水處理的實習(xí)報告

1、西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校課題：關(guān)于在西安恒圭建筑安裝有限公司技術(shù)員崗位的實習(xí)報告 系別：機(jī)械工程系 專業(yè)：機(jī)械制造與自動化 班級：機(jī)制1247 姓名：陳長星目錄一、實習(xí)目的及內(nèi)容3二、公司介紹及崗位情況3三、工藝流程3四、實習(xí)體會11五、參考文獻(xiàn)11一、實習(xí)目的及內(nèi)容本次實習(xí)時間2012年3月5日，地點西安恒圭建筑安裝有限公司。在廠技術(shù)人員介紹下，我們一行10多名學(xué)徒深入了解和記錄了污水處理工藝過程中的各個環(huán)節(jié)，并實地參觀和認(rèn)識了相關(guān)設(shè)備、器件等等硬件配套，以及位于中控室的軟件組態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)。這些實踐活動，對于在校大專學(xué)生是非常難得和寶貴的，有了這些緊跟實際的知識儲備，才能讓我們自動化專業(yè)學(xué)生

2、走得更好、更遠(yuǎn)！二、公司介紹以及崗位情況西安恒圭建筑安裝有限公司是一家銷售安裝和技術(shù)服務(wù)為一體的高新環(huán)保企業(yè)。公司以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，全心致力于人類水質(zhì)改造，提供各種規(guī)格純水設(shè)備、海水苦咸水淡化設(shè)備、edi裝置、手動及全自動離子交換設(shè)備、過濾凈化設(shè)備、疊片式過濾器、軟水設(shè)備、成套加藥、消毒殺菌裝置及生活、石油、化工污水處理工程等。 公司技術(shù)力量雄厚，配套設(shè)施完善，售后服務(wù)及時。提供從水處理工程設(shè)計到設(shè)備安裝調(diào)試與終生售后一條龍服務(wù)，先后為國內(nèi)石油行業(yè)及其他領(lǐng)域提供千套水處理裝置。公司以西安各高校為科技依托，集水處理行業(yè)專家，融現(xiàn)代企業(yè)管理理念，打造了一支水處理市場的精英團(tuán)隊。在實習(xí)期間，作為后備

3、技術(shù)員深入了解和記錄了污水處理工藝過程中的各個環(huán)節(jié)，并實地參觀和認(rèn)識了相關(guān)設(shè)備、器件等等硬件配套，以及位于中控室的軟件組態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)。三、工藝過程1、工藝流程圖 污水處理廠的工藝流程描述如下：通過進(jìn)水管道引進(jìn)所轄范圍內(nèi)的城市污水，經(jīng)過粗格柵、細(xì)格柵，進(jìn)行初步的物理除污，在沉砂池旋流中將砂子沉淀下來，并通過卡車輸出。然后，將污水送入生物反應(yīng)池，經(jīng)過缺氧、厭氧、好氧三重生物反應(yīng)，除去污水中大量的n、p等元素，其中，會由脫水過程將污泥輸出。最后，被處理過的水經(jīng)過沉淀池排到盤龍江以及中水回收站。如1圖所示，粗格柵細(xì)格柵沉砂池生物反應(yīng)池沉淀池中水回用、盤龍江鼓風(fēng)機(jī)房濃縮池脫水機(jī)污泥外溢進(jìn)水 管道 在線監(jiān)

4、測（流量、cod、ph值） 2、相關(guān)圖片 圖3進(jìn)水泵 圖4 現(xiàn)場檢測設(shè)備 圖5生物反應(yīng)池 圖6生物反應(yīng)池 圖7 脫水機(jī)3、改良的a2/o工藝?yán)ッ鞯谖逦鬯幚韽S采用改良的a2/o工藝，改良的a2/o工藝綜合了a2/o工藝和改良uct的優(yōu)點，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于a2/o 工藝。改良a2/o 工藝處理流程簡圖，如圖9所示： 圖8 改良a2/o 工藝處理流程簡圖改良a2/o工藝工藝原理是針對高效生物脫氮除磷，工藝運行可靠，運行管理方便，抗沖擊負(fù)荷能力強，運行穩(wěn)定。4、plc介紹plc是應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化(fa)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims)內(nèi)占

