I processi di pulizia meccanica includono il filtraggio dell'acqua attraverso griglie, l'intrappolamento della sabbia e la sedimentazione primaria. Lo schema a blocchi dell'automazione dei processi meccanici di trattamento delle acque reflue è mostrato in fig. 52.

Fig.52. Schema strutturale di ACS:

1 - camera di distribuzione; 2 – griglia di pita a gradini; 3 - dissabbiatore orizzontale; 4 - vasca di sedimentazione primaria; 5 - bunker di sabbia

Le griglie vengono utilizzate per catturare grandi impurità meccaniche dalle acque reflue. Quando si automatizzano i vagli, il compito principale è controllare rastrelli, frantumatori, nastri trasportatori e cancelli sul canale di ingresso. L'acqua passa attraverso la griglia, sulla quale vengono trattenute le impurità meccaniche, quindi, man mano che i rifiuti si accumulano, la griglia a gradini si accende e viene ripulita dai rifiuti I dispositivi automatici sulle griglie si accendono quando aumenta la differenza di livello delle acque reflue prima e dopo le griglie. L'angolo di inclinazione del reticolo è di 60 circa -80 circa. Il rastrello viene spento da un dispositivo di contatto che viene attivato quando il livello scende a un valore predeterminato o utilizzando un relè temporizzato (dopo un certo periodo di tempo).

Inoltre, dopo la ritenzione di grandi impurità meccaniche, il deflusso viene inviato a trappole di sabbia, progettate per catturare sabbia e altri contaminanti minerali non disciolti dalle acque reflue. Il principio di funzionamento della trappola di sabbia si basa sul fatto che, sotto l'influenza della gravità, le particelle il cui peso specifico è maggiore del peso specifico dell'acqua, mentre si muovono insieme all'acqua, cadono sul fondo.

Il dissabbiatore orizzontale è costituito da una parte lavorante, dove si muove il flusso, e da una parte sedimentaria, la cui funzione è quella di raccogliere e immagazzinare la sabbia precipitata fino alla sua rimozione Movimento delle acque reflue 0,1 m/s. I dispositivi automatici nei dissabbiatori vengono utilizzati per rimuovere la sabbia quando raggiunge il livello limite. Per normale e lavoro efficace trappole di sabbia, è necessario monitorare e controllare il livello dei sedimenti, se supera il valore consentito, verrà agitato e l'acqua sarà inquinata da sostanze precedentemente depositate. Inoltre, la rimozione automatica della sabbia può essere effettuata a determinati intervalli stabiliti sulla base dell'esperienza operativa.

L'effluente entra quindi nel chiarificatore primario per trattenere le sostanze galleggianti e precipitanti. L'acqua si sposta lentamente dal centro verso la periferia e si fonde in un avvallamento periferico con fori allagati. .Per rimuovere i sedimenti dalle acque reflue, viene utilizzata una capriata metallica a rotazione lenta con raschiatori montati su di essa, che rastrellano il sedimento al centro del pozzetto, da dove viene periodicamente pompato fuori da un elevatore idraulico. Il tempo di permanenza (assestamento) del liquido di scarto è di 2 ore, la velocità del movimento dell'acqua è di 7 m/s.

Automazione del processo di trattamento fisico e chimico delle acque reflue

Nei sistemi di trattamento delle acque reflue con metodi fisici e chimici, la flottazione a pressione è ampiamente utilizzata. Con questo metodo di purificazione, le acque reflue vengono saturate di gas (aria) sotto pressione eccessiva, che poi diminuisce rapidamente fino alla pressione atmosferica.

Sulla fig. 53 mostra uno schema a blocchi dell'ACP con la stabilizzazione della qualità dell'acqua depurata variando la portata del flusso di ricircolo, che porta la fase gas fine alla cella di flottazione.

Il sistema è composto da una vasca di flottazione 1, un misuratore di torbidità 2-1, che misura la concentrazione di particelle sospese nell'acqua depurata, un dispositivo di segnalazione 2-3, un flussimetro 1-1, un regolatore 1-2, valvole di controllo 1 -3, che regola il flusso di acque reflue in ingresso al flottatore, e la valvola 2-2, che regola la portata del flusso di circolazione saturo di aria nel ricevitore di pressione 2.

Il segnale che si ha quando la concentrazione di solidi sospesi nell'acqua all'uscita del flottatore supera un valore prefissato viene inviato dal torbidimetro 2-1 al regolatore, che attraverso la valvola 2-2 aumenta la portata di ricircolo. La nuova quantità di gas riduce la torbidità degli effluenti trattati. Contemporaneamente, all'aumentare della portata del ricircolo attraverso la vasca di flottazione, all'uscita del flussometro 1-1 compare un segnale di deviazione che viene inviato al regolatore 1-2. Questo regolatore dopo 1-3 riduce il flusso di acque reflue nello skimmer, garantendo la costanza del flusso totale attraverso di esso.

Riso. 53. Schema dell'ACP del processo di trattamento delle acque reflue mediante flottazione a pressione

introduzione

Parte teorica

1.1 Fondamenti del funzionamento del trattamento delle acque reflue

2 Analisi dei moderni metodi di trattamento delle acque reflue

3 Analisi della possibilità di automazione dei processi di trattamento delle acque reflue

4 Analisi dell'hardware esistente (controllori programmabili logici PLC) e degli strumenti software

5 Conclusioni sul primo capitolo

2. Circuiti

2.1 Sviluppo di un diagramma a blocchi del livello dell'acqua per il riempimento del serbatoio

2.2 Sviluppo di un diagramma funzionale

3 Calcolo dell'organismo di regolamentazione

4 Determinazione delle impostazioni del controller. Sintesi di ACS

5 Calcolo dei parametri dell'ADC integrato

2.6 Conclusione sul secondo capitolo

3. Parte software

3.1 Sviluppo di un algoritmo per il funzionamento del sistema ACS in ambiente CoDeSys

3.2 Sviluppo del programma in ambiente CoDeSys

3 Sviluppo di un'interfaccia per la visualizzazione visiva delle informazioni di misura

4 Conclusioni sul terzo capitolo

4. Parte organizzativa ed economica

4.1 Efficienza economica dei sistemi di controllo di processo

2 Calcolo dei principali costi del sistema di controllo

3 Organizzazione dei processi produttivi

4.4 Conclusioni sulla quarta sezione

5. Sicurezza della vita e protezione dell'ambiente

5.1 Sicurezza della vita

2 Tutela dell'ambiente

3 Conclusioni sul quinto capitolo

Conclusione

Bibliografia

introduzione

In tutti i tempi sono stati realizzati insediamenti umani e la collocazione di impianti industriali nelle immediate vicinanze di corpi d'acqua dolce utilizzati per scopi potabili, igienici, agricoli e industriali. Nel processo di utilizzo umano dell'acqua, ha cambiato le sue proprietà naturali e in alcuni casi è diventata pericolosa dal punto di vista sanitario. Successivamente, con lo sviluppo delle attrezzature ingegneristiche delle città e degli impianti industriali, si è reso necessario predisporre metodi organizzati per deviare i flussi di acque reflue contaminate attraverso apposite strutture idrauliche.

Attualmente, l'importanza dell'acqua dolce come materia prima naturale è in costante aumento. Se utilizzata nella vita quotidiana e nell'industria, l'acqua è contaminata da sostanze di origine minerale e organica. Questa acqua è chiamata acqua di scarico.

A seconda dell'origine delle acque reflue, possono contenere sostanze tossiche e agenti patogeni di varie malattie infettive. I sistemi di gestione dell'acqua delle città e delle imprese industriali sono dotati di moderni complessi di condotte a gravità e pressione e altre strutture speciali che effettuano la deviazione, la purificazione, la neutralizzazione e l'uso dell'acqua e delle precipitazioni. Tali complessi sono chiamati un sistema di drenaggio. I sistemi di drenaggio forniscono anche il drenaggio e la purificazione dell'acqua piovana e di disgelo. La realizzazione di reti fognarie è stata determinata dalla necessità di garantire normali condizioni di vita alla popolazione di città e paesi e mantenere un buono stato dell'ambiente naturale.

Sviluppo industriale e crescita urbana in Europa nel XIX secolo. Hanno portato alla costruzione di canali di drenaggio. Un forte impulso allo sviluppo delle acque reflue urbane fu l'epidemia di colera in Inghilterra nel 1818. Negli anni successivi, in questo paese, grazie agli sforzi del parlamento, sono state prese misure per sostituire i canali aperti con quelli sotterranei e approvati gli standard di qualità per le acque reflue scaricate nei corpi idrici e organizzato il trattamento biologico delle acque reflue domestiche nei campi di irrigazione.

Nel 1898 fu messo in funzione a Mosca il primo sistema di drenaggio, che comprendeva reti di drenaggio per gravità e pressione, una stazione di pompaggio e i campi di irrigazione di Lublino. È diventata l'antenata del più grande sistema di trattamento delle acque reflue e delle acque reflue di Mosca in Europa.

Di particolare importanza è lo sviluppo di un moderno sistema di smaltimento delle acque reflue domestiche e industriali, che garantisca un elevato grado di protezione dell'ambiente naturale dall'inquinamento. I risultati più significativi sono stati ottenuti nello sviluppo di nuovi soluzioni tecnologiche in materia di uso efficiente dell'acqua nei sistemi di acque reflue e trattamento delle acque reflue industriali.

I prerequisiti per la riuscita soluzione di questi problemi nella costruzione di sistemi di drenaggio sono gli sviluppi realizzati da specialisti altamente qualificati che utilizzano gli ultimi risultati della scienza e della tecnologia nel campo della costruzione e ricostruzione di reti di drenaggio e impianti di trattamento.

1. Parte teorica

1 Fondamenti del funzionamento del trattamento delle acque reflue

Acque reflue: qualsiasi acqua e precipitazione scaricata nei corpi idrici dai territori delle imprese industriali e delle aree popolate attraverso il sistema fognario o per gravità, le cui proprietà sono state degradate a causa dell'attività umana.

Le acque reflue possono essere classificate in base alla fonte di origine in:

) Le acque reflue industriali (industriali) (formate in processi tecnologici durante la produzione o l'estrazione mineraria) vengono scaricate attraverso un sistema fognario industriale o combinato.

) Le acque reflue domestiche (domestiche-fecali) (formate in locali residenziali, nonché in locali domestici al lavoro, ad esempio docce, servizi igienici) vengono scaricate attraverso un sistema di fognatura domestica o combinata.

) Le acque reflue superficiali (divise in pioggia e scioglimento, cioè formatesi durante lo scioglimento di neve, ghiaccio, grandine), di norma, vengono scaricate attraverso un sistema fognario. Può anche essere chiamato "scarichi di tempesta".

Le acque reflue industriali, a differenza delle acque reflue atmosferiche e domestiche, non hanno una composizione costante e possono essere suddivise in:

) Composizione dei contaminanti.

) Concentrazioni di inquinanti.

) Proprietà inquinanti.

) acidità.

) Effetto tossico ed effetto degli inquinanti sui corpi idrici.

Lo scopo principale del trattamento delle acque reflue è l'approvvigionamento idrico. Il sistema di approvvigionamento idrico (di un'area popolata o di un'impresa industriale) deve garantire la ricezione di acqua da fonti naturali, la sua purificazione, se ciò è causato dalle esigenze dei consumatori e l'approvvigionamento ai luoghi di consumo.

Schema di approvvigionamento idrico: 1 - fonte di approvvigionamento idrico, 2 - impianto di presa dell'acqua, 3 - stazione di pompaggio I lift, 4 - impianti di trattamento, 5 - serbatoio di acqua pulita, 6 - stazione di pompaggio II lift, 7 - condotte idriche, 8 - torre dell'acqua, 9 - rete di distribuzione dell'acqua.

Per eseguire questi compiti, le seguenti strutture sono generalmente incluse nel sistema di approvvigionamento idrico:

) Impianti di presa dell'acqua, con l'aiuto dei quali l'acqua viene ricevuta da fonti naturali.

) Strutture di sollevamento dell'acqua, ovvero stazioni di pompaggio che forniscono acqua ai luoghi della sua depurazione, stoccaggio o consumo.

) Impianti per il trattamento delle acque.

) Condotte e reti di approvvigionamento idrico che servono a trasportare e fornire acqua ai luoghi del suo consumo.

) Torri e serbatoi che svolgono il ruolo di serbatoi di regolazione e riserva nel sistema di approvvigionamento idrico.

1.2 Analisi dei moderni metodi di trattamento delle acque reflue

I moderni metodi di trattamento delle acque reflue possono essere suddivisi in meccanico, fisico-chimico e biochimico. Nel processo di trattamento delle acque reflue si formano fanghi che vengono sottoposti a neutralizzazione, disinfezione, disidratazione, essiccazione ed è possibile il successivo smaltimento dei fanghi. Se, in base alle condizioni per lo scarico delle acque reflue in un serbatoio, è richiesto un grado di trattamento più elevato, dopo le strutture per il trattamento biologico completo delle acque reflue, vengono predisposte strutture per il trattamento profondo.

Gli impianti di trattamento meccanico delle acque reflue sono progettati per trattenere le impurità non disciolte. Questi includono griglie, setacci, trappole di sabbia, vasche di decantazione e filtri di vari design. Reticoli e setacci sono destinati alla detenzione di grande inquinamento di origine organica e minerale.

Le trappole di sabbia vengono utilizzate per separare le impurità della composizione minerale, principalmente sabbia. Le vasche di sedimentazione intrappolano i contaminanti sedimentari e galleggianti delle acque reflue.

Per il trattamento delle acque reflue industriali contenenti contaminanti specifici vengono utilizzate strutture denominate trappole per grassi, trappole per olio, trappole per olio e catrame, ecc.

Gli impianti di trattamento meccanico delle acque reflue sono una fase preliminare prima del trattamento biologico. Con il trattamento meccanico delle acque reflue urbane è possibile trattenere fino al 60% dei contaminanti non disciolti.

I metodi fisici e chimici per il trattamento delle acque reflue urbane, tenendo conto degli indicatori tecnici ed economici, sono usati molto raramente. Questi metodi sono utilizzati principalmente per il trattamento delle acque reflue industriali.

I metodi di trattamento fisico e chimico delle acque reflue industriali comprendono: trattamento con reagenti, assorbimento, estrazione, evaporazione, degassamento, scambio ionico, ozonizzazione, elettroflottazione, clorazione, elettrodialisi, ecc.

I metodi di trattamento biologico delle acque reflue si basano sull'attività vitale dei microrganismi che mineralizzano i composti organici disciolti, che sono fonti di cibo per i microrganismi. Le strutture di trattamento biologico possono essere suddivise condizionatamente in due tipi.

Figura 3 - Schema di trattamento delle acque reflue sui biofiltri

Schema di trattamento delle acque reflue sui biofiltri: 1 - griglia; 2 - trappola di sabbia; 3 - conduttura per la rimozione della sabbia; 4 - pozzetto primario; 5 - uscita fanghi; 6 - biofiltro; 7 - irrigatore a getto; 8 - punto di clorazione; 9 - pozzetto secondario; 10 - rilascio.

Il trattamento meccanico delle acque reflue può essere eseguito in due modi:

) Il primo metodo consiste nel filtrare l'acqua attraverso griglie e setacci, a seguito dei quali vengono separate le particelle solide.

) Il secondo metodo consiste nel depositare l'acqua in speciali vasche di sedimentazione, a seguito delle quali le particelle minerali si depositano sul fondo.

Figura 4 - Schema tecnologico di un impianto di depurazione con trattamento meccanico delle acque reflue

Schema tecnologico: 1 - acque reflue; 2 - grate; 3 - trappole di sabbia; 4 - vasche di decantazione; 5 - miscelatori; 6 - serbatoio di contatto; 7 - rilascio; 8 - frantoi; 9 - piattaforme di sabbia; 10 - digestori; 11 - clorazione; 12 - cuscinetti di limo; 13 - immondizia; 14 - polpa; 15 - polpa sabbiosa; 16 - sedimento grezzo; 17 - fanghi digeriti; 18 - acqua di drenaggio; 19 - acqua di cloro.

Le acque reflue della rete fognaria entrano prima nelle griglie o nei setacci, dove vengono filtrate e componenti di grandi dimensioni - stracci, rifiuti di cucina, carta, ecc. - sono tenuti. Trattenuto da grate e reti, i componenti di grandi dimensioni vengono estratti per la disinfezione. Le acque reflue filtrate entrano nei dissabbiatori, dove vengono trattenute impurità principalmente di origine minerale (sabbia, scorie, carbone, cenere, ecc.).

