基于PLC的污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文【圖紙丟失,只有論文】_第1頁
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買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 摘    要  隨著城市的快速發(fā)展,環(huán)境問題顯得日益重要。廢水是破壞環(huán)境的一個(gè)主要的因素,目前中國污水處理自控系統(tǒng)相對(duì)落后,污水處理成本居高不下,污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定,所以如何建立有效的自控系統(tǒng),優(yōu)化運(yùn)行效果,減少運(yùn)行費(fèi)用,具有重要意義。  本文介紹了城市污水處理的基本工藝和流程,并通過研究設(shè)計(jì)一套基于制的污水處理系統(tǒng)。  文章首先介紹了 制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)的基本原則和步驟,然后以 水處理工藝為例,來說明 污水處理過程中的應(yīng)用。  先根據(jù) 污水處理要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電氣控制與自動(dòng)控制線路,主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)和信號(hào)采集等。最后按照工藝要求設(shè)計(jì) 制系統(tǒng),其中包括 選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制 序等。  關(guān)鍵詞:污水處理, 文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of is of of is of is of is to of  to LC he a of LC a of BR LC is in in of to of to  to LC to LC an LC to  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄  摘要  . I . 錄  .  1 章  緒論  . 1 題的目的和意義  . 1 今國內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r  . 2 外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r  . 2 內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r  . 3 題的主要研究內(nèi)容  . 4 第 2 章  污水 處理概述  . 5 水處理概述  . 5 水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展  . 5 水處理工藝流程  . 6 水處理工藝概述  . 7 第 3 章  設(shè)計(jì)方案的確定  . 8 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析  . 8 結(jié)構(gòu)  . 8 工作原理  . 10 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟  . 11 水處理 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析  . 13 水處理的過程  . 13 備控制要求  . 14 位監(jiān)控管理機(jī)  . 15 擬顯示評(píng)  . 15 第 4 章  硬件部分設(shè)計(jì)  . 16 機(jī)的控制電路  . 16 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 門的控制電路  . 17 感器  . 18 聲波傳感器  . 18 解氧傳感器  . 20 他硬件設(shè)備  . 20 選型及輸入 /輸出端口安排  . 22 選擇  . 22 制系統(tǒng)構(gòu)成圖  . 22 統(tǒng)資源分配  . 24 第 5 章  軟件部分的設(shè)計(jì)  . 26 序的構(gòu)成  . 26 序的流程圖  . 26 程序  . 28 結(jié)論  . 57 致謝  . 58 參考文獻(xiàn)  . 59 附錄 1 . 60 附錄 2 . 64 附錄 3 . 72 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章緒論  我國是一個(gè)水資源匱乏的國家,而且時(shí)空分布上極 不均勻,許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。與此同時(shí),在我國大部分城市和地區(qū),本已極為有限的水資源還受到水質(zhì)惡化和水生態(tài)系統(tǒng)破壞的嚴(yán)重 威脅。由于 80%以上的污水未經(jīng)有效處理就直接投進(jìn)水域,已造成我國 1/3 以上的河段受到污染, 90%以上的城市水域嚴(yán)重污染,近 50%的重點(diǎn)城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。尤其伴隨著城 市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速需水量和污染物排放量迅速增長,水危機(jī)不僅會(huì)長期存在,而且有迅速加劇的趨勢(shì)。水資源短缺和水環(huán)境污染造成的水危機(jī)已經(jīng)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。國內(nèi)外水環(huán)境恢復(fù)與再生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,污水深度處 理與再利用是通向健康水循環(huán)的橋梁,推進(jìn)污水深度處理和普及再生水利用是人類與自然兼容協(xié)調(diào),創(chuàng)造良好水環(huán)境,促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。  題的目的和意義  世界任何國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力,使人民生活得到進(jìn)一步改善,但是也隨之帶來不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注,治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。  