5、重要地位。今天的plc功能，遠(yuǎn)不僅是替代傳統(tǒng)的繼電器邏輯。在實習(xí)過程中，我看到了多處工藝?yán)玫搅丝删幊炭刂破鱬lc（其中，以西門子產(chǎn)品為主），如鼓風(fēng)機(jī)房、進(jìn)水泵控制，等等。 圖9 西門子plc控制柜系統(tǒng)的硬件組plc在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中早己得到了廣泛的應(yīng)用。以plc的控制功能而言，plc 具有嚴(yán)謹(jǐn)、方便、易編程、易安裝、可靠性高等優(yōu)點。它通用性強，適應(yīng)面廣,特別在數(shù)字量輸入輸出等邏輯控制領(lǐng)域有無可比擬的優(yōu)點。plc具有豐富的邏輯控制指令和高級應(yīng)用指令，它提供高質(zhì)量的硬件、高水平的系統(tǒng)軟件平臺和易學(xué)易編程的應(yīng)用軟件平臺。另外，plc即有自身的網(wǎng)絡(luò)體系又有開放i/0及通訊接口，很容易組建網(wǎng)絡(luò)并實現(xiàn)

6、遠(yuǎn)程訪問。污水處理主要是順序邏輯控制，這正是plc控制的優(yōu)勢所在。在眾多的plc生產(chǎn)廠家中，西門子公司的s7300系列產(chǎn)品以其較高的性價比成為眾多用戶的首選。s7300是模塊化的小型plc系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛的組合以用于擴(kuò)展。接口模塊（im）用于多機(jī)架配置時連接主機(jī)架（cr）和擴(kuò)展機(jī)架（er），s7300通過分布式的主機(jī)架（cr）和二個擴(kuò)展機(jī)架（er）可以操作多達(dá)24個模塊。中央處理單元（cpu）集成有profibusdp和mpi通訊接口，多點接口（mpi）用于同時連接編程器、pc機(jī)和人機(jī)界面等。信號模塊（sm）用于數(shù)字量和模擬量的

7、輸入輸出。在設(shè)計當(dāng)中，根據(jù)設(shè)備的情況和廠方用戶的要求，對主控制器plc的硬件配置如下圖。在這個配置中， cpu模塊采用3152dp，數(shù)字量輸入（di）采用sm321模塊，數(shù)字量輸出（do） 采用 sm322模塊，模擬量輸入（ai） 采用 sm331模塊，模擬量輸出（ao） 采用 sm332模塊。在現(xiàn)場實際中，數(shù)字量輸入輸出（di/do），模擬量輸入輸出（ai/ao）都有部分冗余，以備系統(tǒng)臨時擴(kuò)充需要。由et200m模塊組成的遠(yuǎn)程從站可就近放置在現(xiàn)場，利用 siemens公司工業(yè)現(xiàn)場總線profibus-dp完成主從通訊。通過設(shè)置從站的方法可把地理位置相對分散的設(shè)備的控制信號，用一根現(xiàn)場總線送到

8、plc主站，這樣不但可節(jié)約大量的電纜，同時系統(tǒng)的可靠性也有了很大的提高。在本系統(tǒng)中，plc主站共下設(shè)2個 et200m遠(yuǎn)程從站。從站1放置在鼓風(fēng)機(jī)房，實現(xiàn)對鼓風(fēng)機(jī)房的數(shù)據(jù)采集和控制。從站2放置在污泥泵房，實現(xiàn)對污泥泵房的數(shù)據(jù)采集和控制。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使用一臺工程師站和一臺操作員站。兩臺工業(yè)計算機(jī)分別采用siemens公司cp5611網(wǎng)卡通過profibus-s7數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)完成計算機(jī)與plc主站之間的數(shù)據(jù)通訊。操作員站的畫面組態(tài)軟件選用siemens公司的wincc完成用戶二次軟件的開發(fā)。圖10 系統(tǒng)硬件示意圖5、控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)根據(jù)對現(xiàn)場污水處理工藝的了解和操作人員的具體要求和建議 ，以及