1.3 Analisi della possibilità di automazione, processi di trattamento delle acque reflue

Gli obiettivi principali dell'automazione dei sistemi e delle strutture fognarie sono il miglioramento della qualità dello smaltimento delle acque e del trattamento delle acque reflue (scarico e pompaggio ininterrotti delle acque reflue, la qualità del trattamento delle acque reflue, ecc.), la riduzione dei costi operativi e il miglioramento delle condizioni di lavoro.

La funzione principale dei sistemi e delle strutture di smaltimento delle acque è quella di aumentare l'affidabilità delle strutture monitorando le condizioni delle apparecchiature e controllando automaticamente l'affidabilità delle informazioni e la stabilità delle strutture. Tutto ciò contribuisce alla stabilizzazione automatica dei parametri dei processi tecnologici e degli indicatori della qualità del trattamento delle acque reflue, risposta tempestiva alle influenze di disturbo (cambiamenti nella quantità di acque reflue scaricate, cambiamenti nella qualità delle acque reflue trattate). L'obiettivo finale dell'automazione è aumentare l'efficienza delle attività di gestione. Il sistema di gestione dell'impianto di depurazione ha le seguenti strutture: funzionale; organizzativo; informativo; Software; tecnico.

La base per la creazione di un sistema è la struttura funzionale, mentre le restanti strutture sono determinate dalla struttura funzionale stessa. In base alla caratteristica funzionale, ciascun sistema di controllo è suddiviso in tre sottosistemi:

controllo operativo e gestione dei processi tecnologici;

pianificazione operativa dei processi tecnologici;

calcolo di indicatori tecnici ed economici, analisi e pianificazione del lavoro del sistema di drenaggio.

Inoltre i sottosistemi possono essere suddivisi in livelli gerarchici secondo il criterio dell'efficienza (durata delle funzioni). Gruppi di funzioni dello stesso tipo dello stesso livello vengono combinati in blocchi.

Figura 5 - Struttura funzionale ACS per impianti di trattamento delle acque reflue

Per migliorare l'efficienza della trasmissione dei dati, della comunicazione con le sale di controllo e della gestione dello smaltimento delle acque reflue, nonché dei processi di trattamento delle acque reflue, si può consigliare di sostituire il non sempre affidabile sistema di comunicazione telefonica con uno in fibra ottica. Tuttavia, la maggior parte dei processi sistemi automatici il controllo delle reti di drenaggio, delle stazioni di pompaggio e degli impianti di trattamento delle acque reflue sarà effettuato al computer. Ciò vale anche per la contabilità, l'analisi, i calcoli della pianificazione e del lavoro a lungo termine, nonché l'implementazione dei documenti necessari per la rendicontazione sul funzionamento di tutti i sistemi e le strutture fognarie.

Per garantire il funzionamento ininterrotto delle reti fognarie, sulla base della contabilità e dell'analisi dei rapporti, è possibile effettuare una pianificazione a lungo termine che, alla fine, aumenterà l'affidabilità dell'intero complesso.

1.4 Analisi dell'hardware esistente (controllori logici programmabili PLC) e del software

I controllori logici programmabili (PLC) sono da decenni parte integrante dei sistemi di automazione degli impianti e di controllo dei processi. La gamma di applicazioni in cui vengono utilizzati i PLC è molto ampia. Questi possono variare da semplici sistemi di controllo dell'illuminazione a sistemi di monitoraggio ambientale per impianti chimici. L'unità centrale del PLC è il controllore, a cui vengono aggiunti componenti per fornire la funzionalità richiesta e che è programmato per eseguire un determinato compito specifico.

I controller sono prodotti da noti produttori di elettronica come "Siemens", "Fujitsu" o "Motorola", nonché da aziende specializzate nella produzione di elettronica di controllo, come "Texas Instruments Inc.". Naturalmente, tutti i controller differiscono non solo per funzionalità, ma anche per la combinazione di prezzo e qualità. Perché dentro questo momento I microcontrollori Siemens sono i più comuni in Europa, si possono trovare sia negli impianti di produzione che negli stand di laboratorio, quindi opteremo per un produttore tedesco.

Figura 6 - Modulo logico "LOGO"

Ambito: controllo di apparecchiature tecnologiche (pompe, ventilatori, compressori, presse) sistemi di riscaldamento e ventilazione, sistemi di trasporto, sistemi di controllo Traffico, controllo delle apparecchiature di commutazione, ecc.

La programmazione dei controllori "Siemens" - moduli "LOGO! Basic" può essere eseguita dalla tastiera con le informazioni visualizzate sul display integrato.

Tabella 1 Specifiche

Tensione di alimentazione/tensione d'ingresso: valore nominale ~115 … 240 V Frequenza AC ~47 … 63 Hz Potenza assorbita con tensione di alimentazione ~3,6 … 6,0 W / ~230 V inferiore a 5 V 12V Corrente d'ingresso: livello basso, non superiore al livello alto, non inferiore a ~0.03mA ~0.08mA/=0.12mAUscite digitali: Numero di uscite 4Isolamento galvanico SìCollegamento di un ingresso digitale come caricoPossibileIngressi analogici: Numero di ingressi 4 (I1 e I2, I7 e I8)Campo di misura=0 … 10VMassima tensione di ingresso =28.8VCustodia di protezioneIP 20Peso190g

Il processo di programmazione del controller "Siemens" si riduce alla programmazione delle funzioni richieste e all'impostazione delle impostazioni (ritardi on/off, valori contatore, ecc.). Per eseguire tutte queste operazioni, viene utilizzato un sistema di menu integrati. Il programma finito può essere riscritto in un modulo di memoria racchiuso nell'interfaccia del modulo "LOGO!".

Il microcontrollore "LOGO!", azienda tedesca "Siemens", è adatto a tutti i parametri tecnici.

Considera i microcontrollori domestici. Attualmente, non ci sono così tante imprese in Russia impegnate nella produzione di apparecchiature per microcontrollori. Al momento, un'azienda di successo specializzata nella produzione di sistemi per l'automazione del controllo è la società "OWEN", che dispone di impianti di produzione nella regione di Tula. Dal 1992 questa azienda è specializzata nella produzione di microcontrollori e sensori.

Il leader dei microcontrollori "OWEN" è una serie di controllori logici PLC.

Figura 7 - Aspetto PLC-150

PLC-150 può essere utilizzato in vari settori: dalla creazione di sistemi di controllo per oggetti di piccole e medie dimensioni e termina con la costruzione di sistemi di spedizione. Esempio Automazione del sistema di approvvigionamento idrico di un edificio utilizzando il controller OWEN PLC 150 e il modulo di uscita OWEN MVU 8.

Figura 8 - Schema di approvvigionamento idrico dell'edificio utilizzando PLC 150

Considera i principali parametri tecnici del PLC-150. Le informazioni generali sono fornite nella tabella.

Tabella 2 Informazioni generali

Design Custodia unificata per il montaggio su guida DIN (larghezza 35 mm), lunghezza 105 mm (6U), distanza tra i morsetti 7,5 mm Grado di protezione della custodiaIP20Tensione di alimentazione: PLC150&22090…264 V CA (tensione nominale 220 V) con una frequenza di 47…63 HzIndicazione del pannello frontale1 indicatore di alimentazione 6 indicatori di stato degli ingressi digitali 4 indicatori di stato delle uscite 1 indicatore di presenza della comunicazione con CoDeSys 1 indicatore di funzionamento del programma utente Potenza assorbita 6 W

Le risorse del controllore logico PLC-150 sono mostrate nella Tabella 3.

Tabella 3 Risorse

CPU Processore RISC a 32&x bit e 200 MHz basato su core ARM9 9 Capacità RAM 8 MB Memoria non volatile del programma e dell'archivio CoDeSys 4 MB Dimensioni di ritenzione e memoria 4 kV Tempo di esecuzione del ciclo PLC Minimo 250 µs (non fisso), tipico da 1 ms

Le informazioni sugli ingressi digitali sono fornite nella Tabella 4.

Tabella 4 Ingressi digitali

Numero di ingressi digitali6Isolamento galvanico degli ingressi digitali, gruppoIntensità di isolamento degli ingressi digitali1,5 kVFrequenza massima del segnale applicato all'ingresso digitale1 kHz con elaborazione software 10 kHz con contatore hardware e processore encoder

Le informazioni sugli ingressi analogici sono fornite nella tabella 5.

Tabella 5 Ingressi analogici

Numero di ingressi analogici4Tipi di segnali di ingresso unificati supportatiTensione 0...1 V, 0...10 V, -50...+50 mV Corrente 0...5 mA, 0(4)...20 mA Resistenza 0 .. .5 kOhm Tipi di sensori supportati Resistenza termica: TSM50M, TSP50P, TSM100M, TSP100P, TSN100N, TSM500M, TSP500P, TSN500N, TSP1000P, TSN1000N Termocoppie: TXK (L), TGK (J), TNN (N), TXA ( K), TPP (S ), CCI (R), TPR (V), TVR (A&1), TVR (A&2) Capacità ADC integrata16 bitResistenza interna dell'ingresso analogico: in modalità di misurazione della corrente in modalità di misurazione della tensione 0.. .10 V 50 Ohm ca. 10 kOhm ingresso analogico 0,5 s Limite di errore di misura ridotto di base per ingressi analogici 0,5 % Nessuna separazione galvanica degli ingressi analogici

La programmazione PLC-150 viene eseguita utilizzando il sistema di programmazione professionale CoDeSys v.2.3.6.1 e precedenti. CoDeSys è un sistema di sviluppo controller. Il complesso è costituito da due parti principali: l'ambiente di programmazione CoDeSys e il sistema di esecuzione CoDeSys SP. CoDeSys viene eseguito su un computer e viene utilizzato nella preparazione dei programmi. I programmi vengono compilati in codice macchina veloce e scaricati nel controller. CoDeSys SP funziona nel controller, fornisce caricamento e debug del codice, assistenza I/O e altre funzioni di servizio. Più di 250 aziende famose producono apparecchiature con CoDeSys. Migliaia di persone ci lavorano ogni giorno, risolvendo problemi di automazione industriale. Ad oggi CoDeSys è il sistema di programmazione IEC più diffuso al mondo. In pratica, funge esso stesso da standard e modello per i sistemi di programmazione IEC.

La sincronizzazione del PLC con un personal computer avviene tramite la porta "COM" presente su ogni personal computer.

Il microcontrollore dell'azienda "OWEN" di produzione domestica è adatto a tutti gli effetti. Ad esso possono essere collegati sia dispositivi di misura analogici che digitali con segnali unificati. Il controller è facilmente coordinabile con un personal computer tramite la porta "COM", c'è la possibilità di accesso remoto. È possibile coordinare PLC-150 con controllori logici programmabili di altri produttori. Il PLC-150 è programmato utilizzando il Controller Development System (CoDeSys), in un linguaggio di programmazione di alto livello.

5 Conclusioni sul primo capitolo

In questo capitolo sono stati considerati i fondamenti del funzionamento del trattamento delle acque reflue, l'analisi dei moderni metodi di trattamento e la possibilità di automatizzare questi processi.

È stata effettuata un'analisi dell'hardware esistente (controllori logici programmabili PLC) e del software per la gestione delle apparecchiature di processo nel trattamento delle acque reflue. Viene effettuata l'analisi dei produttori nazionali ed esteri di microcontrollori.

2. Circuiti

Una delle funzioni importanti dell'automazione è: controllo e gestione automatici dei processi tecnologici, equipaggiamento delle stazioni di pompaggio e impianti di trattamento, creazione di posti di lavoro automatizzati per tutte le specialità e profili di lavoro basati sulle moderne tecnologie.

La funzione principale dei sistemi e delle strutture di smaltimento delle acque è quella di aumentare l'affidabilità delle strutture monitorando le condizioni delle apparecchiature e controllando automaticamente l'affidabilità delle informazioni e la stabilità delle strutture. Tutto ciò contribuisce alla stabilizzazione automatica dei parametri dei processi tecnologici e degli indicatori della qualità del trattamento delle acque reflue, risposta tempestiva alle influenze di disturbo (cambiamenti nella quantità di acque reflue scaricate, cambiamenti nella qualità delle acque reflue trattate). L'obiettivo finale dell'automazione è aumentare l'efficienza delle attività di gestione.

Le moderne reti di drenaggio e stazioni di pompaggio dovrebbero, se possibile, essere progettate con una gestione senza la presenza costante di personale di manutenzione.

1 Sviluppo di un diagramma a blocchi del livello dell'acqua per il riempimento del serbatoio principale

Lo schema a blocchi del sistema di controllo automatico è mostrato in Figura 9:

Figura 9 - Schema a blocchi

Sul lato destro dello schema a blocchi c'è il PLC-150. Alla sua destra è presente un'interfaccia per la connessione a una rete locale (Ethernet) per l'accesso remoto al controller. Il segnale viene trasmesso digitalmente. Attraverso l'interfaccia RS-232, è coordinato con un personal computer. Poiché il controller non richiede componenti tecnici del computer, anche una "macchina" debole come Pentium 4 o modelli simili sarà sufficiente per il corretto funzionamento dell'intero sistema nel suo insieme. Il segnale tra il PLC-150 e il personal computer viene trasmesso digitalmente.

2 Sviluppo di un diagramma funzionale

Lo schema funzionale del sistema di controllo automatico del livello dell'acqua è mostrato in Figura 10:

Figura 10 schema funzionale

Parametri della funzione di trasferimento dell'oggetto di controllo

Secondo i termini di riferimento, abbiamo:

H= 3 [m] - altezza tubo.

H 0= 1,0 [m] - livello impostato.

Q n0 = 12000 [l/h]-portata nominale.

d = 1,4 [m] - diametro del tubo.

Funzione di trasferimento dell'amplificatore operazionale:

(1)

Calcoliamo i valori numerici della funzione di trasferimento.

Area della sezione del serbatoio:

(2)

Flusso nominale in entrata:

(3)

Coefficiente di trasferimento K:

(4)

Costante di tempo T:

(5)

Pertanto, la funzione di trasferimento per l'oggetto di controllo sarà simile a:

(6)

Struttura del sistema controllo automatico mostrato nella Figura 0:

Figura 11 - Schema strutturale dell'ACS

Dove: Кр.о - il coefficiente di trasferimento dell'organismo di regolamentazione (RO) del flusso in entrata Qpo;

Kd - coefficiente di trasferimento del sensore di livello h

Wp - funzione di trasferimento del controller automatico

Calcolo del guadagno del regolatore K ro :

,

Dove - variazione del flusso in entrata;

variazione del grado di apertura della valvola (in percentuale).

La dipendenza del flusso in entrata dal grado di apertura della valvola è mostrata in Figura 12:

Figura 12 - Dipendenza del flusso in ingresso dal grado di apertura della valvola

Valutazione del guadagno del sensore di livello

Il coefficiente di trasferimento del sensore di livello è definito come il rapporto dell'incremento del parametro di uscita del sensore di livello i[mA] al parametro di ingresso [M].

L'altezza massima del livello del liquido che il sensore di livello dovrebbe misurare corrisponde a 1,5 metri e la variazione dell'attuale segnale di uscita unificato del sensore di livello quando il livello cambia nell'intervallo 0-1,5 metri corrisponde a 4-20 [mA ].

(7)

I sensori di livello industriale generico hanno una funzione incorporata di livellamento del segnale di uscita mediante un collegamento filtro inerziale di primo ordine con una costante di tempo impostata Tf nell'intervallo da unità a decine di secondi. Selezioniamo la costante di tempo del filtro Tf=10 s.

Quindi la funzione di trasferimento del sensore di livello è:

(8)

La struttura del sistema di controllo assumerà la forma:

Figura 13 - struttura del sistema di controllo

Struttura del sistema di controllo semplificata con valori numerici:

Figura 14 - struttura semplificata del sistema di controllo

Caratteristiche logaritmiche di ampiezza-frequenza di fase della parte immutabile del sistema

I LAFC della parte immutabile dell'ACS sono costruiti con un metodo approssimativo, consistente nel fatto che per un collegamento con una funzione di trasferimento:

(9)

in una griglia di coordinate logaritmiche fino ad una frequenza di 1 / T, dove T = 56 s è la costante di tempo, il LAFC ha la forma di una retta parallela all'asse della frequenza a livello di 20 lg K = 20 lg0.43 = -7,3 dB, e per frequenze superiori a 1 /T, il LAFC è una linea retta con una pendenza di -20db/dec fino a una frequenza d'angolo di 1/Tf, dove la pendenza cambia di ulteriori -20db/dec fino a - 40 dB/dec.