我國是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家,雖然我國年平均水資源總量為 28000 億 m 2,居世界第 6 位,人均水 資源量為 2220m 2,居世界第 110 位,已經(jīng)被聯(lián)合國列為世界上 13 個(gè)缺水國家之一。目前我國約 300 個(gè)城市缺水,其中嚴(yán)重缺水城市有 50 個(gè)。據(jù)中國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)分析統(tǒng)計(jì),全國按目前正常需要,年缺水總量約為 300 億 400 億立方米,因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá) 2300 億元,超過洪澇災(zāi)害。水資源的匾乏和水資源的污染,已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民 的日常生活,嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。特別是我國北方城市,如北京、天津、沈陽等城市水資源更為短缺。根據(jù)國家十五發(fā)展綱要,十五期間各縣市都要建立污水處理廠,如何保證處理過程的正常運(yùn) 行,減少運(yùn)行成本成為環(huán)保部門、城建部門所關(guān)注的問題。目前國家治理污染的重 點(diǎn)是“ 33211”工程,即“三河”(淮河、海河、遼河流域)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)、“兩區(qū)”(酸雨控制區(qū)、二氧化硫控制區(qū))“一市,(北京)、“一海,(渤海海域)1。我國城市污水處理的電耗為 h/本為 h/國買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 為 h/且我們的工作人員還要比這些國家多,但是我國城市污水處理深度卻遠(yuǎn)不如這些國家。造成這種結(jié)果的原因主要是:污水處理廠管理水平低、自動(dòng)控制 手段差。  因此 建設(shè)符合我國國情的污水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)和和諧社會(huì)、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義 2。  今國內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r  外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r  國外的一些發(fā)達(dá)國家,如美國、日本、西歐等國,由于這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),并較早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快,環(huán)境問題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來,同時(shí)也得到了這些國家政府的重視,投入了大量的人力、 物力進(jìn)行水處理的研究。這些國家在研究水處理新理論和工藝的同時(shí),也重視污 水處理自控系統(tǒng)的研究。這些國家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動(dòng)化控制儀表。一些發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的努力,污水處理率已經(jīng)達(dá)到了 80% 90%,成功的解決了來自于城市和工業(yè)的點(diǎn)源污染問題。同時(shí)一些國家開始重視污水的回用,如以色列的污水回用率達(dá)到了 90%。  由于控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的飛速發(fā)展,國外的污水廠很早便實(shí)現(xiàn)了污水廠的網(wǎng)絡(luò)控制,如 統(tǒng)。同時(shí)國外較早的將 術(shù)引入到了給水排水工程中,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益 3。國外同時(shí)注重水處理中 開發(fā),相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元,如 司的 列、  列、 列;同時(shí)國外也很重視在線儀表的研制,如德國 E+H 公司,美國的哈希公司相繼研制了溶解氧 、化學(xué)需氧量 分析儀。國外污水處理自控系統(tǒng)主要存在以下一個(gè)特點(diǎn):  ( 1)采 用集散控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 照廠區(qū)的自身情況和工藝段來劃分若干個(gè)控制站,站與站之 間可以平級(jí)關(guān)系也可以使上下級(jí)關(guān)系,站與站之間一般獨(dú)立運(yùn)行。設(shè)立中控室,中控室有操作員站和工程師站,負(fù)責(zé)全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報(bào)表等工作。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 ( 2)大量采用在線監(jiān)測(cè)的水質(zhì)分析儀表,對(duì)全廠的水質(zhì)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并由上位機(jī)記錄下來,提高了測(cè)量精度。  ( 3)生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制,可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動(dòng)的調(diào)整相應(yīng)的控制方式。  ( 4)大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備;并開始有效地利用社會(huì)信息資源,如電話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信 息等。  