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　1．脉动真空灭菌器的基础特色 

　　脉动真空灭菌器是采用饱和蒸汽灭菌的装备。所谓脉动真空，就是起首将灭菌器夹套进蒸汽至额定压力，然后用真空泵将灭菌器阁房抽到一个较高的真空度（脉动下限），再充蒸汽到设定正压（脉动上限），如斯一负一正的进程即为一次脉动轮回。颠末几回脉动后，基础抽尽器体内的冷空气，接着进饱和蒸汽到达分歧灭菌物品对应的灭菌温度，开端累计灭菌计时，计时停止后，抽真空干燥，使灭菌物品到达较好的干燥度，灭菌后可直接应用。从而到达很好的灭菌后果，合适药品出产GMP规范。 

　　2．把持体系 

　　2.1 把持部分的硬件组成 

     （采用触摸屏PLC一体机可代替PLC  触摸屏 扩展模块（IO和模拟量输入输出）包括温度压力控制）

　　依据脉动真空灭菌器的把持请求，把持体系采用日本(Japan)三菱公司的FX2N-16M可编程、F940GOT-LWD触摸屏、FX2N-2AD模仿量输入单位、FX0N-8EYR输出扩大模块。外围装备有SP-E4004迅普微型打印机，水环式真空泵，德国(Germany)宝得公司的气动角座阀及压力变送器、一体式温度变送器、门电机等。 

　　把持体系构造示意图如下： 

图1 脉动真空灭菌器把持体系输入输出构造框图 

　　 重要元件功效： 

　　1）主机FX2N-16MR可编法式把持器是三菱公司FX系列的高产物。内置8K步的RAM存储器，帮助继电器3072点，8000点数据存放器，100ms、10ms、1ms等256点按时器，256点计数器。基础指令27种，利用指令128种。运算处置速度：本指令0.08μs/指令，利用指令1.52～数100μs/指令。 

　　2）FX2N-2AD模仿量输入单位，可(kě)以输入两路模仿量旌旗灯号，接收4～20mA电流旌旗灯号或0～10V电压旌旗灯号。 

　　3）F940GOT-LWD为6吋单色触摸屏，功效强盛，操纵简略。 

　　显示功效：多可显示500个用户制造画面。除了显示英文、汉字、数(shù)字等外，还能显示直线、圆、四边形等简略图形。 

　　监示功效：可用数值或条形图监示并显示可编法式把持器字元件的PLC和触摸屏独霸系统在灭菌器上的独霸设定值或此刻值。 

　　法式清单：可在指令清单法式方法下进行法式的读出/写入/监示。 

　　数据采样功效：在特定周期或起动前提成立时收集指定命据存放器的(dí)当前值，用清单情势或图表情势显示、打印采样数据。 

　　报警功效：可使多256点的可编法式把持器的持续元件与报警信息对应。 

　　4）FX0N-8EYR为8点继电器输出扩大模块。 

　　5）D50-BGD开关电源为触摸屏供给24V、打印机供给5V电源。 

　　2.2 把持体系的利用软件 

　　可编法式把持器的编程软件为SWOPC-FXGP/WIN-C[1]，是一个利用于FX系列可编程把持器的编程软件，可在bbbbbbS介面下运行。可用门路图、法式语句来创立顺控指令法式，树立注释数据及设置存放器数据；该法式可在串行体系中与可编法式把持器进行通迅、文件传送、操纵监控以及各类测试功效。 

　　触摸屏的编写软件为FX-PCS-DU/WIN-C[2]，具有字串库、图形库、数据文件、体系设定、项目检讨、蜂鸣器等功效。可给画面15级加密，让分歧级此外操纵者拥有分歧权限。 