Frequenze d'angolo:

(10)

(11)

Così abbiamo:

Figura 15 - LAFC del sistema ad anello aperto originale

2.3 Calcolo del regolatore per i costi in entrata e in uscita

Facciamo una scelta di un organismo di regolamentazione in base alla capacità condizionale Cv.

Il valore Cv è calcolato secondo lo standard internazionale DIN EN 60534 secondo la seguente formula:

(12)

dove Q - consumo [m 3/H], ρ - densità dei liquidi [kg/m 3], Δ p - differenza di pressione [bar] prima della valvola (P1) e dietro la valvola (P2) nella direzione del flusso.

Quindi per il regolatore di flusso Q n0 secondo i dati di origine:

(13)

Per un'eventuale variazione della portata Qp nel processo di controllo automatico rispetto al suo valore nominale Qp 0il valore massimo di Qp è preso il doppio del valore nominale, cioè .

Il diametro del foro per il flusso in entrata è calcolato come segue:

(14)

Analogamente, per il flusso uscente si ha:

(15)

(16)

2.4 Determinazione delle impostazioni del controller. Sintesi di ACS

La costruzione del LAFC di un ACS ad anello aperto procede dalla conseguenza della teoria dei sistemi lineari, che consiste nel fatto che se il LAFC di un sistema ad anello aperto (costituito da collegamenti a fase minima) ha una pendenza di - 20 dB / db nella regione delle frequenze significative (il settore tagliato da linee di ± 20 dB, quindi:

l'ACS chiuso è stabile;

la funzione di transizione di un ACS chiuso è prossima al monotono;

tempo regolamentare

. (17)

La struttura di un sistema open source con un controller PI:

Figura 16 - Struttura del sistema originale con controllore PI

LACH desiderato (L E ) la forma più semplice di un sistema di controllo automatico ad anello aperto, che soddisfi gli indicatori di qualità dati in forma chiusa, dovrebbe avere una pendenza del LAF pari a -20 dB / dec in prossimità di frequenze significative e un'intersezione con la frequenza asse in:

(18)

Nella regione dell'asintoto a bassa frequenza, per creare un errore statico pari a zero (secondo TOR) δ st = 0 le caratteristiche di frequenza di un sistema aperto devono corrispondere ad un integratore di almeno il 1° ordine. Quindi è naturale formare il LAFC desiderato in questa regione sotto forma di una linea retta con una pendenza di -20 dB/dec. come continuazione di Lzh dalla regione delle frequenze essenziali. Per semplificare l'implementazione dell'ACS, l'asintoto ad alta frequenza deve corrispondere all'asintoto ad alta frequenza della parte immutabile del sistema. Pertanto, il LAFC desiderato di un sistema aperto è mostrato nella Figura 0:

Figura 17 - LAFC desiderato di un sistema aperto

Secondo la struttura accettata dell'ACS industriale, l'unico mezzo per portare il LAFCH nella parte immutabile di L LF a l E è un controllore PI con una funzione di trasferimento LAFC (a K R =1)

Figura 18 - PI-regolatore LAFC

La Figura 14 mostra che per nella regione a bassa frequenza, il LAFC del controller PI corrisponde a un collegamento di integrazione con uno sfasamento negativo di -90 gradi, e per le caratteristiche di frequenza del controller corrispondono a un collegamento di amplificazione con uno sfasamento nullo nella regione delle frequenze significative del sistema progettato con una scelta appropriata del valore T E .

Accettiamo la costante di integrazione del controllore uguale alla costante di tempo T dell'oggetto di controllo, cioè T E = 56, a K R =1. Quindi il LAFC dell'ACS aperto assumerà la forma L 1=l LF + L pi , qualitativamente corrispondente alla forma L E in figura, ma con un guadagno inferiore. Per abbinare il LAFC del sistema progettato con L E è necessario aumentare il guadagno ad anello aperto di 16 dB, cioè 7 volte. Pertanto, le impostazioni del controller sono definite.

Figura 19 - Sintesi di ACS. Definizione delle impostazioni del controller

Le stesse impostazioni del controller si ottengono se da L E sottrarre graficamente L LF e in base al tipo di LAFC del correttore sequenziale risultante (controllore PI), ripristinare la sua funzione di trasferimento.

Come si può vedere dalla Figura 12 a T E \u003d T \u003d 56 s, la funzione di trasferimento di un sistema aperto ha la forma , che contiene un link di integrazione. Quando si costruisce il LAFC corrispondente a W P (p) guadagnare K P 0,32/7850deve corrispondere numericamente alla frequenza di intersezione del LAF con l'asse ω a frequenza Con -1, Dove Con -1 o k P =6,98.

Con le impostazioni calcolate del controller, l'ACS è stabile, ha una funzione di transizione vicina al monotono, il tempo di controllo t R =56 s, errore statico δ st =0.

Attrezzatura del sensore

Il misuratore 2TRM0 è progettato per misurare la temperatura di portatori di calore e vari fluidi in refrigerazione, forni di essiccazione, forni per vari scopi e altre apparecchiature tecnologiche, nonché per misurare altri parametri fisici (peso, pressione, umidità, ecc.).

Figura 20 - Contatore 2TRM0

Classe di precisione 0,5 (termocoppie)/0,25 (altri tipi di segnale). Il regolatore è prodotto in 5 tipologie di custodie: da parete H, montaggio su guida Din D e da quadro Sch1, Sch11, Sch2.

Figura 21 - Schema funzionale del dispositivo OWEN 2 TPM 0.

Figura 22 - Disegno dimensionale dello strumento di misura

Schema di connessione del dispositivo:

La figura mostra uno schema della morsettiera del dispositivo. Le figure mostrano gli schemi di collegamento del dispositivo.

Figura 23 - Schema di collegamento del dispositivo

Morsettiera del dispositivo.

L'alimentatore multicanale BP14 è progettato per alimentare sensori con una tensione stabilizzata di 24 V o 36 V con un segnale di corrente di uscita unificato.

L'alimentatore BP14 è realizzato in un alloggiamento con montaggio su guida DIN tipo D4.

Figura 28 - Alimentazione

Funzioni principali:

Conversione della tensione CA (CC) in CC stabilizzata in due o quattro canali indipendenti;

Limitazione della corrente di avviamento;

Protezione da sovratensione di rumore impulsivo in ingresso;

Protezione contro sovraccarico, cortocircuito e surriscaldamento;

Indicazione della presenza di tensione all'uscita di ogni canale.

Figura 29 - Schema elettrico per alimentatore bicanale BP14

Frequenza della tensione alternata in ingresso 47...63 Hz. Soglia di protezione in corrente (1,2...1,8) Imax. La potenza di uscita totale è di 14 W. Il numero di canali di uscita è 2 o 4. La tensione di uscita nominale del canale è 24 o 36 V.

Figura 30 - Disegno dimensionale dell'alimentatore

Instabilità della tensione di uscita quando la tensione di alimentazione cambia ±0,2% Instabilità della tensione di uscita quando la corrente di carico cambia da 0,1 Imax a Imax ±0,2% Intervallo di temperatura di funzionamento -20 ... +50 °C Coefficiente di instabilità della temperatura di uscita tensione durante il funzionamento campo di temperatura ± 0,025% / °C. Rigidità dielettrica - ingresso - uscita (valore effettivo) 2 k.

SAU-M6 è un analogo funzionale dei dispositivi ESP-50 e ROS 301.

Figura 31 - Indicatore di livello

Figura 32 - Schema di collegamento SAU-M6

Indicatore di livello del liquido a tre canali OWEN SAU-M6 - progettato per automatizzare i processi tecnologici associati al controllo e alla regolazione del livello del liquido.

Figura 33 - Schema funzionale SAU-M6

SAU-M6 è un analogo funzionale dei dispositivi ESP-50 e ROS 301.

Il dispositivo è disponibile in un alloggiamento da parete tipo H.

Funzionalità dell'interruttore di livello

Tre canali indipendenti per il monitoraggio del livello del liquido nel serbatoio

Possibilità di invertire la modalità di funzionamento di qualsiasi canale

Collegamento di vari sensori di livello - conduttometrico, galleggiante

Lavora con liquidi di diversa conducibilità elettrica: acqua distillata, acqua di rubinetto, acqua contaminata, latte e prodotti alimentari(debolmente acido, alcalino, ecc.)

Protezione dei sensori conduttometrici dalla deposizione di sali sugli elettrodi alimentandoli con tensione alternata

Figura 34 - Disegno di massima

Specifiche dello strumento La tensione nominale di alimentazione dello strumento è 220 V, frequenza 50 Hz. Scostamenti consentiti della tensione di alimentazione dal valore nominale -15 ... + 10%. Consumo energetico, non più di 6 VA. Il numero di canali di controllo del livello - 3. Il numero di relè di uscita integrati - 3. La corrente massima consentita commutata dai contatti del relè integrato è 4 A a 220 V 50 Hz (cos > 0,4).

Figura 35 - Modulo I/O discreto

Modulo ingressi e uscite discrete per sistemi distribuiti in rete RS-485 (protocolli ARIES, Modbus, DCON).

Il modulo può essere utilizzato in combinazione con controllori programmabili OWEN PLC o altro MDVV opera nella rete RS-485 se è presente un "master" al suo interno, mentre MDVV stesso non è un "master" della rete.

ingressi discreti per il collegamento di sensori di contatto e interruttori a transistor di tipo n-p-n. Possibilità di utilizzare qualsiasi ingresso discreto (frequenza massima del segnale - 1 kHz)

Possibilità di generare un segnale PWM da una qualsiasi delle uscite

Passaggio automatico dell'attuatore alla modalità di funzionamento di emergenza in caso di guasto dello scambio di rete

Supporto per protocolli comuni Modbus (ASCII, RTU), DCON, ARIES.

Figura - 36 Schema generale di collegamento del dispositivo MDVV

Figura 37 - Schema funzionale di MDVV

MEOF sono progettati per spostare i corpi di lavoro delle valvole di intercettazione e controllo della tubazione del principio di funzionamento rotativo (valvole a sfera e a maschio, valvole a farfalla, serrande, ecc.) In sistemi di controllo automatico per processi tecnologici in varie industrie in conformità con il comando segnali provenienti da dispositivi di regolazione o controllo. I meccanismi sono installati direttamente sull'armatura.

Figura 38 - Il dispositivo del meccanismo MEOF

Figura 39 - Dimensioni

Schema di installazione del sensore Metran 100-DG 1541 durante la misurazione della pressione idrostatica (livello) in un serbatoio aperto:

Figura 40 - Schema di installazione del sensore

Il principio di funzionamento dei sensori si basa sull'utilizzo dell'effetto piezoelettrico in un film di silicio eteroepitassiale cresciuto sulla superficie di un wafer di zaffiro artificiale monocristallino.

Figura 41 - Aspetto del dispositivo

Un elemento sensibile con una struttura monocristallina di silicio su zaffiro è la base di tutti i blocchi sensore dei sensori della famiglia Metran.

Per una migliore visione dell'indicatore a cristalli liquidi (LCD) e per facilitare l'accesso ai due vani del trasduttore elettronico, quest'ultimo può essere ruotato rispetto all'unità di misura dalla posizione impostata di un angolo non superiore a 90° in senso antiorario .

Figura 42 - Schema del collegamento elettrico esterno del sensore:

Dove X è una morsettiera o un connettore;

Rн - resistenza al carico o resistenza totale di tutti i carichi nel sistema di controllo;

BP - Alimentazione CC.

2.5 Calcolo dei parametri dell'ADC integrato

Calcoliamo i parametri dell'ADC integrato del microcontrollore PLC-150. I parametri principali dell'ADC dovrebbero includere la massima tensione di ingresso U max , numero di bit di codice n, risoluzione ∆ ed errore di conversione.

La profondità di bit dell'ADC è determinata dalla formula:

Tronco d'albero 2N, (19)

dove N è il numero di discreti (livelli quantistici);

Poiché l'ADC è integrato nel controller PLC-150 selezionato, abbiamo n=16. La risoluzione dell'ADC è la tensione di ingresso corrispondente a uno nel bit meno significativo del codice di uscita:

(20)

dove 2 N - 1 - peso massimo del codice inserito,

In = u max - U min (21)

Presso U max = 10V, u min = 0 V, n = 16,

(22)

Maggiore è n, più piccolo e accurato è il codice di uscita che può rappresentare la tensione di ingresso.

Valore di risoluzione relativa:

, (23)

dove ∆ è il più piccolo passo distinguibile del segnale di ingresso.

Pertanto, ∆ è il più piccolo passo distinguibile del segnale di ingresso. L'ADC non registrerà un segnale di livello inferiore. In conformità a ciò, la delibera si identifica con la sensibilità dell'ADC.

L'errore di conversione ha componenti statici e dinamici. La componente statica include l'errore metodologico di quantizzazione ∆ δ A (discretezza) ed errore strumentale dovuto alla non idealità degli elementi del trasduttore. Errore di quantizzazione ∆ A per il principio stesso di rappresentare un segnale continuo mediante livelli quantizzati distanziati l'uno dall'altro di un intervallo prescelto. La larghezza di questo intervallo è la risoluzione del convertitore. Il più grande errore di quantizzazione è la metà della risoluzione, e nel caso generale:

(24)

Errore di quantizzazione relativo più grande:

(25)

L'errore strumentale non deve superare l'errore di quantizzazione. In questo caso, l'errore statico assoluto totale è pari a:

(26)

L'errore statico relativo totale può essere definito come:

(27)

Successivamente, calcoliamo la risoluzione del DAC integrato del microcontrollore PLC-150.La risoluzione del DAC è la tensione di uscita corrispondente a una nella cifra meno significativa del codice di ingresso: Δ=U max /(2N -1), dove 2 N -1 - peso massimo del codice di input. Presso U max = 10B, n = 10 (capacità digit del DAC integrato) calcoliamo la risoluzione del DAC del microcontrollore:

(28)

Più n, meno Δ e più precisamente la tensione di uscita può rappresentare il codice di ingresso. Valore relativo della risoluzione DAC:

(29

Figura 43 - Schema elettrico

Figura 44 - Schema elettrico

2.6 Conclusione sul secondo capitolo

In questo capitolo è stato realizzato lo sviluppo di un diagramma strutturale e funzionale. Sono stati effettuati il ​​calcolo dell'organismo di regolamentazione, la determinazione delle impostazioni del controllore e la sintesi dell'ACS.

Parametri della funzione di trasferimento dell'oggetto di controllo. Attrezzatura sensore selezionata. È stato inoltre effettuato il calcolo dei parametri dell'ADC e del DAC integrati nel microcontrollore OWEN PLC 150.

1 Sviluppo di un algoritmo per il funzionamento del sistema SAC in ambiente CoDeSys

Lo sviluppo professionale di sistemi di automazione industriale è indissolubilmente legato a CoDeSys (Controller Development System). Lo scopo principale del complesso CoDeSys è lo sviluppo di programmi applicativi nei linguaggi dello standard IEC 61131-3.

Il complesso è costituito da due parti principali: l'ambiente di programmazione CoDeSys e il sistema di esecuzione CoDeSys SP. CoDeSys viene eseguito su un computer e viene utilizzato nella preparazione dei programmi. I programmi vengono compilati in codice macchina veloce e scaricati nel controller. CoDeSys SP funziona nel controller, fornisce caricamento e debug del codice, assistenza I/O e altre funzioni di servizio.

Più di 250 aziende famose producono apparecchiature con CoDeSys. Migliaia di persone ci lavorano ogni giorno, risolvendo problemi di automazione industriale.

Lo sviluppo del software applicativo per il PLC-150, così come per molti altri controllori, viene effettuato su un personal computer in ambiente CoDeSys sotto Microsoft Windows. Il generatore di codice compila direttamente il programma utente in codici macchina, garantendo le massime prestazioni del controller. Il sistema di esecuzione e debug, il generatore di codice e le librerie di blocchi funzione sono appositamente adattati all'architettura del controllore della serie PLC.

Gli strumenti di debug includono la visualizzazione e la modifica di I/O e variabili, l'esecuzione del programma in cicli, il monitoraggio dell'esecuzione dell'algoritmo del programma in una rappresentazione grafica, il tracciamento grafico dei valori delle variabili per tempo ed eventi, la visualizzazione grafica e la simulazione dotazioni tecnologiche.