內(nèi)污水處理自控系統(tǒng) 發(fā)展?fàn)顩r  解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步,當(dāng)時(shí)的污水污染程度很低,且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉,特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推廣,如著名的沈撫灌渠等,所以全國僅有幾個(gè)城市建設(shè)了近十座污水處理廠(還包括 1921 1926 年間外國人興建 3 座污水處理廠),在處理工藝有的還是一級(jí)處理,處理的規(guī)模也很小,每天只有幾千立方米,最大的也只有每天 5 萬立方米左右,致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。  我國第一座大型城市污水處理廠 天津市紀(jì)莊子污水處理廠于 1982年破土動(dòng)工, 1984 年 4 月 28 日 竣工投產(chǎn)運(yùn)行,處理規(guī)模為 26 萬立方米 /天。紀(jì)莊子污水處理廠投產(chǎn)運(yùn)行后多年來達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),使黑臭的污水變?yōu)榍辶?,它的誕生填補(bǔ)了我國大型污水處理廠建設(shè)的空白。在此成功經(jīng)驗(yàn)的帶動(dòng)下,北爾、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水 處理廠。  與國外相比,我國污水處理自動(dòng)化控制起步較晚,七十年代開始采用熱工儀表,實(shí)行集中巡檢;八十年代應(yīng)用分析儀表和 統(tǒng);至九十年代,隨著一大批利用國際貸款的大型污水處理廠的建成投產(chǎn),我國污水處理控制系 統(tǒng)的自動(dòng)化水平有了很大提高。從國外引進(jìn)污水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)已廣泛采用集散式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),應(yīng)用了自動(dòng)化程度較高的檢測(cè)儀表,各種新工藝、新設(shè)備大量出現(xiàn)并得到應(yīng)用??梢哉f我國污水處理自動(dòng)化的現(xiàn)狀是:手動(dòng)與自動(dòng)皆備,自制和引用并舉 4??梢钥闯鑫覈奈鬯幚碜钥叵到y(tǒng)有以下特點(diǎn):  ( 1)對(duì)于新建的污水處理廠,引進(jìn)了計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng),手動(dòng)與自動(dòng)并存的控制方式。大部分以前建設(shè)的污水廠自動(dòng)化程度仍然很低,仍采用人工巡檢的方式。  ( 2)國產(chǎn)在線儀表的穩(wěn)定性還沒有達(dá)到要求,所以大部分采用進(jìn)口的在買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 線儀表,但 是由于進(jìn)口儀表價(jià)格昂貴,所以應(yīng)用并不是很廣泛。水質(zhì)的檢測(cè)主要是有實(shí)驗(yàn)室人員通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)量。  ( 3)各個(gè)控制站之間完全獨(dú)立,無沒有信息的交換。并且各個(gè)控制單元由于其內(nèi)部資源的限制,只是實(shí)現(xiàn)了簡單的時(shí)間控制和邏輯控制。  ( 4)上位機(jī)監(jiān)控軟件很少使用,幾乎沒有中控室,不能對(duì)全廠的設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。而一些報(bào)表的工作也主要是由廠里的工作人員手工完成。  通過對(duì)比,不難看出整 : 體上和國外相比我國污水的自控系統(tǒng)仍然存在很大的差距,但是我國的應(yīng)用前景卻非常廣泛、潛力很大。  題的主要研究內(nèi)容  本課題論述了污水處理工藝及污水處理系統(tǒng)的組成和 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ,主要由以下內(nèi)容組成:  ( 1)介紹了污水處理的基本內(nèi)容,包括污水處理的發(fā)展,現(xiàn)狀以及污水處理的工藝流程;  ( 2)介紹了  基本結(jié)構(gòu)和工作原理,并對(duì)污水處理控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析;  ( 3)具體分析設(shè)計(jì)污水處理的硬件系統(tǒng);  ( 4)具體分析設(shè)計(jì)污水處理的軟件系統(tǒng)。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 第 2 章  污水處理概述  水處理概述  城市污水、生活污水、生產(chǎn)污水或經(jīng)過工業(yè)企業(yè)局部處理的后的生 產(chǎn)污水,往往都排入城市排水系統(tǒng),故把生活污水和生產(chǎn)污水的混合污水叫做城市污水。這些污水除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、動(dòng)植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗滌劑等物質(zhì)外,還含有細(xì)菌、病毒等使人致病的微生物。經(jīng)處理后的污水,最后出路有三種: (1)排放水體; (2)灌溉田地; (3)重復(fù)使用。水處理的目的不外乎三種 56:  (1)去除水中的影響使用水質(zhì)的雜質(zhì)以及污泥的處置,這是最主要的內(nèi)容;  (2)為了滿足用水的要求,在水中加入新的成分以改變水的的化學(xué)性質(zhì),如食用水中加氟以防止齲齒病,循 環(huán)冷卻水中加緩濁劑以控制腐蝕和結(jié)垢等;  (3)改變水的物理性質(zhì)的處理,如水的冷卻,降低水的粘滯度等。  水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展  我國現(xiàn)有城市污水處理廠 80%以上采用的是活性污泥法,其余采用一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。  “七五”、“八五”、“九五”國家科技攻關(guān)課題的建立與完成,使我國在污水處理新技術(shù)、污水再生利用新技術(shù)、污泥處理新技術(shù)等方面都取得了可喜的科研成果,某些研究成果達(dá)到國際先進(jìn)水平同時(shí),借助于外貸城市污水處理工程項(xiàng)目的建設(shè),國外許多新技術(shù)、新工藝、 新設(shè)備被引進(jìn)到我國, 化溝法、 A/0 工藝、 A/A/O 工藝、 在我國城市污水處理廠中均得到應(yīng)用。