9、以往系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗，可把系統(tǒng)的控制功能實現(xiàn)分為上位機(jī)實現(xiàn)和下位機(jī)實現(xiàn)。下面將依次分別介紹。5.1 下位機(jī)plc控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)： 手動操作。 plc遠(yuǎn)程手動遙控操作。 全自動操作三種方式。前兩種方式一般只在設(shè)備調(diào)試或維修時使用，系統(tǒng)主要以全自動操作方式為主。在這種方式下，各類泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開、停，各種工況的切換都由可編程控制器按照預(yù)先編制的程序自動生成，不需要操作人員干預(yù)。每種工況的運行時間及各種測量參數(shù)均可以在線或離線調(diào)整，每臺設(shè)備和每種工況的運行情況也都可以由plc系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。現(xiàn)場的泵類、風(fēng)機(jī)、攪拌器等信號通過plc的控制轉(zhuǎn)化也在上位機(jī)上顯示。這樣，既能對設(shè)備開關(guān)量，如各類泵、風(fēng)機(jī)、

10、攪拌器等的開停進(jìn)行控制，又能對現(xiàn)場的模擬量：好氧池內(nèi)的溶解氧、消化池的泥溫等進(jìn)行調(diào)節(jié)，使全廠的工藝、設(shè)備運行得到全面的控制。5.2上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)： 提供工藝過程參數(shù)檢測流程圖，模擬量顯示圖，模擬量棒圖，趨勢圖等動態(tài)畫面顯示各主要設(shè)備運行時間參數(shù)和控制回路參數(shù)設(shè)置畫面。據(jù)此操作人員或工藝員可對整個工藝和設(shè)備有一個詳細(xì)和形象的了解。 系統(tǒng)主要參數(shù)和報警信號登錄。登錄數(shù)據(jù)可供工藝人員和控制系統(tǒng)設(shè)計人員參考，以分析設(shè)備運行情況，進(jìn)一步改進(jìn)控制方案，提高系統(tǒng)的運行效率。并對故障設(shè)備及超越儀表設(shè)定值閃爍報警，提醒操作人員采取相應(yīng)措施，確保了生產(chǎn)安全同時給出可能的故障原因和解決辦法。 可通過鍵盤（

11、或鼠標(biāo)）直接控制現(xiàn)場設(shè)備，如啟動或停止各類泵、風(fēng)機(jī)、閥、攪拌器、刮泥橋等。 進(jìn)入和退出系統(tǒng)的口令保護(hù)，以免非工作人員進(jìn)入系統(tǒng)或隨意中斷運行中的系統(tǒng)。6、系統(tǒng)軟件設(shè)計用戶的軟件設(shè)計質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的控制質(zhì)量和人員設(shè)備的安全，所以開發(fā)一套功能完善、可靠性高的軟件尤顯重要。 根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，用戶的軟件設(shè)計同樣分為上位機(jī)軟件設(shè)計和下位機(jī)軟件設(shè)計，下面將分別給予介紹。6.1 下位機(jī)程序設(shè)計plc主站的用戶程序是在基于siemens公司的simatic step7 v5.1軟件平臺上完成硬件組態(tài)、地址和站址的分配以及用戶程序的設(shè)計開發(fā)的，在主程序（obi）中將各種控制功能和各站點間的通訊數(shù)據(jù)分

12、別編寫在不同的子程序（功能塊fb、db fc）中。在本系統(tǒng)中，根據(jù)所控制設(shè)備的實際情況，可把整個污水處理流程分為若干個分流程，每個分流程對應(yīng)一個功能（fc）或功能塊（fb）,例如粗隔柵控制（fc1），細(xì)隔柵控制（fc3），好氧沉砂池控制（fc4），生化反應(yīng)池控制（fb1）等。另外還有一些中間轉(zhuǎn)換控制模塊，例如從溫度傳感器上通過plc的模擬量輸入模塊中得到的數(shù)據(jù)必須通過量程轉(zhuǎn)換才能變成實際的溫度值，通過編寫單獨的模塊fc8，完成從 word到實數(shù)的轉(zhuǎn)換?？紤]到傳感器測到的溫度可能由于干擾信號在極短的時間內(nèi)出現(xiàn)階躍，為避免干擾，采用在10秒內(nèi)采集5個溫度，平均這5個溫度，從而有效的避免了干擾。重點