La finestra principale di CoDeSys è composta dai seguenti elementi (si trovano dall'alto verso il basso nella finestra):

) Barra degli strumenti. Contiene pulsanti per l'accesso rapido ai comandi del menu.

) Un organizzatore di oggetti con schede POU, Tipi di dati, Visualizzazioni e Risorse.

) Separatore di CoDeSys Object Organizer e Workspace.

) L'area di lavoro in cui si trova l'editor.

) Finestra dei messaggi.

) Una barra di stato contenente informazioni sullo stato corrente del progetto.

La barra degli strumenti, la finestra di messaggio e la barra di stato non lo sono elementi obbligatori finestra principale.

Il menu si trova nella parte superiore della finestra principale. Contiene tutti i comandi CoDeSys. L'aspetto della finestra è mostrato in Figura 45.

Figura 45 - Aspetto della finestra

I pulsanti sulla barra degli strumenti forniscono di più accesso rapido ai comandi del menu.

Un comando chiamato da un pulsante sulla barra degli strumenti viene eseguito automaticamente nella finestra attiva.

Il comando verrà eseguito non appena il pulsante premuto sulla barra degli strumenti viene rilasciato. Se posizioni il puntatore del mouse su un pulsante della barra degli strumenti, dopo un breve periodo di tempo vedrai il nome di quel pulsante nel tooltip.

I pulsanti sulla barra degli strumenti sono diversi per i diversi editor CoDeSys. È possibile ottenere informazioni sullo scopo di questi pulsanti nella descrizione degli editor.

La barra degli strumenti può essere disabilitata, Figura 46.

Figura 46 - Barra degli strumenti

La vista generale della finestra del programma CoDeSys è la seguente, Figura 47.

Figura 47 - Finestra del programma CoDeSys

Lo schema a blocchi dell'algoritmo di funzionamento in ambiente CoDeSys è mostrato in Figura 48.

Figura 48 - Schema a blocchi di funzionamento in ambiente CoDeSys

Come si può vedere dallo schema a blocchi, dopo aver acceso il microcontrollore, viene caricato un programma, le variabili vengono inizializzate, gli ingressi vengono letti e i moduli vengono interrogati. C'è anche la possibilità di passare dalla modalità automatica a quella manuale. In modalità manuale, è possibile controllare la valvola e controllare il MEOF. Quindi i dati di output vengono registrati e i pacchetti vengono generati tramite interfacce seriali. Dopodiché, l'algoritmo va a cicli per leggere gli input o il lavoro finisce.

2 Sviluppo del programma in ambiente CoDeSys

Esegui Codesys e crea nuovo progetto in lingua ST. Il file di destinazione per ARM9 è già installato sul personal computer, seleziona automaticamente la libreria richiesta. La comunicazione con il controller è stata stabilita.

reg_for_meof:VALVE_REG; (*Regolatore per il controllo del PDZ*)

K,b:REALE; (*fattori della curva di controllo*)

timer_for_valve1: TON; (*timer arresto di emergenza*)

safety_valve_rs_manual: RS;(*per controllo valvola manuale*)

riferimento: REALE; (*impostazione dell'angolo di rotazione del PDZ*)_VAR

(* durante la regolazione, fissiamo il segnale dal sensore di posizione MEOF e calcoliamo i valori ain basso ain alto, inizialmente assumiamo che il sensore sia 4-20 milliampere e a 4 mA - il PDZ è completamente chiuso (0 %), e a 20 ma - completamente aperto (100%) - impostato nella configurazione del PLC *)NOT auto_mode THEN (*se non in modalità automatica*)_open:=manual_more; (*apri premendo un pulsante*)_close:=manual_less; (*chiudi alla pressione del pulsante*)

safety_valve_rs_manual(SET:=valve_open , RESET1:=valve_close , Q1=>safety_valve); (*comando valvola di emergenza*)

(* durante la regolazione, fissiamo il segnale dal sensore di pressione e calcoliamo i valori ain basso ain alto, inizialmente assumiamo che il sensore sia 4-20 milliampere e a 4 ma - il serbatoio è vuoto (0%) , e a 20 ma - pieno (100%) - è configurato nella configurazione PLC *)

IF pressione_sensore< WORD_TO_REAL(w_reference1) THEN reference:=100; END_IF; (*если уровень меньше "w_reference1", то открываем заслонку на 100%*)

IF sensore_di_pressione> WORD_TO_REAL(w_reference1) THEN (*imposta l'angolo di rotazione - diminuisce in proporzione all'aumento del livello del "sensore di pressione" --- angolo =K*livello+b *)

K:=(-100/(WORD_TO_REAL(w_riferimento2-w_riferimento1)));

b:=100-K*(WORD_TO_REAL(w_riferimento1));

riferimento:=K*sensore_pressione+b;

(*timer per comando serrande di emergenza*)

timer_per_valvola1(

IN:=(sensore_di_pressione> WORD_TO_REAL(w_reference2)) AND sensore_di_alto_livello ,

(*condizione di apertura della valvola di emergenza*)

SE timer_per_valvola1.Q

riferimento:=0; (*chiudi MEOF*)

valvola_di_sicurezza:=TRUE; (*apri valvola di emergenza*)

valvola_di_sicurezza:=FALSO;

(*controllo serrande*)_for_meof(

IN_VAL:=riferimento ,

POS:=MEOF_posizione ,

DBF:=2 , (*sensibilità controller*)

ReversTime:=5 , (*non più di 600 giri*)

ALTRO=>MEOF_open ,

MENO=>MEOF_close ,

FeedBackError=>);_IF;

(*trasformazione dati per visualizzazione in scud*)

w_MEOF_position:=REAL_TO_WORD(MEOF_position);_level:=REAL_TO_WORD (pressione_sensore);

(*indicazione della modalità per riempire i pulsanti auto-manuali*)_out:=auto_mode;

(*indicazione dell'uscita per il riempimento dei pulsanti chiudi/apri la valvola di emergenza*)_out:=valvola_di_sicurezza;

3.3 Sviluppo di un'interfaccia per la visualizzazione visiva delle informazioni di misura

Il programma Trace Mode 6 è stato scelto per sviluppare l'interfaccia di visualizzazione visiva, perché ha tutte le funzioni e le caratteristiche di cui abbiamo bisogno:

ha una gamma abbastanza ampia di possibilità per simulare processi tecnologici su uno schermo grafico;

sono disponibili tutti i linguaggi di programmazione standard per sistemi e controllori SCADA;

interfaccia grafica amichevole;

connessione abbastanza semplice a un controllore logico programmabile;

disponibile versione completa di questo sistema sul sito Web del produttore. race Mode 6 è progettato per automatizzare imprese industriali, impianti energetici, edifici intelligenti, impianti di trasporto, sistemi di misurazione dell'energia, ecc.

La scala dei sistemi di automazione creati in Trace Mode può essere qualsiasi cosa: dai controller operativi autonomi e dalle workstation dell'operatore, ai sistemi di controllo geograficamente distribuiti, comprese dozzine di controller che scambiano dati utilizzando varie comunicazioni. la rete locale, intranet/internet, bus seriali basati su RS-232/485, linee telefoniche affittate e dial-up, canale radio e reti GSM.

L'ambiente di sviluppo integrato del progetto nel programma Trace Mode è mostrato nella Figura 49.

Figura 49 - Modalità traccia dell'ambiente di sviluppo integrato 6

Il navigatore di progetto consente di navigare rapidamente tra gli elementi secondari del progetto. Quando passi con il mouse su uno degli elementi, viene visualizzato un commento che ti consente di comprendere il contenuto.

Figura 50 - Navigatore di progetto

Lo schema mnemonico del progetto, il serbatoio di accumulo del primo stadio di trattamento delle acque reflue è mostrato in Figura 0. Comprende:

Pannello di controllo (la possibilità di selezionare la modalità di controllo, la possibilità di regolare le serrande);

Visualizzazione dell'angolo di rotazione del PDZ;

Indicazione del livello dell'acqua nel serbatoio;

Riarmo di emergenza (in caso di tracimazione acqua in vasca);

Grafico di monitoraggio delle informazioni di misurazione (lo stato del livello dell'acqua e la posizione della serranda sono visualizzati sul grafico).

Figura 51 - Schema mnemonico del serbatoio di accumulo

L'effettivo angolo di rotazione della serranda (0-100%) viene visualizzato sotto il campo "Posizione PDZ", che consente di tracciare con maggiore precisione le informazioni di misurazione.

Figura 52 - Posizione del PDZ

Le frecce a sinistra del serbatoio cambiano colore da grigio a verde quando vengono attivate le uscite del PLC (segnale dall'ACS), ad es. Se la freccia è verde, il livello dell'acqua è superiore al sensore.

Il cursore sulla scala è l'indicatore di livello (secondo il sensore di pressione del misuratore) (0-100%).

Figura 53 - Indicatore di livello

La gestione può essere effettuata in due modalità:

) Automatico.

Quando viene selezionata una modalità, il colore del pulsante corrispondente cambia da grigio a verde e quella modalità diventa attiva per l'uso.

I pulsanti "Apri" e "Chiudi" servono per comandare le valvole in modalità manuale.

In modalità automatica, è possibile impostare attività da cui dipenderà l'angolo di rotazione del PDZ.

A destra del campo "attività 1", viene inserito il livello nel serbatoio, al quale l'angolo di rotazione del PDZ inizierà a diminuire.

A destra del campo "attività 2", viene inserito il livello nel serbatoio al quale il PDZ sarà completamente chiuso.

Una valvola di emergenza funziona anche in modalità automatica in caso di possibile tracimazione dell'acqua. La valvola di emergenza si apre quando il livello supera il "task 2" e quando il sensore di livello superiore (ACS) viene attivato per 10 secondi.

Figura 54 - Reset di emergenza

Per un facile monitoraggio delle informazioni di misurazione, lo stato del livello dell'acqua e la posizione della serranda vengono visualizzati su un grafico. La linea blu mostra il livello dell'acqua nel serbatoio e la linea rossa mostra la posizione della serranda.

Figura 55 - Grafico del livello e posizione della serranda

4 Conclusioni sul terzo capitolo

Nel terzo capitolo è stato realizzato lo sviluppo di un algoritmo per il funzionamento del sistema in ambiente CoDeSys, è stato costruito uno schema a blocchi del funzionamento del sistema, ed è stato realizzato un modulo software per l'input/output di informazioni nel sistema di controllo di processo è stato sviluppato.

È stata inoltre sviluppata un'interfaccia per la visualizzazione visiva delle informazioni di misurazione utilizzando il programma Trace Mode 6 per il sistema di controllo automatico.

4. Parte organizzativa - economica

1 Efficienza economica dei sistemi di controllo di processo

Efficienza economica - efficacia sistema economico, espresso in relazione ai risultati utili finali del suo funzionamento rispetto alle risorse impiegate.

L'efficienza produttiva è la somma dell'efficienza di tutte le imprese operative. L'efficienza dell'impresa è caratterizzata dalla produzione di beni o servizi al minor costo. Si esprime nella sua capacità di produrre la massima quantità di prodotti di qualità accettabile a un costo minimo e di vendere questi prodotti al minor costo. L'efficienza economica dell'impresa, in contrasto con la sua efficienza tecnica dipende da come i suoi prodotti soddisfano le esigenze del mercato, le esigenze dei consumatori.

I sistemi automatizzati di controllo dei processi forniscono un aumento dell'efficienza produttiva aumentando la produttività del lavoro, aumentando il volume di produzione, migliorando la qualità dei prodotti, l'uso razionale delle immobilizzazioni, dei materiali e delle materie prime e riducendo il numero di dipendenti dell'impresa. L'introduzione di CS differisce dal solito lavoro sull'introduzione di nuove tecnologie in quanto consente di trasferire il processo produttivo a una fase di sviluppo qualitativamente nuova, caratterizzata da una maggiore organizzazione (ordine) della produzione.

Il miglioramento qualitativo nell'organizzazione della produzione è dovuto a un aumento significativo del volume delle informazioni elaborate nel sistema di controllo, a un forte aumento della velocità della sua elaborazione e all'uso di metodi e algoritmi più complessi per sviluppare decisioni di controllo rispetto a quelli utilizzato prima dell'introduzione del sistema di controllo del processo.

L'effetto economico ottenuto dall'introduzione dello stesso sistema dipende dal livello di organizzazione della produzione (stabilità e processo tecnologico(TP)) prima e dopo l'introduzione del sistema di controllo del processo, ovvero può essere diverso per le diverse imprese.

La giustificazione per lo sviluppo (o l'implementazione) di nuove tecnologie inizia con una valutazione tecnica confrontando la struttura progettata con il meglio dei campioni nazionali ed esteri esistenti. L'elevata efficienza economica di un nuovo strumento o dispositivo si ottiene prevedendo soluzioni tecniche all'avanguardia nel suo progetto. Possono essere espresse da un sistema di indicatori tecnici e operativi che caratterizzano questo tipo di dispositivo. Gli indicatori tecnici progressivi sono la base per raggiungere un'elevata efficienza economica, il criterio finale per valutare la nuova tecnologia. Ciò non toglie nulla all'importanza degli indicatori tecnici nella valutazione dell'efficienza economica.

Generalmente indicatori economici L'efficacia della nuova tecnologia è scarsa e uguale per tutti i settori e gli indicatori tecnici sono specifici per ciascun settore e il loro numero può essere molto elevato per caratterizzare in modo completo i parametri tecnici dei prodotti. Indicatori tecnici identificare in che misura il nuovo dispositivo soddisfa il bisogno di produzione o di lavoro, e anche in che misura è collegato ad altre macchine utilizzate o progettate per lo stesso processo.

Prima di procedere con la progettazione (o l'implementazione), è necessario familiarizzare in modo approfondito e completo con lo scopo per cui il dispositivo viene creato (implementato), studiare il processo tecnologico in cui verrà utilizzato e farsi un'idea chiara di lo scopo del lavoro che deve essere eseguito dal nuovo prodotto. Tutto questo dovrebbe riflettersi valutazione tecnica nuovo prodotto macchina (dispositivo).

La valutazione dell'impresa dovrebbe tener conto dei risultati e dei costi di produzione. Tuttavia, la pratica dimostra che la valutazione dei collegamenti di produzione solo con l'ausilio di indicatori dell'approccio costo-risultato non sempre li mira a raggiungere risultati di prestazioni finali elevati, a trovare riserve interne e di fatto non contribuisce a migliorare l'efficienza complessiva.

2 Calcolo dei principali costi del sistema di controllo

Nel determinare l'efficienza economica dell'introduzione di mezzi di meccanizzazione e automazione, è necessario ottenere risposte alle seguenti domande:

quanto sono tecnicamente ed economicamente progressivi i mezzi proposti di meccanizzazione e automazione e se dovrebbero essere accettati per l'attuazione;

qual è l'entità dell'effetto dall'introduzione nella produzione.

I costi principali per la creazione del sistema di controllo sono costituiti, di norma, dai costi del lavoro preliminare e di progettazione Sn e dai costi Sb per l'acquisto di apparecchiature speciali installate nel sistema di controllo. Allo stesso tempo, il costo del lavoro di progettazione comprende, oltre ai costi associati allo sviluppo del progetto, i costi per lo sviluppo del software e l'implementazione del sistema di controllo e il costo delle attrezzature, oltre al costo del computer di controllo apparecchiature, dispositivi per la preparazione, la trasmissione e la visualizzazione di informazioni, il costo di quei nodi di apparecchiature tecnologiche , la cui modernizzazione o sviluppo è causata dalle condizioni operative delle apparecchiature nel sistema TP - APCS. Oltre ai costi per la creazione di un sistema di controllo, l'impresa sostiene anche i costi del suo funzionamento. Pertanto, i costi annuali di CS:

(30)

dove T è il tempo di funzionamento; solitamente T = 5 - 7 anni; - costi operativi annuali, rub.

Costi operativi per CS:

(31)

Dove - fondo annuale salari personale al servizio del sistema di controllo, rub.; - ammortamento e pagamento per fondi, rub.; - il costo delle utenze (elettricità, acqua, ecc.), rub.; - costi annuali per materiali e componenti, rub.

Ammortamenti e commissioni per fondi:

(32)

Dove - costo dell'attrezzatura dell'i-esimo tipo, rub.; - coefficiente di ammortamento per l'i-esimo tipo di attrezzatura; - coefficiente di detrazione per i fondi.