污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機(jī)物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進(jìn)、高效的污水處理專用設(shè)備也進(jìn)人了我國污水處理行業(yè)市場(chǎng),如格柵機(jī)、潛水泵、除砂裝置、刮泥機(jī)、曝氣器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥泵、脫水機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備與裝置。  我國 80 年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝,由于該工藝主要以去除 S 為主要目標(biāo),對(duì)氮磷的去除率非常低。 為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求,一些污水處理廠正在進(jìn)行改造,增買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 加或強(qiáng)化脫氮和除磷功能。  污水處理工藝于 80 年代初開始在我國應(yīng)用于工程實(shí)踐。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì) 變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點(diǎn),故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大,特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。  目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝,由我國自行設(shè)計(jì)、全套設(shè)備國產(chǎn)化,已有成功實(shí)例。氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項(xiàng)目。  多種類型的 藝在我國均有應(yīng)用,如屬第二代 藝的 第三代的 藝、 藝等。  隨著我國對(duì)水環(huán)境質(zhì)量要求的提高,使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改良 A/A/0 工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝,并已開始在實(shí)際工程中應(yīng)用。如泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。  目前我國新建及在建的污水處理廠所采用的工藝中,各種類型的活性 污泥法仍為主流,占 90%以上,其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù) 7。  從國情出發(fā),我國城市污水處理發(fā)展趨勢(shì):  (1)氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也是難點(diǎn);  (2)工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制;  (3)單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理;  (4)水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán);  (5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究;  (6)污水再生利用提上日程 ;  (7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。  水處理工藝流程  污水處理就是采用各種技術(shù)與手段,將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì),使水得到凈化?,F(xiàn)代污水處理技術(shù),按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物化學(xué)處理法三類 8。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 生物化學(xué)處理是利用微生物處理污水中的有機(jī)污染物的一種工藝。該工藝運(yùn)行費(fèi)用較低,得到了廣泛的應(yīng)用,目前已成為城市污水處理的主體工藝。該法有活性污泥法和生物膜法兩種,前者多用于城市污水,后者多用于處理高濃度有機(jī)污水與污水處理過程中生產(chǎn)的污泥 。  城市污水處理按處理程度不同可分為預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理和污泥處理及處置。  預(yù)處理:主要包括格柵和沉砂池。其主要作用是截留大塊物質(zhì)、砂石,以保證后續(xù)設(shè)備的正常運(yùn)行。  一級(jí)處理:主要是初次沉淀池。目的是將污水中懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)盡可育出也沉降去除,經(jīng)過一級(jí)處理后的污水,可去除 50%左右的懸浮物,污水五日需氧量一般只能去除 30%左右,達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。  二級(jí)處理工藝:主要由曝氣池和二沉池構(gòu)成。它是城市污水處理廠的核心,一般采用生物處理方法中的活性污泥法,主要去除 水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。經(jīng)二級(jí)處理后,有機(jī)污染物質(zhì)的去除率可達(dá) 90%以上,污水中污水五日需氧量值可降至 20 30,有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。  深度處理:通用的工藝有混凝沉淀和過濾。主要目的是為了滿足高標(biāo)準(zhǔn)的受納水體要求或會(huì)用于工業(yè)等特殊用途,它是城市污水處理未來發(fā)展的方向。  污泥處理和處置:主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或衛(wèi)生填埋 9。  水處理工藝概述  序批式活性污泥法,簡稱 早在 1914 年,這種處理系統(tǒng)就被采用,但 由 于當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化水平較低,操作困難且工作 量 大,特別是后來隨著城市和工業(yè)廢水處理規(guī)模的日趨擴(kuò)大,這個(gè)缺點(diǎn)更 加突出,間歇式活性污泥法逐漸被連續(xù)式活性污泥法取代。