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2.3工业污水处理系统的工作原理 2.3.1控制系统总体框图
工业污水处理系统的电气控制系统总框图如图4-2所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。
3-2电气控制系统框图
2.3.2工作过程
在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行启停控制，其工作过程如下。
(1）接通电源，启动自动控制方式，启动潜水搅拌器和刮泥机。
(2）运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。
(3）根据反馈回来的液位差状态控制清污机的运行与停止。
(4）进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。 (5）转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行控制，同时控制分离机的运行与停止。
(6）污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。
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(7）在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采用顺序控制方式，依次启动其设备。
2.3.3工业污水处理系统主电路设计
图3-3为工业污水处理系统的主电路图的部分图。三台电机分别为潜水泵电机（M1,M2）、清污机电机（M3）、转碟曝气机电机（M4）。接触器KM1.0、KM1.1、KM1.2分别控制M1、M2、M3、M4的工频运行。
图3-3工业污水处理系统部分主电路图
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2.4 PLC选型
根据工业污水处理系统的电气控制系统的功能要求，以及其复杂程度，从经济性、可靠性等方面来考虑，选择欧姆龙CP1H系列PLC作为工业污水处理系统的电气控制系统的控制主机。由于工业污水处理电气控制系统涉及较多的输入输出端口，其控制过程相对复杂，因此采用CP1H-XA40D-A作为该控制系统的主机。
在该系统中，还需要采集模拟量并利用模拟量控制的功能要求，因此需要在扩展一个模拟量输入输出扩展模块。欧姆龙公司专门为CP1H-XA40D-A PLC配置了模拟量输入输出，可满足控制系统的功能要求。 2.5 PLC的I/O资源配置
根据系统的功能要求，对PLC的I/O进行配置，具体分配如下表。 2.5.1数字量输入部分
表3-4 数字输入量地址分配
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地址 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 标签 SB1.0 SB1.1 SB1.2 SB1.3 SB1.4 SB1.5 SB1.6 SB1.7 SB1.8 SB1.9 输入 定义 手动模式 自动模式 自动启动按钮 自动停止按钮 1#进水泵启动按钮 2#进水泵启动按钮 粗格栅机启动按钮 清污机启动按钮 细格栅机启动按钮 手动停止按钮 11
输出 地址 100.00 100.01 100.02 100.03 100.04 100.05 100.06 100.07 101.00 101.01 标签 KM1.0 KM1.1 KM1.2 YV1.0 YV1.1 KM1.3 KM2.0 KM2.1 定义 1#潜水泵接触器 2#潜水泵接触器 清污机接触器 粗格栅接触器 细格栅接触器 备用 曝气机接触器 备用 潜水搅拌机接触器 刮泥机接触器
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11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0.10 0.11 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 SB2.0 SB2.1 SB2.2 SB2.3 SB2.4 SB2.5 SQ1.0 SQ1.1 SQ1.2 SQ1.3 SQ1.4 SQ1.5 曝气机启动按钮 搅拌机启动按钮 刮泥机启动按钮 污泥回流泵启动按钮 脱水机启动按钮 污泥泵启动 进水泵液位高位 进水泵液位低位 粗格栅液位差计高 细格栅液位差计 污泥回流泵液面高位 污泥回流泵液面低位
101.02 101.03 101.04 101.05 101.06 101.07 KM2.2 KM2.3 HL1.0 HL1.1 污泥回流泵接触器 离心式脱水机接触器 潜水泵报警灯 污泥回流泵报警灯 2.5.3模拟量输入部分
由于需要采集一个溶氧仪所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体I/O分配，如下表3-6所示。
表3-6 模拟量输入地址分配
输入地址 输入设备 AIW0 2.5.4 模拟量输出部分
在此控制系统中需要将采集回来的模拟量进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行控制，进行控制其他设备的运行，如下表3-7所示。
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溶解氧仪 河北化工医药职业技术学院毕业论文
表3-7模拟量输出地址分配
输出地址 AQW0
输出设备 经PID运算输出 根据控制系统的功能要求，设计出工业污水处理控制系统的硬件连线图如图3-8所示，此控制面板上的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。
图3-8工业污水处理系统PLC硬件接线图
2.6其他资源配置
要完成系统的控制功能除了需要PLC主机及其扩展模块之外，还需要各种传感器、接触器和变频器等仪器设备。 2.6.1接触器选型
在控制系统中，所有设备是根据控制面板上的按钮情况或者根据传感器的反馈值进行动作的，因此需要PLC根据当前的工作情况，以及按钮的情况来控制所有设备的启停，在此用到了大量接触器：如格栅机接触器、清污机接触器、潜水泵接触器、分离机接触器、转碟曝气机接触器、潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器等。为此该系统选用施耐德LC1-D0901M5C交流接触，其额定电压220V,额定电流9A。其特点有：高标准：符合IEC60947-4-1和GB14048.4标准。长寿命：机械寿命高达2000万次；电寿命高达200万次。强适应性：“TH”防护处理，可以在湿热的环境中使用。宽电压：线圈控制电压在70%-120%Uc之间波动，不
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