Libro paga annuale per il personale che serve l'US:

(33)

Dove - tempo di funzionamento del personale di manutenzione all'anno, h; - tariffa oraria media del personale di servizio, rub.; - coefficiente di spese generali di negozio; m′ - il numero di personale al servizio del sistema di controllo e dispositivi specializzati di attrezzature tecnologiche del personale, persone.

Il preventivo di spesa per il sistema di gestione comprende le seguenti voci di spesa:

il costo delle attrezzature di base;

il costo di attrezzature aggiuntive;

salari dei lavoratori;

detrazioni per esigenze sociali;

costo del tempo macchina;

spese generali.

Lo stipendio base degli artisti Sosn, rubli, è determinato dalla formula:

CON principale = t OH *T Con *b, (34)

dove tс è la durata della giornata lavorativa, h (tс \u003d 8 h); - il costo di 1 persona-ora (determinato dividendo lo stipendio mensile per il numero di ore da lavorare al mese), rub-ora .

Il costo medio di 1 persona all'ora è di 75 rubli

L'intensità del lavoro del lavoro è di 30,8 giorni/uomo.

CON principale \u003d 30,8 * 8 * 75 \u003d 18480 rubli. (35)

Stipendio aggiuntivo Sdop, rub, è accettato nella misura del 15% dello stipendio base.

Sdop \u003d 0,15 * 18 480 \u003d 2772 rubli.

I contributi sociali Sotch, RUB, sono calcolati dalla somma del salario di base e aggiuntivo per un importo del 26,2%

CON otch \u003d 0,262 * (C principale + c aggiuntivo ), (36)

Sotch \u003d 0,262 * (18480 + 2772) \u003d 5568 rubli.

I costi del materiale Cm sono:

C1 - il costo del microcontrollore PLC-150 (il costo medio è di 10.000 rubli);

C2 - il costo dell'alimentatore (il costo medio è di 1800 rubli);

C3 - il costo dell'attrezzatura del sensore (il costo medio è di 4000 rubli);

C4 - costo di un PC (il costo medio di un PC è di 15.000 rubli, Pentium DC E6700, GA-EG41MFT-US2H, 2 x 2 GB, 500 Gb);

С5 - altre spese ( Materiali di consumo, fili, elementi di fissaggio, ecc.);

Cm = DO1 + DO2 + DO3 + DO4 + DO5

C1 \u003d 10000 rubli.

C2 \u003d 1800 rubli.

C3 \u003d 4000 rubli.

C4 = 15.000 rubli.

C5 \u003d 9000 rubli.

Cm \u003d 10000 + 1800 + 4000 + 15000 + 9000 \u003d 39800 rubli.

Il tempo macchina è il periodo durante il quale una macchina (unità, macchina utensile, ecc.) esegue lavori per la lavorazione o lo spostamento di un prodotto senza un impatto umano diretto su di esso.

Il costo del tempo macchina è determinato dalla formula:

CON mv = t miscuglio * C martire , (37)

dove Tmash - tempo di utilizzo di mezzi tecnici, h;

Tsmch: il costo di un'ora macchina, che include l'ammortamento delle attrezzature tecniche, il costo di manutenzione e riparazione, il costo dell'elettricità, lo sfregamento.

Il tempo di utilizzo dei mezzi tecnici è pari all'intensità del lavoro degli artisti ed è di 412 ore.

Il costo di un'ora di macchina Tsmch è di 17 rubli.

Smv \u003d 412 * 17 \u003d 7004 rubli.

Le spese generali di Snack includono tutti i costi associati alla gestione e alle pulizie. Non ci sono tali costi in questo caso.

La stima dei costi per lo sviluppo di un sistema aziendale automatizzato è presentata nella tabella 0.

Tabella 6 - Costi di sviluppo

Voce di spesa Importo, rub. Percentuale sul totale Costi dei materiali 39800 54,2 Salari base 18480 25,1 Salari aggiuntivi 27723,7 Detrazioni per necessità sociali 55687,5 Costo del tempo macchina 70049,5 Totale 73624100

Pertanto, i costi per il sistema di controllo ammontano a 73.624 rubli.

Figura 56 - Principali costi per il sistema di controllo

3 Organizzazione dei processi produttivi

Organizzazione processi di produzione consiste nell'unire persone, strumenti e oggetti di lavoro in un unico processo di produzione di beni materiali, nonché nell'assicurare una combinazione razionale nello spazio e nel tempo dei processi principali, ausiliari e di servizio. Uno degli aspetti principali della formazione della struttura produttiva è garantire il funzionamento interconnesso di tutte le componenti del processo produttivo: operazioni preparatorie, principali processi produttivi, Manutenzione. È necessario comprovare in modo completo le forme e i metodi organizzativi più razionali per l'attuazione di determinati processi per specifiche condizioni tecniche e di produzione.

I principi dell'organizzazione del processo produttivo sono i punti di partenza sulla base dei quali vengono effettuati la costruzione, il funzionamento e lo sviluppo dei processi produttivi.

Il principio di differenziazione prevede la divisione del processo produttivo in parti separate (processi, operazioni) e la loro assegnazione ai dipartimenti competenti dell'impresa. Al principio di differenziazione si oppone il principio di combinazione, che significa l'unificazione di tutti o parte dei diversi processi per la fabbricazione di determinati tipi di prodotti all'interno della stessa area, officina o produzione. A seconda della complessità del prodotto, del volume di produzione, della natura delle attrezzature utilizzate, il processo produttivo può essere concentrato in una qualsiasi unità produttiva (laboratorio, sezione) o disperso in più unità.

Il principio di concentrazione indica la concentrazione di determinate operazioni di produzione per la fabbricazione di prodotti tecnologicamente omogenei o l'esecuzione di lavori funzionalmente omogenei in luoghi di lavoro, sezioni, officine o impianti di produzione separati dell'impresa. L'opportunità di concentrare il lavoro omogeneo in aree di produzione separate è dovuta ai seguenti fattori: la comunanza di metodi tecnologici che richiedono l'uso dello stesso tipo di attrezzature; capacità delle attrezzature, come i centri di lavoro; un aumento della produzione di alcuni tipi di prodotti; la fattibilità economica di concentrare la produzione di determinati tipi di prodotti o di eseguire lavori simili.

Il principio di proporzionalità risiede nella combinazione regolare di singoli elementi del processo produttivo, che si esprime in un certo rapporto quantitativo tra loro. Pertanto, la proporzionalità in termini di capacità produttiva implica l'uguaglianza nelle capacità delle sezioni o dei fattori di carico delle attrezzature. In questo caso, il rendimento delle officine di approvvigionamento corrisponde al fabbisogno di pezzi grezzi nelle officine meccaniche, e il rendimento di questi reparti corrisponde alle esigenze dell'officina di assemblaggio per i pezzi necessari. Ciò implica l'obbligo di disporre in ogni officina di attrezzature, spazio e manodopera in quantità tale da garantire il normale funzionamento di tutti i reparti dell'impresa. Lo stesso rapporto di produttività dovrebbe esistere tra la produzione principale, da un lato, e le unità ausiliarie e di servizio, dall'altro.

4.4 Conclusione sul quinto capitolo

In questo capitolo, in conformità con l'incarico per il progetto di laurea, è stata determinata l'efficienza economica dell'implementazione del sistema di controllo del processo. Sono state inoltre considerate le principali disposizioni ed è stato effettuato il calcolo dei principali costi per il sistema di controllo.

5. Sicurezza della vita e protezione dell'ambiente

1 Sicurezza della vita

Quando si creano complessi sistemi di controllo automatizzati, viene sempre più praticata la progettazione del sistema, nelle cui prime fasi vengono sollevate questioni di sicurezza ed ergonomia sul posto di lavoro, che nascondono grandi riserve per migliorare l'efficienza e l'affidabilità dell'intero sistema. Ciò è dovuto alla considerazione completa del fattore umano nel processo della sua permanenza sul posto di lavoro. L'obiettivo principale delle misure di sicurezza è proteggere la salute umana da fattori dannosi, come la sconfitta elettro-shock, illuminazione insufficiente, aumento del livello di rumore sul posto di lavoro, aumento o diminuzione della temperatura dell'aria nell'area di lavoro, aumento o diminuzione dell'umidità dell'aria, aumento o diminuzione della mobilità dell'aria. Tutto ciò si ottiene come risultato dello svolgimento e dell'attuazione di un complesso di procedure e attività interconnesse per significato, logica e sequenza, svolte durante lo sviluppo del sistema uomo-macchina e durante il suo funzionamento. Il tema del progetto di laurea è "Sistema di controllo automatizzato per il processo di trattamento delle acque reflue dopo un autolavaggio con lo sviluppo di un modulo software per il microcontrollore OWEN". A causa delle specificità di questo luogo di lavoro, l'azienda effettua il trattamento delle acque reflue utilizzando il cloro e il cloro è classificato come sostanza chimicamente pericolosa di emergenza (AHOV).

Pertanto, al fine di garantire la sicurezza della salute e un'elevata produttività del lavoro, è necessario indagare su pericolosi e fattori dannosi quando si lavora in un'impresa con la probabilità di emissioni pericolose.

Fattori pericolosi e dannosi quando si lavora con sostanze chimiche pericolose

L'avvelenamento da sostanze chimiche pericolose di emergenza (AHOV) durante incidenti e catastrofi si verifica quando l'AHOV entra nel corpo attraverso gli organi respiratori e digestivi, la pelle e le mucose. La natura e la gravità delle lesioni sono determinate dai seguenti fattori principali: il tipo e la natura dell'effetto tossico, il grado di tossicità, la concentrazione di sostanze chimiche nell'oggetto interessato (territorio) e la durata dell'esposizione umana.

I suddetti fattori determineranno anche le manifestazioni cliniche delle lesioni, che nel periodo iniziale possono essere:

) manifestazioni di irritazione - tosse, mal di gola e mal di gola, lacrimazione e dolore agli occhi, dolore toracico, mal di testa;

) la crescita e lo sviluppo di fenomeni dal sistema nervoso centrale (SNC) - mal di testa, vertigini, sensazione di intossicazione e paura, nausea, vomito, stato di euforia, compromissione della coordinazione dei movimenti, sonnolenza, letargia generale, apatia, ecc.

Protezione da fattori pericolosi e dannosi

Per evitare il rilascio di cloro, l'azienda deve osservare rigorosamente le norme di sicurezza, istruire sulla manipolazione di sostanze pericolose e controllare l'ammissione di sostanze pericolose.

L'azienda deve disporre di dispositivi di protezione in caso di emergenza. Uno di questi mezzi di protezione è la maschera antigas GP-7, progettata per proteggere gli organi respiratori, la vista e il viso di una persona da sostanze velenose, aerosol biologici e polvere radioattiva (OV, BA e RP).

Figura 57 - Maschera antigas GP-7

Maschera antigas GP-7: 1 - parte anteriore; 2 - scatola filtrante-assorbente; 3 - copertura in maglia; 4 - gruppo valvola di inalazione; 5 - citofono (membrana); 6 - gruppo valvola espiratoria; 7 - otturatore; 8 - fascia (placca occipitale); 9 - cinturino frontale; 10 - cinghie temporali; 11 - cinturini per le guance; 12 - fibbie; 13 - borsa.

La maschera antigas GP-7 è una delle ultime e più recenti modelli perfetti maschere antigas per la popolazione. Fornisce una protezione altamente efficace contro i vapori di sostanze chimiche tossiche, radioattive, batteriche e di emergenza (AHOV). Ha una bassa resistenza respiratoria, fornisce una tenuta affidabile e una bassa pressione della parte anteriore sulla testa. Grazie a questo, possono usarlo persone di età superiore ai 60 anni e pazienti con malattie polmonari e cardiovascolari.

Figura 58 - Tempo di azione protettiva GP-7

Figura 59 - Specifiche GP-7

Azioni in caso di incidente da cloro

Quando si ricevono informazioni su un incidente con AHOV, indossare una protezione respiratoria, una protezione per la pelle (mantello, mantello), lasciare l'area dell'incidente nella direzione indicata nel messaggio radio (televisivo).

Lasciare la zona di contaminazione chimica dovrebbe essere nella direzione perpendicolare alla direzione del vento. Allo stesso tempo, evita di attraversare tunnel, burroni e avvallamenti: in luoghi bassi, la concentrazione di cloro è maggiore.

Se è impossibile lasciare la zona di pericolo, rimanere in casa ed eseguire la sigillatura di emergenza: chiudere bene finestre, porte, aperture di ventilazione, camini, sigillare fessure nelle finestre e nelle giunzioni dei telai e salire ai piani superiori dell'edificio.

Figura 60 - Schema di evacuazione dalla zona di infezione

Dopo aver lasciato la zona di pericolo, togliti gli indumenti esterni, lasciali fuori, fai una doccia, sciacquati gli occhi e il rinofaringe.Se compaiono segni di avvelenamento: riposo, bevanda calda, consultare un medico.

Segni di avvelenamento da cloro: forte dolore toracico, tosse secca, vomito, dolore agli occhi, lacrimazione, compromissione della coordinazione dei movimenti.

Strutture protezione personale: maschere antigas di tutti i tipi, bende di garza inumidite con acqua o soluzione di soda al 2% (1 cucchiaino per bicchiere d'acqua).

Cure di emergenza: rimuovere la vittima dalla zona di pericolo (trasporto solo sdraiato), priva di indumenti che limitano la respirazione, bere abbondante soluzione di soda al 2%, lavare gli occhi, lo stomaco, il naso con la stessa soluzione, negli occhi - 30% soluzione albucida. Oscurando la stanza, occhiali scuri.

5.2 Tutela dell'ambiente

La salute umana dipende direttamente dall'ambiente e principalmente dalla qualità dell'acqua che beve. La qualità dell'acqua influisce sull'attività vitale del corpo umano, sulle sue prestazioni e sul benessere generale. Non a caso tanta attenzione è rivolta all'ambiente e, in particolare, al problema dell'acqua pulita.

Nel nostro tempo di progresso tecnologico sviluppato, l'ambiente sta diventando sempre più inquinato. L'inquinamento delle acque reflue da parte delle imprese industriali è particolarmente pericoloso.

Gli inquinanti delle acque reflue più diffusi sono i prodotti petroliferi - un gruppo non identificato di idrocarburi di petrolio, olio combustibile, cherosene, oli e loro impurità, che, a causa della loro elevata tossicità, sono, secondo l'UNESCO, tra i dieci inquinanti ambientali più pericolosi. I prodotti petroliferi possono essere in soluzioni in forma emulsionata, disciolta e formare uno strato galleggiante sulla superficie.

Fattori di inquinamento delle acque reflue da prodotti petroliferi

Uno degli inquinanti ambientali sono le acque reflue oleose. Si formano in tutte le fasi tecnologiche della produzione e dell'uso dell'olio.

La direzione generale per risolvere il problema della prevenzione dell'inquinamento ambientale è la creazione di industrie prive di rifiuti, a basso consumo, senza drenaggio e a basso drenaggio. A questo proposito, quando si accettano, immagazzinano, trasportano ed emettono prodotti petroliferi ai consumatori, devono essere prese tutte le misure necessarie per prevenire o ridurre al massimo le loro perdite. Questo compito dovrebbe essere risolto migliorando i mezzi tecnici e i metodi tecnologici per la lavorazione del petrolio e dei prodotti petroliferi nei depositi di petrolio e nelle stazioni di pompaggio. Insieme a questo, i dispositivi di raccolta locali per vari scopi possono svolgere un ruolo utile, consentendo di raccogliere fuoriuscite o perdite di prodotti in forma pura, impedendone la rimozione con acqua.

Con limitate possibilità di utilizzo dei suddetti fondi, i depositi di petrolio generano acque reflue contaminate da prodotti petroliferi. In conformità con i requisiti esistenti documenti normativi sono soggetti a una pulizia abbastanza profonda. La tecnologia di purificazione delle acque contenenti olio è determinata dallo stato disperso in fase del prodotto petrolifero formato - sistema idrico. Il comportamento dei prodotti petroliferi in acqua è dovuto, di norma, alla loro minore densità rispetto alla densità dell'acqua e alla bassissima solubilità in acqua, prossima allo zero per i gradi pesanti. A questo proposito, i principali metodi di purificazione dell'acqua dai prodotti petroliferi sono meccanici e fisico-chimici. Da metodi meccanici la decantazione ha trovato la massima applicazione, in misura minore: filtrazione e centrifugazione. Tra i metodi fisici e chimici, la flottazione attira una seria attenzione, che a volte viene definita metodi meccanici.