近年來,隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展,這一弊端得到很好的解決。同連續(xù)式活性污泥法相比, 有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),使得間歇式活性污泥法日益受到國內(nèi)外的重視。  應(yīng)池去除有機(jī)物的機(jī)理在充氧時(shí)與普通活性污泥法相同,不同之處是運(yùn)行按流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序,依次在同一 應(yīng)池中周期性運(yùn)行。從廢水流入開始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束為一個(gè)周期,一切過程都在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的 應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行,不必另設(shè)沉淀池和污泥回流泵等裝置。間歇式活性污泥曝氣法在流態(tài)上雖然屬完全混合式,但在有機(jī)買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 物降解方而,則是時(shí)間上的推流。  藝是一種簡易、快速且低耗的廢水生物處理工藝。它主要有以下幾個(gè)方而的特點(diǎn): 價(jià)低; 脫氮除磷; 易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象 10。  第 3 章  設(shè)計(jì)方案的確定  制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析  結(jié)構(gòu)  質(zhì)是一種專用于 工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同, 基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。  體式(又稱箱體式)結(jié)構(gòu)的 中央處理器( 存儲(chǔ)器、輸入 /輸出( I/O)單元、電源電路和通信端口等組成,并將這些組裝在同一機(jī)體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)格低、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)固定、實(shí)現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定,但靈活性較低。基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 3示。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 3體式結(jié)構(gòu)  塊式(又稱組合式)結(jié)構(gòu)的 將中央處理器 ( 存儲(chǔ)器、輸入 /輸出( I/O)單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊,應(yīng)用時(shí)將這些模塊根據(jù)控制要求插在機(jī)架上,各模塊間通過機(jī)架上的總線互相聯(lián)系。其中  存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)在一個(gè)模塊上,有時(shí)把電源也放在這一模塊上,該模塊在總線上的安裝位置一般是固定的。模塊式的 裝完成后,需進(jìn)行登記,以便 安裝在總線上的各模塊進(jìn)行地址確認(rèn)。模塊式的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性高??梢詷?gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 同時(shí)價(jià)格也比較高?;窘Y(jié)構(gòu)如圖 3示。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 圖 3構(gòu)式模塊  工作原理  繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同,繼電器控制是并行運(yùn)行方式,即如果輸出線圈通電或斷電,該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作,只要形成電流通路,就有可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。而 不同,它采用循環(huán) 掃描技術(shù),只有該線圈通電或斷電,并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí),該 線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作,而且每次只能執(zhí)行一條指令,這也就是 “串行”方式工作的,這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配等問題。也可以說,繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出,而 制則 需要出入 傳送、執(zhí)行程序指令、輸出 3 個(gè)階段才能完成控制過程。  1循環(huán)掃描技術(shù)  用循環(huán)可以分為 3 個(gè)階段:輸入階段(將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)傳送到 執(zhí)行程序階段和輸出階段(將輸出信號(hào)傳送到外部設(shè)備)。  ( 1) 輸入階段  在這個(gè)階段中, 進(jìn)行自我診斷,然后與編程器或計(jì)算機(jī)通信,同時(shí)中央處理器掃描各個(gè)輸入端并讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元。  ( 2)執(zhí)行程序階段  在這個(gè)階段中, 照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應(yīng)的買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 輸入存儲(chǔ)單元讀入輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù) 據(jù),然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算,得到運(yùn)算結(jié)果,并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)器單元。