13、介紹一下好氧池的控制。 好氧池是全廠的核心構(gòu)筑物，污水在池中通過微生物的凈化作用達(dá)到去除有機(jī)物的目的。因微生物為好氧菌，如供氧量過少會造成細(xì)菌大量死亡，不利于微生物的生長，會直接影響處理效果。但供氧量過大，不僅使能耗增高，增大運行費用，而且會形成小而重的易沉淀絮體作用使水質(zhì)惡化。因此控制水中的含氧量是污水處理過程控制中關(guān)鍵的任務(wù)之一。根據(jù)工藝要求，該廠設(shè)有6臺鼓風(fēng)機(jī)用于向好氧池供氧，其中有1臺變頻風(fēng)機(jī)。我們在好氧池的不同地點設(shè)有6塊溶解氧測試儀（即do儀）測量池中的含氧量。好氧池的控制思路是通過計算機(jī)給這些do儀設(shè)置一個測量范圍，當(dāng)進(jìn)水量達(dá)到平衡，池中懸浮物濃度合乎標(biāo)準(zhǔn)時，一旦水中含氧突破這個

14、范圍，plc就會收到現(xiàn)場溶解氧儀反饋回的報警信號。plc便根據(jù)現(xiàn)場測量值來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量。鼓風(fēng)機(jī)的開啟臺數(shù)由plc根據(jù)溶解氧的平均值來控制，plc每隔10 min判斷一次好氧池內(nèi)的溶解氧值，溶解氧低于設(shè)定下限時調(diào)頻風(fēng)機(jī)增加 10%。若調(diào)頻風(fēng)機(jī)己達(dá)最大值，則增開一臺普通分風(fēng)機(jī)，溶解氧高于設(shè)定上限時調(diào)頻風(fēng)機(jī)減少10%，若調(diào)頻風(fēng)機(jī)己達(dá)最小值，則關(guān)閉一臺普通風(fēng)機(jī).圖11 好氧池控制流程圖6.2 上位機(jī)程序設(shè)計上位機(jī)的編程平臺采用siemens公司的simatic wincc5.1。在工程師站安裝wincc-rc用于開發(fā)，操作員站安裝wincc-rt用于運行， wincc運行于 windows nt v4.

15、0操作系統(tǒng)平臺之上，以增加系統(tǒng)運行安全和穩(wěn)定性。wincc通過讀取下位機(jī)的db塊，在上位機(jī)顯示對應(yīng)的狀況，如顯示實際溫度、水泵的開閉狀態(tài)等。另外可以把上位機(jī)的操作命令傳到下位機(jī)的db塊中，來實現(xiàn)對下位機(jī)的在線操作。在本系統(tǒng)中，通過共享數(shù)據(jù)塊db1把下位機(jī)的工作狀態(tài)傳到上位機(jī)，通過共享數(shù)據(jù)塊db2把上位機(jī)的命令傳到下位機(jī)。plc的應(yīng)用特點： 可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至

16、數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)將極高的可靠性。 配套齊全，功能完善，適用性強plc發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，plc大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容

17、易。 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎plc是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 系統(tǒng)的設(shè)計，工作量小，維護(hù)方便，容易改造plc用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不

18、當(dāng)，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設(shè)備的失控和誤動作，從而不能保證plc的正常運行，要提高plc控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求plc生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求設(shè)計、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。四 實習(xí)體會 此次實習(xí)雖然時間短，過程簡單，但在技術(shù)人員和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，我學(xué)到了許多關(guān)于生產(chǎn)工藝、自動控制技術(shù)、工廠管理等方面的知識；雖然以參觀為主，沒有動手實踐的機(jī)會，但是，有了這些被應(yīng)用于實際的理論知識，再加上在校學(xué)習(xí)的書本知識，我相信，我會對自動化知識有一個更全面的認(rèn)識和理解！實習(xí)期間，拓展了自己的知識面，學(xué)習(xí)了很多學(xué)校以外的知識，甚至在學(xué)校難以學(xué)到