Trattamento delle acque reflue da prodotti petroliferi mediante vasche di decantazione e dissabbiatori

Le trappole di sabbia sono progettate per separare le impurità meccaniche con una dimensione delle particelle di 200-250 micron. La necessità di una separazione preliminare delle impurità meccaniche (sabbia, incrostazioni, ecc.) è dovuta al fatto che in assenza di trappole di sabbia, queste impurità vengono rilasciate in altri impianti di trattamento e quindi complicano il funzionamento di questi ultimi.

Il principio di funzionamento del separatore di sabbia si basa su un cambiamento nella velocità di movimento di particelle solide pesanti in un flusso fluido.

Le trappole di sabbia sono suddivise in orizzontali, in cui il liquido si muove in direzione orizzontale, con un movimento rettilineo o circolare dell'acqua, verticali, in cui il liquido si muove verticalmente verso l'alto, e trappole di sabbia con un movimento a vite (traslatorio-rotatorio) dell'acqua . Questi ultimi, a seconda del metodo di creazione di un movimento elicoidale, sono divisi in tangenziali e aerati.

Le trappole di sabbia orizzontali più semplici sono serbatoi con una sezione trasversale triangolare o trapezoidale. La profondità delle trappole di sabbia è di 0,25-1 m La velocità del movimento dell'acqua in esse non supera 0,3 m/s. I dissabbiatori con movimento circolare dell'acqua sono realizzati sotto forma di un serbatoio rotondo di forma conica con un vassoio periferico per il flusso delle acque reflue. I fanghi vengono raccolti in un fondo conico, da dove vengono avviati alla lavorazione o allo scarico. Vengono utilizzati con portate fino a 7000 m3/giorno. I dissabbiatori verticali hanno forma rettangolare o rotonda, in cui le acque reflue si muovono con un flusso verticale ascendente ad una velocità di 0,05 m/s.

Il design del separatore di sabbia viene scelto in base alla quantità di acque reflue, alla concentrazione di solidi sospesi. Le trappole di sabbia orizzontali più comunemente utilizzate. Dall'esperienza degli allevamenti di serbatoi, ne consegue che i dissabbiatori orizzontali devono essere puliti almeno una volta ogni 2-3 giorni. Quando si puliscono le trappole di sabbia, viene solitamente utilizzato un elevatore idraulico portatile o fisso.

La sedimentazione è il metodo più semplice e più comunemente utilizzato per separare le impurità grossolanamente disperse dalle acque reflue che, sotto l'azione della forza gravitazionale, si depositano sul fondo del pozzetto o galleggiano sulla sua superficie.

Le imprese di trasporto di petrolio (depositi di petrolio, stazioni di pompaggio di petrolio) sono dotate di vari serbatoi di decantazione per raccogliere e purificare l'acqua dal petrolio e dai prodotti petroliferi. A tale scopo vengono solitamente utilizzati serbatoi standard in acciaio o cemento armato, che possono funzionare come serbatoio di stoccaggio, serbatoio di decantazione o serbatoio tampone, a seconda dello schema tecnologico del trattamento delle acque reflue.

Sulla base del processo tecnologico, le acque inquinate dei serbatoi e delle stazioni di pompaggio dell'olio vengono fornite in modo non uniforme agli impianti di trattamento. Per una fornitura più uniforme di acqua contaminata all'impianto di trattamento, vengono utilizzati serbatoi di accumulo, dotati di dispositivi di distribuzione dell'acqua e di raccolta dell'olio, tubi per l'alimentazione e lo scarico delle acque reflue e dell'olio, un indicatore di livello, respiratori, ecc. Poiché l'olio esiste nell'acqua in tre stati (facilmente, difficile da separare e disciolto), una volta nel serbatoio tampone, l'olio facilmente e parzialmente difficile da separare galleggia sulla superficie dell'acqua. In questi serbatoi viene separato fino al 90-95% degli oli facilmente separabili. Per fare ciò, nello schema degli impianti di trattamento sono installati due o più serbatoi tampone, che operano periodicamente: riempimento, sedimentazione, pompaggio. Il volume del serbatoio viene scelto in base al tempo di riempimento, pompaggio e decantazione, e il tempo di decantazione va dalle 6 alle 24 ore.

Prima di pompare l'acqua depositata dal serbatoio, l'olio che è affiorato e il precipitato che è caduto vengono prima rimossi, dopodiché l'acqua chiarificata viene pompata. Per rimuovere i sedimenti sul fondo del serbatoio, è predisposto il drenaggio dai tubi perforati.

Una caratteristica distintiva delle vasche di sedimentazione dinamica è la separazione delle impurità nell'acqua durante il movimento del liquido.

Nelle vasche di decantazione dinamica o nelle vasche di decantazione continua, il liquido si muove in direzione orizzontale o verticale, quindi le vasche di decantazione sono suddivise in verticali e orizzontali.

Il decantatore verticale è un serbatoio cilindrico o quadrato (in termini di) con fondo conico per una facile raccolta e pompaggio dei fanghi di decantazione. Il movimento dell'acqua in un pozzetto verticale avviene dal basso verso l'alto (per la sedimentazione delle particelle).

Il pozzetto orizzontale è un serbatoio rettangolare (in pianta) alto 1,5-4 m, largo 3-6 me lungo fino a 48 m. Le impurità galleggianti vengono rimosse mediante raschiatori e vassoi trasversali installati a un certo livello.

A seconda del prodotto catturato, le vasche di decantazione orizzontali si suddividono in dissabbiatori, dissabbiatori, dissabbiatori, dissabbiatori, dissabbiatori, ecc. Alcuni tipi di trappole per olio sono mostrati nella Figura 0.

Figura 61 - Separatori di olio

Nei depuratori radiali di forma rotonda, l'acqua si sposta dal centro alla periferia o viceversa. Le vasche di decantazione radiali di grande capacità utilizzate per il trattamento delle acque reflue hanno un diametro fino a 100 me una profondità fino a 5 m.

I chiarificatori radiali con ingresso centrale delle acque reflue hanno tassi di ingresso aumentati, il che porta a meno uso efficace una parte significativa del volume della vasca di decantazione rispetto alle vasche di decantazione radiali con un ingresso periferico di acque reflue e una selezione di acque trattate al centro.

Maggiore è l'altezza del pozzetto, più tempo è necessario affinché la particella galleggi sulla superficie dell'acqua. E questo, a sua volta, è associato ad un aumento della lunghezza del pozzetto. Di conseguenza, è difficile intensificare il processo di sedimentazione nelle trappole per olio convenzionali. Con l'aumento delle dimensioni delle vasche di decantazione, le caratteristiche idrodinamiche della decantazione si deteriorano. Come strato più sottile liquido, il processo di ascesa (assestamento) avviene più velocemente, a parità di tutte le altre condizioni. Questa situazione ha portato alla realizzazione di vasche di decantazione a strato sottile, che possono essere suddivise in tubolari ea piastre a seconda del loro disegno.

L'elemento di lavoro del colonizzatore tubolare è un tubo con un diametro di 2,5-5 cm e una lunghezza di circa 1 m La lunghezza dipende dalle caratteristiche dell'inquinamento e dai parametri idrodinamici del flusso. Le vasche di sedimentazione tubolari vengono utilizzate con una pendenza del tubo piccola (10) e grande (fino a 60).

Le vasche di decantazione con una piccola pendenza del tubo operano su un ciclo periodico: chiarificazione dell'acqua e lavaggio dei tubi. È opportuno utilizzare queste vasche di decantazione per la chiarificazione delle acque reflue con una piccola quantità di impurità meccaniche. L'efficienza della chiarificazione è dell'80-85%.

Nei sedimenti tubolari fortemente inclinati, la disposizione dei tubi fa scivolare i sedimenti lungo i tubi e quindi non è necessario lavarli.

La durata del funzionamento delle vasche di decantazione praticamente non dipende dal diametro dei tubi, ma aumenta con l'aumentare della loro lunghezza.

I blocchi tubolari standard sono realizzati in plastica di polivinile o polistirene. Tipicamente, vengono utilizzati blocchi con una lunghezza di circa 3 m, una larghezza di 0,75 me un'altezza di 0,5 m La dimensione dell'elemento tubolare in sezione trasversaleè 5x5 cm I disegni di questi blocchi consentono di montare sezioni da essi per qualsiasi performance; sezioni o singoli blocchi possono essere facilmente installati in chiarificatori verticali o orizzontali.

I colonizzatori a piastre sono costituiti da una serie di piastre parallele, tra le quali si muove il liquido. A seconda della direzione del movimento dell'acqua e del sedimento precipitato (in superficie), le vasche di sedimentazione sono suddivise in flusso diretto, in cui le direzioni di movimento dell'acqua e del sedimento coincidono; controcorrente, in cui acqua e sedimenti si muovono l'uno verso l'altro; croce, in cui l'acqua si muove perpendicolarmente alla direzione del movimento dei sedimenti. Le vasche di sedimentazione controcorrente a piastre più utilizzate.

Figura 62 - Pozzetti

I vantaggi delle vasche di decantazione tubolari e in lamiera sono la loro efficienza dovuta al ridotto volume di costruzione, la possibilità di utilizzare materie plastiche più leggere del metallo e che non si corrodono in ambienti aggressivi.

Uno svantaggio comune delle vasche di decantazione a strato sottile è la necessità di creare un contenitore per la separazione preliminare di particelle di olio facilmente separabili e grossi grumi di olio, incrostazioni, sabbia, ecc. I grumi hanno galleggiabilità zero, il loro diametro può raggiungere 10-15 cm ad una profondità di alcuni centimetri. Tali coaguli disabilitano molto rapidamente i serbatoi di sedimentazione a strato sottile. Se alcune delle piastre o dei tubi sono ostruite da tali coaguli, la portata del liquido aumenterà nel resto. Questa situazione porterà a un deterioramento delle prestazioni del pozzetto. I diagrammi schematici delle vasche di sedimentazione sono mostrati nella Figura 0.

5.3 Conclusioni sul quinto capitolo

In questa sezione sono state considerate le principali questioni della sicurezza della vita e della protezione dell'ambiente. Un'analisi di pericoloso e dannoso fattori di produzione. È stato inoltre effettuato lo sviluppo di misure protettive per il rilascio di cloro. Inoltre, in questo capitolo, sono stati considerati i principali compiti di protezione dell'ambiente, è stata proposta l'installazione di una vasca di sedimentazione orizzontale per il trattamento delle acque reflue dei prodotti petroliferi.

Conclusione

In questo Progetto di diplomaè stata sviluppata una parte software per il sistema di controllo automatico per il trattamento delle acque reflue dopo un autolavaggio.

Sono state prese in considerazione le basi del funzionamento e i moderni metodi di trattamento delle acque reflue. Oltre alla possibilità di automatizzare questi processi. È stata effettuata un'analisi dell'hardware esistente (controllori PLC logici programmabili) e del software per i sistemi di controllo.

Hardware sviluppato sistema di controllo gestione del processo di depurazione delle acque reflue di un autolavaggio.

È stato sviluppato un algoritmo per il funzionamento del sistema in ambiente CoDeSys. Nell'ambiente Trace Mode 6 è stata sviluppata un'interfaccia di visualizzazione visiva.

Bibliografia

automazione trattamento delle acque reflue

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Stakhov - Purificazione delle acque reflue oleose delle imprese che immagazzinano e trasportano prodotti petroliferi - Leningrado Nedra.

Risorse del sito web http://www.owen.ru.

Automazione degli impianti di trattamento

La portata del lavoro sull'automazione in ogni caso deve essere confermata dall'efficienza economica e dall'effetto sanitario.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue possono essere automatizzati:

1. dispositivi e strumenti che registrano le variazioni del regime tecnologico durante il normale funzionamento;
2. dispositivi e dispositivi che forniscono la localizzazione degli incidenti e garantiscono la commutazione operativa;
3. processi ausiliari nel funzionamento degli impianti, in particolare per le stazioni di pompaggio (pompe di riempimento, pompaggio dell'acqua di drenaggio, ventilazione, ecc.);
4. impianti per la decontaminazione dei contenitori delle acque reflue che sono stati puliti.

Insieme a una soluzione di automazione completa, è consigliabile automatizzare i singoli processi tecnologici: la distribuzione delle acque reflue tra le strutture, la regolazione delle precipitazioni e dei livelli dei fanghi.

L'automazione parziale in futuro dovrebbe prevedere la possibilità di passare a automazione complessa l'intero ciclo tecnologico.

L'introduzione relativamente limitata di unità di controllo automatiche nella tecnologia di trattamento delle acque reflue nell'industria alimentare è dovuta al fatto che la maggior parte degli impianti di trattamento ha una capacità piccola o media, motivo per cui i costi di capitale per l'automazione sono spesso espressi in importi significativi e non possono essere compensati dai corrispondenti risparmi sui costi operativi. In futuro, gli impianti di trattamento utilizzeranno ampiamente il dosaggio automatico dei reagenti e il monitoraggio dell'efficienza del trattamento delle acque reflue.

I requisiti tecnici per l'automazione dei processi di trattamento delle acque reflue possono essere riassunti come segue:

1. qualsiasi sistema di controllo automatico deve consentire la possibilità di controllo locale dei singoli meccanismi durante la loro ispezione e riparazione;
2. dovrebbe essere esclusa la possibilità di controllare simultaneamente in due modi (ad esempio, automatico e locale);
3. il passaggio del sistema dal controllo manuale all'automatico non dovrebbe essere accompagnato da un arresto dei meccanismi in funzione;
4. lo schema di controllo automatico deve garantire il normale flusso del processo tecnologico e garantire l'affidabilità e l'accuratezza dell'installazione;
5. durante il normale spegnimento dell'unità, il circuito di automazione deve essere pronto per il successivo riavvio automatico;
6. il blocco fornito dovrebbe escludere la possibilità di avvio automatico o remoto dopo un arresto di emergenza dell'unità;
7. in tutti i casi di violazione del normale funzionamento dell'impianto automatizzato, deve essere inviato un segnale di emergenza al punto con servizio costante.

1. stazioni di pompaggio - unità principali e pompe di drenaggio; accensione e spegnimento in funzione del livello del liquido nei serbatoi e nei pozzetti, commutazione automatica in caso di avaria di una pompa a quella di riserva; segnalazione sonora in caso di avaria dei gruppi di pompaggio e di troppopieno di livello nel serbatoio di raccolta;
2. pozzi di drenaggio - allarme livello di emergenza;
3. valvole di pressione delle unità di pompaggio (all'avvio dell'unità su una valvola chiusa) - apertura e chiusura, interbloccate con il funzionamento delle pompe;
4. rastrello meccanico: lavorare secondo un determinato programma;
5. riscaldatori elettrici - accensione e spegnimento dei riscaldatori elettrici a seconda della temperatura nei locali;
6. serbatoi di ricezione delle stazioni di pompaggio dei fanghi - risospensione del liquido di scarto;
7. condotte in pressione delle stazioni di pompaggio dei fanghi - svuotamento dopo l'arresto delle pompe;
8. costruzione di vagli con pulizia meccanica - accensione e spegnimento del rastrello meccanico in funzione del dislivello prima e dopo il vaglio (intasamento del vaglio) o secondo un programma orario;
9. trappole di sabbia - attivazione di un elevatore idraulico per il pompaggio della sabbia secondo un programma orario o in base al livello della sabbia, mantenimento automatico di una portata costante;
10. vasche di decantazione, vasche di contatto - rilascio (pompaggio) di fanghi (fanghi) secondo un programma temporale o in base al livello dei fanghi; funzionamento dei meccanismi raschiatori secondo un programma temporale o in base al livello di fango; apertura di un blocco idraulico all'avvio di un impianto di raschiamento mobile;
11. stazioni di neutralizzazione delle acque reflue, stazioni di clorazione su calce di petrolio - dosaggio del reagente in funzione della portata delle acque reflue.

Una caratteristica delle acque reflue delle imprese dell'industria alimentare è la mancanza di norme sull'azoto e sul fosforo per i processi biochimici.

Pertanto, è necessario aggiungere gli elementi mancanti sotto forma di additivi biogenici.