這一階段執(zhí)行完后,進(jìn)入輸出階段。在這個(gè)程序執(zhí)行中,輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。  ( 3)輸出階段  在這個(gè)階段中, 相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上,并通過輸出模塊想外部設(shè)備傳送輸出信號(hào),開始控制外部設(shè)備。  2 輸入 /輸出響應(yīng)時(shí)間  I/O 響應(yīng)時(shí)間是指某一輸入信號(hào)從變化開始到系統(tǒng)相關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需要的時(shí)間。因?yàn)?循環(huán)掃描工 作方式,所以收到輸入信號(hào)的時(shí)刻不同,響應(yīng)時(shí)間的長短也就不同。下面就給出最短和最長響應(yīng)時(shí)間。  最短響應(yīng)時(shí)間:一個(gè) 掃描周期剛結(jié)束就收到輸入信號(hào),即收到這個(gè)輸入信號(hào)與開始下一個(gè)掃描周期同時(shí),這樣的響應(yīng)時(shí)間最短??紤]到輸入電路和輸出電路的延時(shí),所以最短響應(yīng)時(shí)間應(yīng)大于一個(gè)掃描周期。  最長響應(yīng)時(shí)間:在一個(gè)掃描剛完成輸入讀取后才接到輸入信號(hào),這樣這個(gè)輸入信號(hào)在該掃描周期將不會(huì)發(fā)生變化,要等到下個(gè)掃描周期才能得到響應(yīng),這時(shí)的響應(yīng)時(shí)間最長。   制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟  1設(shè)計(jì)原則  制系統(tǒng)是為工藝 流程服務(wù)的,所以它首先要能很好地實(shí)現(xiàn)工藝提出的控制要求。 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則。  ( 1) 根據(jù)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì),力 求設(shè)計(jì)出來的控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。  ( 2) 在滿足控制要求的前提下,盡量減 少 統(tǒng)硬件費(fèi)用。  ( 3)考慮到以后控制要求的變化,所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考 慮 可擴(kuò)展性  ( 4) 控制系統(tǒng)使用和 維護(hù)方便、安全可靠。  2設(shè)計(jì)步驟  一般 制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)步驟如圖 3體操作如下。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 開始設(shè)計(jì)控制要求分析確定輸入輸出設(shè)備選擇合適的點(diǎn)數(shù) 分配序設(shè)計(jì)模擬調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試整理技術(shù)文件設(shè)計(jì)結(jié)束圖 3計(jì)步驟示意圖  ( 1)控制要求分析  在設(shè)計(jì) 制系 統(tǒng)之前,必須 對(duì)工藝過程進(jìn)行細(xì)致的分析,詳細(xì)了解買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 控制對(duì)象和控制要求,這樣才能真正明白自己所要完成的任務(wù),并更好地完成任務(wù),設(shè)計(jì)出令人滿意的控制系統(tǒng)。  ( 2)確定輸入 /輸出設(shè)備  根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備(控制按鈕、開關(guān)、傳感器等) 和輸出設(shè)備(接觸器、繼電器)。并根據(jù)所選用的輸入 /輸出設(shè)備的類型和數(shù)量,確定  I/O 點(diǎn)數(shù)。  ( 3)選擇合適 定  I/O 點(diǎn)數(shù)后,就根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)、控制要求等來進(jìn)行 選擇。選擇包括機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、輸入 /輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。  ( 4) I/O 點(diǎn)數(shù)分配  點(diǎn)數(shù)分配就 是規(guī)定  I/O 端子和輸入 /輸出設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系,畫出I/O 接線原理圖。  ( 5) 序設(shè)計(jì)  本階段就是根據(jù)控制對(duì)象和控制要求對(duì) 行編程。首先把工藝流程分為若干階段,確定每一階段的輸入信號(hào)和輸出要控制的設(shè)備,還有不同階段之間的聯(lián)系,然后畫出程序流程圖,最后再進(jìn)行程序編制。  ( 6)模擬調(diào)試  程序編制好后,可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量,電壓源和電流源代替模擬量,進(jìn)行模擬調(diào)試,使控制程序基本滿足控制要求。  ( 7)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試  現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實(shí)際問題 ,然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。  ( 8)整理技術(shù)文件  這一步主要包括整理與設(shè)計(jì)有關(guān)的文檔,包括設(shè)計(jì)說明書、 I/O 接線原理圖、程序清單和使用說明書等 。   水處理 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析  水處理的過程  本文中的污水 處理采用 水生物處理工藝,即序批式間歇活性污泥法。