人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。(3)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。2.1.8 PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。 第三章 SBR废水处理系统3.1 简介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2-1所示。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代水位时，电动阀门会自动打开继续向污水池纳入汗水。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，电气控制应有参数可修正功能，以满足废水处理的要求。SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。第一优点：、1.理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2.运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3.耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5.处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6.反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7.SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8.脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9.工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。第二SBR系统的适用范围由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况： 1.中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。2.需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3.水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4.用地紧张的地方。5.对已建连续流污水处理厂的改造等。6.非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。3.2 总体方案(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、中水水箱水位检测并关，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#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接地端面采用第三种接地方式，提高抗干扰能力 SBR废水处理系统示意图3.3选用动力设备的要求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,1 kW。2#清个泵：立式离心泵LS40-32.1，扬程30m，流量16m/h，3 kW。曝气罗茨风机：TSA-40，0.7 m3/min,1.1kW。电动阀：阀体D97A1X5-10ZB-125mm，电动装置LQ20-1，AC380V，60W。3.4、总体设计1总体设汁方案说明1）本方案中的控制对象电动机均有交流接触器完成开、停控制，只有电动阀电机需采用正、反向控制。 2）污水池、清水池、中水水箱中的水位检测开关，在选型和安装硬件以及编程时应考虑抗干扰性性能。选用的电极还应考虑耐腐蚀性。 3）电动阀上的驱动电机，其内部设有过载保护开关，一般为常闭触点作为电动阀的过载保护信号，在设计PLC的控制电路时应考虑信号的逻辑关系。实际接线板第四章 SBR 废水处理电气控制4.1 主电路（1）主电路设计 SBR废水处理电气控制系统主电路如图3-1所示。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、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。 2）电动机M1、M2、M3、M4由热功当量继电器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。 SBR废水处理电气控制系统主电路42 交流控制（2）交流控制电路设计 SBR废水处理系统交流控制如图3-2所示。1）控制电路有电源指示HL1。PLC供电回路采用隔变压器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、电压比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分别有运行指示灯HL2、HL3、HL4，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HL5、排空电磁阀YA2分别由中间继电器KA2和KA3触点控制。 SBR废水处理系统交流控制电路4.3 主要参数(1)断路器QF脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，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11kW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QF脱扣电流IQF ：IQF =17IN =176A=102A10A，选用IQF =10A的断路器。(2) 熔断器FU熔体额定电流IQF 。以曝气风机为例，IQF 2 IN =225A=5A，选用5A的熔体。其余熔体额确定电流的选择，按上述方法选配。控制回路熔体额定电流选用2A。第五章 废水处理系统PLC控制电路设计5.1 原理(1) 绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路，I/O接口功能表。图4-1为SBR废水处理系统PLC控制电路原理图，L6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。 (2) 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。(3) PLC输入回路中，信号电源由PLC本身的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。 (4) PLC采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为AC250V，2A。5.2 PLC控制程序5.2.1 元器件目录表 SBR废水处理系统元器件目录表序号文字符号名 称数量规格型号备 注1M1M4电动机4Y系列三相交流异步电动机2FR1FR4热继电器4JR16B-20/3参照电动机整定电流3FU1FU4熔断器12RL1-15熔体210A4FU5、FU6熔断器2RT16-32X熔体2A5QF断路器1C45AD脱口电流10A6TC隔离变压器1BK-100电压比1：1，AC220V7SB1起动按钮1LAY37绿色8SB2停止按钮1LAY37红色9SC1转换开关1LAY37-D2手动/自动转换10SC2SC6手动开关5LAY37-D2黑色11KM1KM4交流接触器4DJX-9线圈电压：AC220V12HA1KA3中间继电器3HH52P线圈电压：AC220V13HL1HL15指示灯15AD16-22LED显示，AC220V14YA1电磁阀1ZCT-50A线圈电压：AC220V15YA2电磁阀1ZCT-15A线圈电压：AC220V16YA3电动阀门装置1LQA20-1AC380V，60W17PLC可编程序控制器1FX2N-48MR继电器输出5.2.2 PLC控制电路原理图图4-1 SBR废水处理系统PLC控制电路原理图 SBR废水处理系统PLC控制电路原理图5.2.3 PLC输入、输出接口功能表 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中水箱高水位开关信号H3X0046中水箱低水位开关信号L3X0057起动按钮（绿色）SB1X0068停止按钮（红色）SB2X0079旋钮（自动）SC1-1X01010旋钮（手动）SC1-2X01111手动开电动阀旋钮SC2X01212手动关电动阀旋钮SC3X013131#清水泵手动旋钮SC4X014142#清水泵手动旋钮SC5X01515电动阀门开起限位开关SQ1X01616电动阀门关闭限位开关SQ2X01717电动阀电动机故障报警FR0X02018电动机热保护器报警KA1X02119曝气风机手动旋钮SC6X02220输入点备用X023X027 SBR废水处理系统PLC输出接口功能表序 号工 位 名 称文字符号输 出 口11#清水泵接触器KM1Y00022#清水泵接触器KM2Y0013污水池高水位红色指示灯HL7Y0024污水池低水位绿色指示灯HL8Y0035清水池高水位红色指示灯HL9Y0046清水池低水位绿色指示灯HL10Y0057中水箱高水位红色指示灯HL11Y0068中水箱低水位绿色指示灯HL12Y0079电动阀门开起绿色指示灯HL13Y01010电动阀门关闭黄色指示灯HL14Y01111开电动阀门接触器KM4Y01212关电动阀门接触器KM5Y01313电动机热保护器报警红色指示灯HL6Y01414罗茨风机（曝气风机）接触器KM3Y01515排空电磁阀继电器KA3Y01616上水电磁阀继电器KA2Y01717输出口备用Y020Y0275.2.4 PLC控制流程图废水处理PLC控制流程图5.2.5 PLC控制梯形图 小结通过这次毕业设计，让我重温和更加了解了在这几年所学的内容，更加深刻明白学习的重要性。毕业设计是一个大专生总结自己在大学的几年里究竟学到了些什么的最好的办法，用心把它做好是每一个即将毕业的大专生的责任，也是对自己的能力与水平的一个挑战。同时也为自己的大专生活画上一个圆满的句号。因此我必须用心的把它做的尽可能的完好。毕竟，它和平时的课程设计不一样。历时近一个月的毕业设计即将结束，虽说时间并不是很长，但也就是在这极短的时间内，我在；PLC方面有了一个很大的提高，学到了很多东西。几年的大专生活在忙碌与嬉戏之中已经悄然接近尾声，几年以来，我们学到了什么知识，这次设计就是检验我们的时候了，也只有通过这次毕业设计来证实我们的能力了。毕业设计所要求知识的综合性较高，各方面都要用到一点，但是我的知识是不能达到这样的水平，在设计的过程中遇到了很多困难，但我们在困难面前并没有低头认输，而是通过各种方法来解决。方法之一就是我们在平时里没有注意到的自学能力。通过这次设计，培养了自己的自学能力，为以后的继续学习也奠定了一定的基础。当然一个好的毕业设计并不是一个人所能完成的，它需要一个团体，而这个团体也需要有一种敢于向一切困难挑战的精神。通过对本例的设计使我们认识到PLC在工业生产中的重要作用。在本例中，使我们学习到了如何对系统进行设计，以及在元件选择方面的许多知识。在对系统进行设计时，必须首先了解该系统的功能和任务，在搞清楚这点以后才能对整个系统的设计方案有一个初步的认识，然后才能根据系统的需要来进行元件的选取和系统的模块化细分。近年来随着电子技术和计算机技术应用领域不断扩大，PLC技术已成为电子技术领域中的一个新的亮点，使PLC技术成为一门综合应用技术，也是电子技术发展也革新的一个潮流。随着我们对PLC控制系统的认识的不断加深，相信在以后的工作和生产中我们会更加深入透彻的利用PLC来解决一些更加实际的问题。结束语感谢我的导师吴尉尉老师，在百忙之中抽出时间悉心指导，给我启迪、提醒我的不足之处。本论文是在老师的指导下完成的，论文从选题到写作及最后的成稿，老师都给予了精心的指导和极大的帮助。在此谨向尊敬的导师致以由衷的感谢和崇高的敬意！毕业论文，让我把这几年所学所得巩固、启发、凝练，在本文制作时同学之间的帮扶以及小组之间的团结互助让我终身受用不尽，他们才是真正的财富。通过这次毕业设计，我们把以前所学都综合起来，感觉自己的水平提高很多。我们了解到了做一个系统的基本常识，为我们以后从事技术工作打下良好的基础。在设计的过程中遇到许多困难，在老师的帮助下，通过查资料，把困难都一一克服。这在我们人生旅途上也是一种启发，提醒我们要克服困难勇往直前，也感谢学校提供给我们一次提高的机会，我在此深表感谢。参考文献1马志溪.电气工程设计M.北京：机械工业出版社，2002.2刘增良，刘国亭.电气工程CADM.北京：中国水利水电出版社，2002.3史国生.电气控制与可编程控制器技术M.北京：化学工业出版社，2003.4张万忠. 可编程控制器应用技术M.北京：化学工业出版社，2001.5李道霖.电气控制与PLC原理及应用M.北京：电子工业出版社，2004.6张凤珊. 电气控制及可编程控制器M.2版.北京：中国轻工业出版社，2003.7齐占庆，王振臣.电气控制技术M. 北京：机械工业出版社，2002.8阮友德. 电气控制与PLC实训教程. 人民邮电出版社,2006年10月9张运波. 工厂电气控制技术. 北京：高等教育出版社，200110余雷声. 电气控制与PLC应用. 北京：机械工业出版社，200111王兆义. 小型可编程控制器实用技术. 北京：机械工业出版社，200212钟肇新. 可编程控制器原理及应用. 广州：华南理工大学出版社，200213杨长能. 可编程控制器（PC）例题习题及实验指导. 重庆：重庆大学出版社1999第 27 页 共 31 页