L'introduzione di additivi è associata alla complessità della regolamentazione della quantità di additivi a seconda delle dimensioni dell'afflusso di acque reflue e dell'inquinamento. Tenendo conto della variazione della portata delle acque reflue, il dosaggio di additivi biogenici è particolarmente difficile, pertanto, per misurare la portata delle acque reflue, l'istituto Soyuzvodokanalproekt ha sviluppato uno schema di automazione che utilizza diaframmi e galleggiante che indica manometri differenziali del tipo DEMP-280 con sensori ad induzione.

Gli impulsi provenienti dal manometro differenziale vengono trasmessi al regolatore elettronico di rapporto ERS-67, il quale, tramite un attuatore elettrico di tipo MG, agente sulla valvola di controllo, adegua la portata degli additivi biogeni alla dimensione del afflusso di acque reflue. Allo stesso tempo, il rapporto calcolato necessario tra la portata delle acque reflue e gli additivi biogenici viene impostato dal regolatore in base alla variazione della concentrazione di contaminanti nelle acque reflue che entrano nell'impianto di trattamento.

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introduzione

L'automazione dei processi tecnologici e della produzione, allo stato attuale, viene introdotta in tutti i settori. Uno dei principali vantaggi dei sistemi di controllo di processo automatizzati è la riduzione, fino alla completa eliminazione, dell'influenza del fattore umano sul processo controllato, la riduzione del personale, la minimizzazione dei costi delle materie prime, il miglioramento della qualità dei il prodotto fabbricato e, in ultima analisi, un aumento significativo dell'efficienza produttiva. Le principali funzioni svolte da tali sistemi includono il controllo e la gestione, lo scambio di dati, l'elaborazione, l'accumulo e l'archiviazione di informazioni, la generazione di allarmi, la rappresentazione grafica e la reportistica.

1. Caratteristicaacque reflue per le imprese

Acque reflue: qualsiasi acqua e precipitazione scaricata nei corpi idrici dai territori delle imprese industriali e delle aree popolate attraverso il sistema fognario o per gravità, le cui proprietà sono state degradate a causa dell'attività umana.

Le acque reflue sono:

Le acque reflue industriali (industriali) (formate in processi tecnologici durante la produzione o l'estrazione di minerali) vengono scaricate attraverso un sistema fognario industriale o combinato

Le acque reflue domestiche (domestiche-fecali) (formate in locali residenziali, nonché in locali domestici al lavoro, ad esempio docce, servizi igienici), vengono scaricate attraverso un sistema fognario domestico o combinato

Le acque reflue superficiali (divise in pioggia e scioglimento, cioè formatesi durante lo scioglimento di neve, ghiaccio, grandine), di norma, vengono scaricate attraverso un sistema fognario.

Le acque reflue industriali possono essere separate:

Secondo la composizione degli inquinanti:

Contaminato principalmente da impurità minerali;

Contaminato principalmente da impurità organiche;

Contaminato da impurità sia minerali che organiche;

Secondo la concentrazione di inquinanti.

Nella composizione delle acque reflue si distinguono due gruppi principali di inquinanti: conservatore, ad es. quelli che difficilmente entrano in reazioni chimiche e sono praticamente non biodegradabili (esempi di tali inquinanti sono sali di metalli pesanti, fenoli, pesticidi) e non conservativi, cioè quelli che possono, incl. sottoposti a processi di autodepurazione.

La composizione delle acque reflue comprende sia inorganiche (particelle di suolo, minerale e roccia di scarto, scorie, sali inorganici, acidi, alcali); e organico (prodotti petroliferi, acidi organici), incl. oggetti biologici (funghi, batteri, lieviti, inclusi agenti patogeni).

Processo tecnologico dell'oggetto

L'intera unità esterna è dotata di una copertura in cemento con pendenza verso le bacinelle di scarico per raccogliere le precipitazioni atmosferiche ed eventuali sversamenti di prodotti lavorati.

La raccolta da bacinelle di scarico è diretta a contenitori da incasso E-314/1.2 posti alle diverse estremità dell'impianto (diagramma di flusso). L'acqua raccolta nei serbatoi viene pompata dalle pompe H-314 / 1.2 nella rete fognaria chimicamente contaminata (CPC) presso l'WWTP, con risultati soddisfacenti dell'analisi dell'acqua raccolta e ottenendo l'autorizzazione per il pompaggio dal capoturno dell'WWTP . Durante il pompaggio, viene monitorata la presenza di uno strato d'olio e, quando viene rilevato, il pompaggio si interrompe.

In caso di notevole inquinamento dell'acqua, è, se possibile, diluito con acqua riciclata o portato da un trasportatore di fanghi al collettore di fanghi dell'impianto di depurazione.

Se viene rilevato uno strato di olio, viene inviato per il riciclaggio attraverso il serbatoio O-23 utilizzando un camion di carburante. Il livello nel serbatoio E-314/1 è controllato dal dispositivo LIA - 540.

Diagramma di flusso del processo

Svantaggi del sistema attuale:

- non c'è modo di monitorare e analizzare il livello dello strato d'olio prelevato dal sensore, che a sua volta non ci consente di controllare l'intero processo tecnologico.

- non esiste un sistema automatizzato di controllo e gestione dei processi.

- uno dei principali vantaggi dei sistemi di controllo di processo automatizzati, che non si osserva in questo sistema, è quello di ridurre l'influenza del cosiddetto fattore umano sul processo controllato, ridurre il personale, minimizzare i costi delle materie prime, migliorare la qualità prodotto finale, e infine un significativo aumento dell'efficienza produttiva.

- i dispositivi esistenti incorporati nel sistema sono influenzati dall'ambiente.

Principi generali per la realizzazione di sistemi automatizzati di controllo e gestione dei processi tecnologici

Esistono vari principi per la costruzione di sistemi di controllo del processo, che sono determinati da: 1) il posto nella catena di controllo dell'operatore e 2) l'ubicazione territoriale degli oggetti tecnologici.

Sulla base del primo principio, sono possibili le seguenti opzioni per i sistemi costruttivi.

Il sistema informativo consente al personale di gestione di monitorare l'avanzamento del processo in corso utilizzando strumenti di misurazione secondari, a seconda delle letture, prendere l'una o l'altra decisione sulla regolazione dell'avanzamento del processo e, se necessario, apportare modifiche utilizzando dispositivi di controllo manuale.

A seconda della base tecnica degli strumenti di misura, sono possibili le seguenti modalità di implementazione dei sistemi di misura:

Nel primo caso, i dispositivi indicatori vengono utilizzati come dispositivi di misurazione secondari. Questo metodo consente all'operatore di controllare l'andamento del processo in base alle letture del puntatore o degli strumenti digitali, inserire i dati nel registro contabile, prendere una decisione sul regolamento del processo ed eseguirlo. Nonostante tutto l'arcaismo di questo metodo, è ancora ampiamente utilizzato, soprattutto perché è possibile aggiungere strumenti di misura vari mezzi segnalazione e telecontrollo;

Nel secondo caso, come strumenti di misura secondari, vengono utilizzati dispositivi di registrazione: registratori automatici, potenziometri e altri dispositivi simili che registrano su carta millimetrata. Questo metodo richiede anche all'operatore di monitorare costantemente l'avanzamento del processo, ma lo salva dalla procedura di routine per la registrazione delle letture. I casi di cui sopra sono caratterizzati dalla complessità di trovare i valori necessari registrati a diversi intervalli di tempo, una certa complessità di elaborazione dei dati statistici, perché è richiesta la loro elaborazione manuale o l'inserimento manuale in un computer, la complessità della creazione di un sistema di controllo chiuso;

Nel terzo caso, l'implementazione di un sistema informativo implica una combinazione di mezzi per la misurazione, l'elaborazione e l'archiviazione delle informazioni basate su un elaboratore elettronico. L'uso della tecnologia informatica consente di creare un sistema automatico per l'elaborazione complessa delle informazioni sul processo tecnologico. Tale sistema consente un approccio flessibile all'elaborazione dei dati a seconda del loro contenuto, inoltre, l'elaborazione statistica richiesta dei dati ricevuti, la loro memorizzazione e presentazione nella forma richiesta sullo schermo del display e sui supporti rigidi e il trasferimento di informazioni su lunghi le distanze sono facilmente effettuate. Ciò offre la possibilità di organizzare un sistema automatizzato per la raccolta, l'elaborazione, l'archiviazione, la trasmissione e la presentazione delle informazioni.

Allo stato attuale dello sviluppo tecnologico, i sistemi di informazione e controllo costruiti sulla base della tecnologia informatica digitale servono come base per sistemi automatizzati e automatici per il monitoraggio e il controllo dei processi tecnologici e della produzione nel suo complesso.

Uno dei tipi di sistemi di controllo automatizzati è un sistema di consulenza informativa, altrimenti chiamato sistema di supporto alle decisioni o sistema esperto. Questo tipo systems implementa la raccolta automatica di dati tecnologici dall'oggetto, l'elaborazione, l'archiviazione e la trasmissione necessarie delle informazioni. L'elaborazione delle informazioni consente di convertirle in un formato adatto all'archiviazione in un database, estraendo da esso i dati richiesti, sui quali è possibile la sintesi delle informazioni di raccomandazione.

Lo sviluppo di sistemi di consulenza informativa è il sistema di controllo automatico (ACS). La costruzione di ACS è possibile sia sulla base di elementi analogici che digitali. La base più promettente, in questa fase dello sviluppo tecnologico, sono i sistemi modulari a blocchi di microprocessori per la raccolta di informazioni, l'ulteriore elaborazione delle informazioni mediante computer industriali, la sintesi di azioni di controllo e la trasmissione di segnali di controllo all'oggetto di controllo mediante la trasmissione di moduli di un modulo a blocchi sistema di raccolta e trasmissione delle informazioni.

L'uso della moderna tecnologia informatica consente inoltre di organizzare il trasferimento di informazioni tra vari sistemi controllo automatico, in presenza di linee di comunicazione e relativi protocolli di trasferimento delle informazioni. Pertanto, un sistema di controllo automatico costruito su un principio simile fornisce una soluzione al problema del controllo e del controllo di un oggetto tecnologico, la possibilità di integrare il sistema con altri livelli della gerarchia.

A seconda della localizzazione territoriale, i sistemi di controllo e gestione si distinguono in centralizzati e distribuiti.

I sistemi centralizzati sono caratterizzati dal fatto che gli oggetti di controllo sono geograficamente dispersi e controllati da un punto di controllo centrale implementato su una macchina di controllo digitale. Con il vantaggio che tutte le informazioni sullo stato del processo tecnologico sono concentrate in un punto di controllo e il controllo viene eseguito, tale sistema dipende in modo significativo dallo stato e dall'affidabilità delle linee di comunicazione.

I sistemi di controllo distribuiti consentono di gestire oggetti dispersi che sono influenzati da controller di controllo autonomi. La comunicazione con il punto centrale viene effettuata dal cosiddetto controllo di supervisione durante l'intero corso del processo tecnologico e i necessari segnali di correzione vengono generati e trasmessi a controllori di controllo autonomi.

Oltre l'analisi principi generali costruzione di sistemi di controllo automatizzati, gestione e requisiti imposti dagli standard statali nella progettazione di tali sistemi, sono stati presi in considerazione i requisiti del cliente per un sistema di controllo di processo automatizzato.

Innanzitutto oggi è necessario unire in un unico sistema di controllo automatizzato i processi tecnologici e la sala centrale di dispacciamento sistema informativo. È altrettanto importante automatizzare le pipeline. Ciò consentirà di ottenere in modo accurato e rapido importanti informazioni tecnologiche: pressione, temperatura, portata della sostanza trasportata.

Informazioni di questo tipo sono necessarie ai tecnologi per eseguire lavori di prevenzione e riparazione, valutando la stabilità del processo tecnologico. La misurazione della quantità di anidride carbonica trasportata è necessaria per la contabilità tecnologica. In definitiva, c'è un accesso operativo alle informazioni, che migliora la qualità del processo decisionale manageriale.

I seguenti compiti sono stati impostati e risolti nel lavoro:

1) Uno studio approfondito dell'intero processo tecnologico e la giustificazione della necessità di introdurre un sistema automatizzato.

2) Selezione di sensori e strumenti per l'attuazione del compito.

3) Selezione dell'hardware del sistema.

4) Sviluppo di un diagramma funzionale, tenendo conto dell'introduzione di elementi di automazione di processo.

5) Sviluppo di software e hardware per un sistema automatizzato di controllo e gestione dei processi.

6) Descrizione delle funzionalità e capacità tecniche del sistema automatizzato implementato.

Schema funzionale di un oggetto con automazione incorporata E tema

Descrizione dello schema funzionale dell'automazione

Schema funzionale dell'automazione oggetto tecnologico mostrato in fig. (2). Il diagramma mostra la posizione dei trasduttori di misura primari per il controllo tecnologico. I sensori del sistema sono realizzati con materiali resistenti agli influssi ambientali e hanno un design antideflagrante, nonché una resistenza alla pressione fino a 10,0 MPa. Il pompaggio automatizzato delle acque reflue dal serbatoio E-314/1 viene effettuato utilizzando una posizione della valvola di controllo LV 540/1, che funziona con una posizione del sensore di livello radar a onda LIDC 540 Rosemount 5300 (mediante separazione di fase). Quando il livello dell'acqua raggiunge il 100%, la valvola di controllo FV 540/1 si apre. Che fornisce acqua circolante al serbatoio, a causa della forza idrostatica. Quando viene raggiunto lo strato d'olio, che è determinato dal sensore di livello LIDC 540 (tramite separazione di fase), la valvola si chiude.

2. Elenco dei dispositivi applicati

1) LivelloLIDA- 540: Rosemount 5300

Il Rosemount 5300 è un trasmettitore a onda guidata a due fili per applicazioni di livello, livello di interfaccia e solidi. Rosemount 5300 offre elevata affidabilità, misure di sicurezza avanzate, facilità d'uso e connettività e integrazione illimitate nei sistemi di controllo dei processi.

Principio operativo indicatori di livello in guida d'onda:

Il Rosemount 5300 si basa sulla tecnologia Time Domain Reflectometry (TDR). Impulsi radar a microonde di nanosecondi di bassa potenza vengono inviati lungo la sonda, immersa nell'ambiente di processo. Quando un impulso radar raggiunge un mezzo con una permittività diversa, parte dell'energia dell'impulso viene riflessa direzione inversa. La differenza di tempo tra il momento in cui viene trasmesso l'impulso radar e il momento in cui viene ricevuto l'eco è proporzionale alla distanza dalla quale viene calcolato il livello del liquido o il livello dell'interfaccia. L'intensità del segnale eco riflesso dipende dalla costante dielettrica del mezzo. Maggiore è la costante dielettrica, maggiore è l'intensità del segnale riflesso. La tecnologia delle onde guidate presenta una serie di vantaggi rispetto ad altri metodi di misurazione del livello poiché gli impulsi radar sono virtualmente immuni alla composizione del mezzo, all'atmosfera del serbatoio, alla temperatura e alla pressione. Poiché gli impulsi radar sono guidati lungo la sonda anziché propagarsi liberamente nello spazio del serbatoio, la tecnologia delle onde guidate può essere applicata con successo in serbatoi piccoli e stretti, nonché in serbatoi con ugelli stretti. Nei trasmettitori di livello 5300, per semplicità di utilizzo e manutenzione in varie condizioni, sono stati utilizzati i seguenti principi e soluzioni progettuali:

Modularità dei disegni;

Elaborazione avanzata del segnale analogico e digitale;

Possibilità di utilizzare sonde di vario tipo a seconda delle condizioni di utilizzo del misuratore di livello;

Collegamento con un cavo a due fili (l'alimentazione viene fornita attraverso il circuito del segnale);

Supporta il protocollo di comunicazione digitale HART per l'uscita digitale e la configurazione remota dello strumento utilizzando un comunicatore portatile 375 o 475 o un PC con software Rosemount Radar Master installato.

2) F.V540 -valvola di intercettazione e controllo

La valvola di intercettazione e controllo è progettata per il controllo automatico del flusso di fluidi liquidi e gassosi, compresi quelli aggressivi e infiammabili, nonché per la chiusura di tubazioni.