這種工藝是按“進(jìn)水、反應(yīng)(曝氣等)、沉淀、排水”步驟周期性進(jìn)行生化反應(yīng)。從污水 流入開始到排水結(jié)束算做一個(gè)周期。工藝流程圖如圖 3買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 示。  圖 3藝流程  基本操作運(yùn)行程序如下。  進(jìn)水 閥門 打開,污水通過粗格柵,經(jīng)過水泵,然后細(xì)格柵過濾到達(dá)  反應(yīng)工序是 藝最主要的一道工序。當(dāng)污水注入達(dá)到預(yù)定容積后,停止進(jìn)水,空氣閥門打開,鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng),開始曝氣,同時(shí)潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾眠\(yùn)行,可開始反應(yīng)操作,如驅(qū)除 化、磷的吸收以及反硝化等。根據(jù)反應(yīng)需要達(dá)到的程度,進(jìn)行曝氣和攪拌,并決定反應(yīng)的時(shí)間長短,必要時(shí)可投加藥劑。在進(jìn)入沉淀工序前,應(yīng)進(jìn)行短時(shí)間的微量曝氣,以吹脫污泥上黏附的氣泡或氮,以保證排泥順利進(jìn)行。  當(dāng) 停止曝氣以后 ,空氣閥門關(guān)閉,潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾猛V惯\(yùn)行,開始重力沉淀和泥水分離。  水位達(dá)到最高水位,并經(jīng)過沉淀工藝以后,上清液(上面的清液)由潷水器緩慢排出池外。當(dāng)池水 位達(dá)到處理周期開始時(shí)的最低水位時(shí),停止?jié)?。剩余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行,排泥至儲(chǔ)泥池。  備控制要求  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 ( 1)兩臺(tái)粗格柵除污機(jī),由時(shí)間間隔來控制 其開或者停。一般開 10 1h。  ( 2)兩臺(tái)水泵,由浮球控制。當(dāng)集水池處于低水位時(shí),關(guān)閉所有泵;當(dāng)水位較高時(shí),開一臺(tái)水泵;當(dāng)水位高時(shí),開兩臺(tái)水泵;當(dāng) 水位很高時(shí),發(fā)報(bào)警信號(hào)。  ( 3)兩臺(tái)細(xì)格柵由時(shí)間控制其開或停。一般開 10 1h。  ( 4)當(dāng)有一臺(tái)細(xì)格柵工作時(shí),皮帶運(yùn)輸機(jī)滯后 10s 開機(jī)。  ( 5) 內(nèi)進(jìn)水閥門依次開啟,當(dāng) 1#池水位升到一定液位后關(guān)閥門,然后開 2#進(jìn)水閥門, 2#池水位升到一定液位后關(guān)閥門,然后開 3#進(jìn)水閥門,依次類推。  ( 6)進(jìn)水閥門關(guān)閉后,空氣閥門開啟潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾猛瑫r(shí)開啟。曝氣 3h 后關(guān)閉空氣閥門,潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾靡搽S之關(guān)閉。  ( 7)空氣閥門關(guān)閉 1h 后,潷水器開始運(yùn)行。當(dāng) 液位下降到一定液位后停止運(yùn)行。  ( 8)剩余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行,排泥至儲(chǔ)泥池。儲(chǔ)泥池液位達(dá)到高液位或 1h 后停止運(yùn)行。  ( 9)當(dāng)開啟 1 個(gè)空氣閥門時(shí),開啟一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),當(dāng)開啟 2 個(gè)或 3 個(gè)空氣閥門時(shí),開兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)。  ( 10)脫水機(jī)按水處理工藝要求工作,單體為自動(dòng)化組。  設(shè)備與其在工藝中代號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表如表 1A 和表 1B 所示。 (見附錄 3)  位監(jiān)控管理機(jī)  過通信電纜將采集參數(shù)傳送給上位監(jiān)控管理機(jī),通過上位監(jiān)控管理機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有關(guān)參數(shù)變化,并保留一段時(shí)間的數(shù)據(jù),形成變化曲線。同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所控設(shè)備工作狀態(tài),具有設(shè)備故障報(bào)警、 參數(shù)打印等功能 。  擬顯示評(píng)  可以直觀地了解格柵除污機(jī)、水泵、空氣閥門、潷水器、剩余污泥泵、脫水機(jī)等主要設(shè)備的工作狀態(tài)。  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 第 4 章  硬件部分設(shè)計(jì)  機(jī)的控制電路  電機(jī)控制分為本地控制和遠(yuǎn)程 動(dòng)控制。配電線依次經(jīng)過斷路器1流接觸器 1繼電器 1電機(jī)進(jìn)行供電。電路圖中元件的功能如下 11:  圖 4電機(jī)電氣原理控制圖  斷路器 1路器(曾稱自動(dòng)開關(guān))在電路中主要起到短路和過載保護(hù)作用,還可有欠電壓保護(hù)和遠(yuǎn)距離分?jǐn)嚯娫吹裙δ埽部梢灾苯硬僮鞑活l繁 起動(dòng)電動(dòng)機(jī)和電路轉(zhuǎn)換作用。一般情況下,斷路器閉合,只有當(dāng)電機(jī)發(fā)生短路或者過載時(shí),短路其動(dòng)作,斷開線路,停止電機(jī),起到保護(hù)作用。  交流接觸器 1觸器主要控制對(duì)象為電動(dòng)機(jī),也可用來控制其他電力負(fù)載。交流接觸器 的觸頭有主觸頭和輔助觸頭,觸頭又 分為常開觸頭和常閉觸頭, 當(dāng)交流接觸器線圈動(dòng)作時(shí),常開觸頭閉合,常閉觸頭斷,對(duì)電機(jī)的控制還 要通過對(duì)交流接觸器線圈的控 制 來實(shí)現(xiàn)。  熱繼 電器 1機(jī)過載時(shí),電流變大,熱繼電器 1作,切斷電路,買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用 12 。  主令開關(guān) 令開關(guān)主要 用于本地控制與 程控制之間的切換。當(dāng)主令開關(guān)觸點(diǎn)接通時(shí),為本地電控柜控制。觸點(diǎn)接通時(shí),為遠(yuǎn)程 制。主令開關(guān)實(shí)現(xiàn)本地控制和遠(yuǎn)程 制之間的轉(zhuǎn)換。  由控制原理圖 4以看出,當(dāng)  N 之間加上 220V 的電壓時(shí),紅色電源指示燈 1,作為控制的電源指示??刂品譃殡娍毓窬偷乜刂坪统炭刂?,主要通過主令開關(guān) 選擇,當(dāng)主令開關(guān)選擇時(shí)(電控柜就地控制),按動(dòng)起動(dòng)按鈕 1于停機(jī)按鈕 1熱繼電器 1常閉狀態(tài),電路導(dǎo)通,交流接觸器 1電動(dòng)作(吸合), 1一個(gè)常開觸點(diǎn)也動(dòng)作(變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),即電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)),同時(shí)電機(jī)運(yùn)行指示燈 1時(shí),松開起動(dòng)按鈕 1于 1一個(gè)常開觸點(diǎn)閉合將 1接,所以交流接觸器 1持通電狀態(tài),其主觸頭導(dǎo)通,電機(jī)起動(dòng)。停機(jī)時(shí),按動(dòng)停機(jī)按鈕 1于 1一常閉按鈕,所以按動(dòng)時(shí)變?yōu)閿嚅_狀態(tài),下面的交流接觸器便停止供電,自動(dòng)斷開,其常開觸點(diǎn)也為斷開狀態(tài),電機(jī)停止運(yùn)行,運(yùn)行指示燈 1。如果電機(jī)運(yùn)行在過載狀態(tài)下,當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間時(shí),熱繼電器 1作,交流接觸器 1于 電源斷開,電機(jī)停止,并且無法自動(dòng)起動(dòng)。  電機(jī) 的遠(yuǎn)程控制是通過控制自控柜中的直流繼電器( 的吸合來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)主令開關(guān)由轉(zhuǎn)向時(shí),此時(shí),即使電機(jī)為運(yùn)行狀態(tài),由于交流接觸器的斷路,也將自動(dòng)停機(jī)。導(dǎo)通時(shí), 測(cè)到相應(yīng)的信號(hào),即認(rèn)為電機(jī)為遠(yuǎn)程控制。當(dāng) 為應(yīng)該起動(dòng)電機(jī)時(shí),  間形成 24V 的直流電壓, 24V 繼電器 1合,從而交流接觸器 1合,電機(jī)起動(dòng),運(yùn)行信號(hào)經(jīng)過 1一個(gè)常開觸點(diǎn)反饋到 狀態(tài)輸入端。  門的控制電路  閥門的電氣控制原理:閥門的電氣控制電路如下圖 4閘閥電機(jī)的主 接 線圖中,通過 兩個(gè)接觸器 1 2控制閘閥電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn);控制電路中, 1為電源指示, 1閘閥門打開(電機(jī)正轉(zhuǎn))按鈕, 2機(jī)反轉(zhuǎn))按鈕;手動(dòng)自動(dòng)選由具有兩個(gè)常開觸點(diǎn)與兩個(gè)常閉觸點(diǎn)的主令開關(guān) 實(shí)現(xiàn);為了 防 止打開關(guān)閉兩種情況同時(shí)出現(xiàn),造成短 路的后果,用兩個(gè)接觸器常閉觸點(diǎn)來互相限制兩個(gè)接觸器,形成任何時(shí) 候,只允許一個(gè)接 觸 器處于吸合狀態(tài); 閘門與閥門本身提供了機(jī)械式到位限制開買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 關(guān),有常開與常 閉觸點(diǎn),例如到閥門開到位時(shí),開 到位限制開關(guān)常閉點(diǎn)斷開,自動(dòng)斷開控制電路,完成打開控制,同時(shí)常開觸點(diǎn)向 供閘閥門打開與關(guān)閉狀態(tài)。  圖 4門電氣原理控制圖  感器  聲波傳感器  超聲波傳感器系統(tǒng)由發(fā)送器、接收器、控制部分以及電源部分構(gòu)成。發(fā)送器常使用直徑為 15右的陶瓷振子,將陶瓷振子的點(diǎn)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為超聲波能量并向空中輻射 。除穿透式超聲波傳感器外,用作發(fā)送器的陶瓷振子也可用做接收器, 陶瓷振子接收到超聲波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),將其變換為電能量,作為傳感器接收器的輸出,從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。  在超聲波檢測(cè)技術(shù)中,不管 哪 種超聲波儀器,都必須把 電能轉(zhuǎn)換超聲波發(fā)射出去,再接收回來變換成電信號(hào),完成這項(xiàng)功能的裝置就叫超聲波換能器,也稱探頭 。 將超聲波換能器置于被測(cè)液體上方,向下發(fā)射超聲波,超聲波穿過空氣介質(zhì),在遇到水面時(shí)被反射回來,又被換能器所接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),電子檢測(cè)部分檢測(cè)到這一信號(hào)后將其變成液位信號(hào)進(jìn)行顯示并輸出。由超聲波在介質(zhì)中傳播原理可知,若介質(zhì)壓力、溫度、密度、濕度等條件一買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 定,則超聲波在該介質(zhì)中傳播速度是一個(gè)常數(shù)。因此,當(dāng)測(cè)出超聲波由發(fā)射到遇到液面反射被接收所需要的時(shí)間,則可換算出超聲波通過的路程,即得到了液位的數(shù)據(jù)。 圖 4圖 4 別為超聲波震蕩電路和超聲波接收電路。  3  1 4 0 S 2 S+ 1 2 聲波震蕩電路  V T 1 V T 22 2 k 2 2 k 1 .5 7  9 k 1 0 k 1 00    1 4 7   4 0 S 2 R+5輸出圖 4聲波接收電路  買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 解氧傳感器 &nb

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