Il principio di funzionamento della valvola di controllo consiste nel modificare la resistenza idraulica e, di conseguenza, il rendimento della valvola modificando l'area di flusso del gruppo acceleratore. Il movimento dello stantuffo è controllato dall'azionamento. Quando lo stelo dell'attuatore si muove sotto l'azione di un segnale di controllo, lo stantuffo della valvola si sposta alternativamente nel manicotto. Sulla superficie cilindrica del manicotto viene realizzata una serie di fori o finestre profilate, a seconda della portata nominale richiesta e delle caratteristiche di flusso. L'area dei fori attraverso i quali viene strozzato il mezzo di lavoro dipende dall'altezza dello stantuffo.

L'azionamento a molla a membrana ad azione diretta o inversa converte la variazione di pressione dell'aria compressa fornita alla cavità di lavoro nel movimento dell'asta. In assenza di pressione dell'aria compressa nella cavità di lavoro dell'azionamento, il pistone, sotto l'azione della forza sviluppata dalla molla, viene portato nella posizione più bassa dell'azionamento NC (versione normalmente chiusa).

Il posizionatore è progettato per migliorare la precisione di posizionamento dello stelo dell'attuatore e dello stelo della valvola ad esso collegato.

3) Tecnografo-160M

Gli strumenti di indicazione e registrazione TECHNOGRAPH 160M sono progettati per misurare e registrare attraverso dodici canali (K1-K9, KA, KV, KS) tensione e intensità DC, nonché grandezze non elettriche convertite in segnali elettrici DC o resistenza attiva.

I dispositivi possono essere utilizzati in vari settori per il monitoraggio e la registrazione dei processi produttivi e tecnologici.

I dispositivi ti consentono di:

Regolazione posizionale;

Indicazione del numero del canale su un display a una cifra e del valore del valore misurato su uno a quattro cifre;

Registrazione analogica, digitale o combinata su nastro cartografico;

Scambio dati tramite canale RS-232 o RS-485 con PC;

Misurazione e registrazione del consumo istantaneo (estrazione radice), nonché registrazione del valore medio o totale del consumo orario.

La registrazione viene eseguita da una testina di stampa con punta in feltro a sei colori, la risorsa di registrazione è di un milione di punti per ogni colore.

Parametri dell'interfaccia: baud rate 2400 bps, 8 bit di dati, 2 bit di stop, nessuna parità e nessun segnale di pronto.

4) universaleth regolatore industriale KR5500

I regolatori industriali universali serie KR 5500 sono progettati per misurare, indicare e regolare la forza e la tensione della corrente continua o la resistenza attiva da sensori di pressione, flusso, livello, temperatura, ecc.

I regolatori possono essere utilizzati nelle industrie metallurgiche, petrolchimiche, energetiche e di altro tipo per controllare e regolare i processi produttivi e tecnologici. L'indubbio vantaggio di questi dispositivi è l'ampia gamma di condizioni climatiche del loro utilizzo: possono funzionare nell'intervallo di temperatura di -5 ... + 55 ° C con un'umidità del 10 ... 80%.

I controllori industriali universali della serie KR 5500 sono dispositivi di alta precisione e affidabilità del livello più moderno, con una legge di controllo programmabile dall'utente (P, PI, PID) e con 1 o 2 uscite vari tipi. Lo scambio di dati con un PC viene effettuato tramite interfacce RS 422 o RS 485. Le funzioni di rooting e quadratura consentono di controllare non solo la temperatura, ma anche altri parametri di processo: pressione, flusso, livello in unità del valore misurato. I risultati della misurazione vengono visualizzati sulla scheda LED.

Scopo

I regolatori con indicazione digitale e tipo di legge di controllo programmabile - PID, PD, P - sono progettati per misurare e controllare la temperatura e altre grandezze non elettriche (pressione, flusso, livello, ecc.) Convertite in segnali elettrici di potenza e tensione CC.

Conclusione

controllo tecnologico dei rifiuti automatizzato

In questo lavoro è stata considerata la questione dell'automazione del processo tecnologico di raccolta del trattamento delle acque reflue.

Inizialmente, è stato stabilito quali parametri dobbiamo controllare e regolare. Quindi sono stati selezionati gli oggetti del regolamento e delle attrezzature, con l'aiuto del quale è possibile raggiungere l'obiettivo prefissato.

L'elevata efficienza dell'utilizzo del controllo automatizzato dei parametri e l'ottimizzazione del funzionamento di vari sistemi tecnologici con meccanismi che operano in modalità variabili è stata confermata da molti anni di esperienza mondiale. L'uso dell'automazione consente di ottimizzare il funzionamento delle unità di processo e migliorare la qualità dei prodotti.

Bibliografia

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2. Trasmettitori di livello in guida d'onda Rosemount 5300. Manuale operativo.

3. Catalogo dei prodotti "Mezzi moderni di controllo, regolazione e registrazione dei processi tecnologici nell'industria" NFP "Sensorika" Ekaterinburg.

4. Automazione dei processi di produzione nell'industria chimica / Lapshenkov G.I., Polotsky L.M. ed. 3°, rivisto. e aggiuntivi - M.: Chimica, 1988, 288 p.

5. Catalogo di prodotti e applicazioni di JSC "Teplopribor" Chelyabinsk

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introduzione

1. Struttura dei sistemi di controllo automatico

2. Controllo di vigilanza

3. Controllo del lavoro degli impianti di trattamento

Elenco bibliografico

introduzione

Automazione del trattamento biologico delle acque reflue - l'uso di mezzi tecnici, metodi economici e matematici, sistemi di controllo e gestione, liberando parzialmente o completamente una persona dalla partecipazione ai processi che si verificano in trappole di sabbia, vasche di decantazione primarie e secondarie, aerotank, buoi e altre strutture in un impianto di trattamento biologico Acque reflue.

Gli obiettivi principali dell'automazione dei sistemi e degli impianti per lo smaltimento delle acque reflue sono il miglioramento della qualità dello smaltimento delle acque e del trattamento delle acque reflue (scarico e pompaggio ininterrotti delle acque reflue, qualità del trattamento delle acque reflue, ecc.); riduzione dei costi operativi; miglioramento delle condizioni di lavoro.

La funzione principale dei sistemi e delle strutture per il trattamento biologico delle acque reflue è aumentare l'affidabilità del funzionamento delle strutture monitorando le condizioni delle apparecchiature e controllando automaticamente l'affidabilità delle informazioni e la stabilità del funzionamento delle strutture. Tutto ciò contribuisce alla stabilizzazione automatica dei parametri dei processi tecnologici e degli indicatori della qualità del trattamento delle acque reflue, risposta tempestiva alle influenze di disturbo (cambiamenti nella quantità di acque reflue scaricate, cambiamenti nella qualità delle acque reflue trattate). Il rilevamento operativo contribuisce alla localizzazione e all'eliminazione di incidenti e guasti nel funzionamento delle apparecchiature tecnologiche. Garantire l'archiviazione e l'elaborazione operativa dei dati e la loro presentazione nella forma più informativa a tutti i livelli di gestione; l'analisi dei dati e lo sviluppo di azioni di controllo e raccomandazioni per il personale di produzione coordina la gestione dei processi tecnologici e l'automazione della preparazione e dell'elaborazione dei documenti consente di velocizzare il flusso di lavoro. L'obiettivo finale dell'automazione è aumentare l'efficienza delle attività di gestione.

1 Struttura dei sistemi di controllo automatico

All'interno di ciascun sistema sono presenti le seguenti strutture: funzionale, organizzativa, informativa, software, tecnica.

La base per la creazione di un sistema è la struttura funzionale, mentre le restanti strutture sono determinate dalla struttura funzionale stessa.

In base alla caratteristica funzionale, ciascun sistema di controllo è suddiviso in tre sottosistemi:

controllo operativo e gestione dei processi tecnologici;

pianificazione operativa dei processi tecnologici;

· calcolo degli indicatori tecnico-economici, analisi e progettazione dell'opera del sistema fognario.

Inoltre i sottosistemi possono essere suddivisi in livelli gerarchici secondo il criterio dell'efficienza (durata delle funzioni). Gruppi di funzioni dello stesso tipo dello stesso livello vengono combinati in blocchi.

La struttura funzionale del sistema di controllo automatizzato per le strutture di trattamento è mostrata nella Figura 1.

Fig.1 Struttura funzionale del sistema di controllo automatizzato per il funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue

2 Controllo di vigilanza

I principali processi tecnologici controllati e gestiti dal dispatcher presso gli impianti di depurazione biologica delle acque reflue sono:

· scarico sabbia dai dissabbiatori e sedimento grezzo dalle vasche di sedimentazione primaria;

· stabilizzazione del valore di pH dell'acqua in ingresso agli aerotank a livello ottimale;

Scarico delle acque reflue tossiche in una vasca di emergenza e successivo graduale adduzione agli aerotank;

Scarico di parte del flusso d'acqua nel serbatoio o pompaggio di acqua da esso;

distribuzione delle acque reflue tra aerotank funzionanti in parallelo;

· distribuzione delle acque reflue lungo la lunghezza della vasca di aerazione per la ridistribuzione dinamica del volume di lavoro tra il comburente e il rigeneratore al fine di accumulare i fanghi e migliorare la qualità media giornaliera dell'acqua trattata;

alimentazione d'aria per mantenere la concentrazione ottimale di ossigeno disciolto nell'intero volume dell'aerotank;

fornitura di fanghi attivi a rendere per mantenere un carico costante sui fanghi in termini di sostanza organica;

scarico fanghi da vasche di decantazione secondarie;

· rimozione dei fanghi attivi in ​​eccesso dagli aerotank per mantenerne l'età ottimale;

· accensione e spegnimento di pompe e soffianti per ridurre al minimo il consumo energetico per il pompaggio di acqua, fanghi, fanghi e aria.

Inoltre, i seguenti segnali vengono trasmessi dagli oggetti controllati ai centri di controllo: arresto di emergenza delle apparecchiature; violazione del processo tecnologico; limitare i livelli di acque reflue nei serbatoi; limitare la concentrazione di gas esplosivi nei locali industriali; la concentrazione limite di cloro nei locali della sala di clorazione.

Se possibile, le sale di controllo dovrebbero essere situate vicino a strutture tecnologiche (stazioni di pompaggio, stazioni di soffiaggio, laboratori, ecc.), poiché le azioni di controllo vengono emesse a vari controllori elettronici e pneumatici o direttamente agli attuatori. Nelle sale di controllo saranno forniti locali ausiliari (locali di riposo, un bagno, un ripostiglio e un'officina per le riparazioni).

3 Controllo del funzionamento degli impianti di trattamento

Sulla base dei dati del controllo tecnologico e della gestione dei processi, prevedono il programma per la ricezione delle acque reflue, la sua qualità e il programma per il consumo di energia da ridurre al minimo costi totali per il trattamento dell'acqua. Il controllo e la gestione di questi processi viene effettuato con l'ausilio di un complesso informatico che opera in modalità consulente del dispatcher o controllo automatico.

Il controllo della qualità del processo e la sua gestione ottimizzata possono essere assicurati misurando parametri quali il grado di tossicità delle acque reflue per i microrganismi dei fanghi attivi, l'intensità della bioossidazione, il BOD delle acque in ingresso e trattate, l'attività dei fanghi e altri che non possono essere determinato mediante misurazione diretta. Questi parametri possono essere determinati mediante calcolo basato sulla misurazione del tasso di consumo di ossigeno in serbatoi di processo di piccolo volume con una modalità di carico speciale. Il tasso di consumo di ossigeno è determinato dal tempo di diminuzione della concentrazione di ossigeno disciolto dai valori massimi a quelli minimi impostati quando l'aerazione è disattivata o da una diminuzione della concentrazione di ossigeno disciolto per un dato tempo sotto lo stesso condizioni. La misurazione viene eseguita in un'installazione ciclica, costituita da un'unità di processo e da un controller a microprocessore che controlla le unità di misurazione e calcola il tasso di consumo di ossigeno. Il tempo di un ciclo di misurazione è di 10-20 minuti a seconda della velocità. Il gruppo tecnologico può essere installato sul ponte di servizio dell'aerotank o dello stabilizzatore aerobico. Il design garantisce il funzionamento del misuratore all'aperto nel periodo invernale. Il tasso di consumo di ossigeno può essere determinato continuamente in reattori di grande volume a corrente continua. fornitura di fanghi attivi, acque reflue e aria. Il sistema è dotato di erogatori a getto piatto con capacità di 0,5-2 e 1 ora. La semplicità del design e l'elevato consumo di acqua garantiscono un'elevata affidabilità di misura in condizioni industriali. I contatori possono essere utilizzati per il monitoraggio continuo del carico organico. Una maggiore precisione e sensibilità nella misurazione del tasso di consumo di ossigeno è fornita da sistemi di misurazione manometrica dotati di reattori sigillati, la cui pressione viene mantenuta mediante l'aggiunta di ossigeno. La fonte di ossigeno è, di regola, un elettrolizzatore controllato da un impulso o sistema continuo stabilizzazione della pressione. La quantità di ossigeno fornita è una misura della velocità con cui viene consumato. I misuratori di questo tipo sono progettati per la ricerca di laboratorio e i sistemi di misurazione BOD.

Lo scopo principale dell'ACS per l'alimentazione dell'aria è mantenere le concentrazioni specificate di ossigeno disciolto nell'intero volume dell'aerotank.Il funzionamento stabile di tali sistemi può essere garantito se il segnale viene utilizzato per controllare non solo il misuratore di ossigeno, ma anche il portata delle acque reflue o il tasso di consumo di ossigeno nel nucleo dell'aerotank.

La regolazione dei sistemi di aerazione consente di stabilizzare la modalità tecnologica di pulizia e di ridurre del 10-20% i costi energetici medi annui. La quota di consumo energetico per l'aerazione è del 30-50% del costo del trattamento biologico e il consumo energetico specifico per l'aerazione varia da 0,008 a 2,3 kWh/m.

I tipici sistemi di controllo del rilascio di fango mantengono un livello predeterminato di separazione fango-acqua. Il fotosensore a livello di interfaccia è installato a lato del pozzetto nella zona stagnante. La qualità della regolazione di tali sistemi può essere migliorata utilizzando un indicatore di livello dell'interfaccia ad ultrasuoni. Una migliore qualità dell'acqua purificata può essere ottenuta se per la regolazione viene utilizzato un misuratore di livello di tracciamento dell'interfaccia fango-acqua.

Per stabilizzare il regime dei fanghi non solo dei sedimentatori, ma anche dell'intero sistema della vasca di aerazione - stazione di pompaggio fanghi di ritorno - sedimentatore secondario, è necessario mantenere un dato coefficiente di ricircolo, cioè in modo che il la portata dei fanghi scaricati è proporzionale alla portata delle acque reflue in ingresso. Il livello dei fanghi in piedi viene misurato per controllare indirettamente la variazione dell'indice dei fanghi o un malfunzionamento del sistema di controllo del flusso dei fanghi.

Nella regolazione dello scarico dei fanghi in eccesso è necessario calcolare la quantità di fanghi accumulati durante la giornata al fine di rimuovere dall'impianto solo i fanghi accumulati e stabilizzare l'età dei fanghi. Ciò garantisce un'elevata qualità dei fanghi e un tasso di bio-ossidazione ottimale. A causa della mancanza di misuratori di concentrazione di fanghi attivi, questo problema può essere risolto con l'ausilio di misuratori del tasso di consumo di ossigeno, perché il tasso di crescita dei fanghi e il tasso di consumo di ossigeno sono correlati. L'unità di calcolo del sistema integra la quantità di consumo di ossigeno e la quantità di fango rimosso e corregge una volta al giorno la portata specificata di fango in eccesso. Il sistema può essere utilizzato sia per lo scarico continuo che periodico dei fanghi in eccesso.

Negli oxytank, vengono imposti requisiti più elevati sulla qualità del mantenimento del regime di ossigeno a causa del pericolo di intossicazione da fanghi ad alte concentrazioni di ossigeno disciolto e una forte diminuzione della velocità di pulizia a basse concentrazioni. Durante il funzionamento degli oxytank, è necessario controllare sia l'apporto di ossigeno che lo scarico dei gas di scarico. L'apporto di ossigeno è controllato dalla pressione della fase gassosa o dalla concentrazione di ossigeno disciolto nel nucleo. Lo scarico dei gas di scarico è regolato o in proporzione alla portata delle acque reflue, oppure in funzione della concentrazione di ossigeno nel gas trattato.

Elenco bibliografico

1. Voronov Yu.V., Yakovlev S.V. Smaltimento delle acque e trattamento delle acque reflue / libro di testo per le università: - M.: Casa editrice dell'Associazione delle università di costruzione, 2006 - 704s.