　　2.3 重要法式编程道理构造框图如图2所示。 

图2 脉动真空灭菌器编程道理构造框图 

　　3．把持法式 

　　为了适利用户的多种须要，设置了四种工作(zuò)法式：织物灭菌法式；器械灭菌法式；液体灭菌法式；B－D实验法式。 

　　3.1 织物灭菌法式 

　　织物灭菌法式合实用于纺织品、布类、手术包、卫生敷料的消毒灭菌。出厂设定参数为脉动3次、灭菌温度134℃。法式运行进程：脉动—升温—灭菌—排汽—干燥—回气—停止。 

　　3.2 器械灭菌法式 

　　器械灭菌法式实用于金属类手术器械、工用具、无菌器皿等物品的灭菌。出厂设定参数为脉动2次、灭菌温度126℃。 

　　3.3 液体灭菌法式 

　　为防止在高温下因液体沸腾而发生溅溢，液体灭菌法式特意采用了灭菌后迟缓排汽的技巧办法，特殊实用于非密封装载(zài)的医用液体消毒灭菌。出厂设定参数为脉动1次、灭菌温度121℃。 

　　在液体灭菌法式中特设温度时光把持/F0值把持供用户选择(zé)。 

　　F0值是将被灭菌物品分歧受热温度折算到与湿热121℃灭菌时热效率相当的灭菌时光。F0值的盘算对验证灭菌后果极为有效。在法式中设计每6秒采样一次，灭菌温度数据进行浮点运算，盘算出F0值。 

　　3.4 B－D实验法式 

　　B－D实验是为查验本装备灭菌后果而设置的法式。固定参数为灭菌温度135℃，灭菌3.5分钟。用于判定灭菌运行是否正(zhèng)常，是否能进行彻底的灭菌。 

　　3.5 其它功效 

　　1）手动操纵画面：体系为了安装、调试及保护的须要特设置了手动操纵画面，对应每个履行元件均有一按键瓜代把持，即按一下启动，再按则停止，且对应唆使灯显示。 

　　2）帮助菜单：在体系画面中除了产物简介外，更添加了具体的操纵阐明及故障处置先容，让用户直接面临触摸屏即可对产物有一个周全的懂得。 

　　3）数据打印：灭菌完毕后，可以打印灭菌温度、灭菌压力、F0值等参数。 

　　4．体系改良后的长处 

　　1）本把持体系将装备的全部工艺流程图显示在屏幕上，每个履行元件都有对应唆使，介面直观了然、不易犯错； 

　　2）可在线修正参数、法式，保护便利(biàn)； 

　　3）设有帮助菜单，使得后续操纵培训更为轻松； 

　　4）把持电路简练了然，加强了靠得住性。 

　　5）体系有很高的稳固性和抗干扰才能。 

1引言

本文以佛山市南海区盐步污水处理厂为例，介绍了以cass池为工艺的城市污水处理的流程，并通过研究设计一套基于plc控制的污水处理系统。

2工艺流程

进入污水厂的污水首先经过粗格栅过滤去除直径较大、较长、较硬的漂浮物，诸如木棍、大块的泡沫塑料或海绵等，然后进入粗格栅间，由提升泵房提升后进入细格栅间。污水在细格栅作进一步的细过滤，之后流入沉砂池，旋流式沉砂池除砂机在驱动装置的驱动下，池中搅拌叶轮旋转产生离心力，使水中粒径0.2mm以上的砂粒沿壁及池底斜坡集于池底的集砂斗中，同时将砂粒上粘附的有机物分离下来，完成一级处理；从沉砂池出来的污水进入cass池进行二级生化处理，利用池内活性污泥中的微生物在厌氧和好氧等不同条件下的新陈代谢作用去除污水中溶解的cod及氮、磷等有机污染物，经重力浓缩池分离污泥和污水，污泥通过污泥浓缩处理之后作为泥饼外运，污水经紫外消毒后排出。流程图如图1所示。

图1 流程图

3cass工艺介绍

cass（cyclic activated sludge system）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统，建设费用低；由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用低；同时可连续进水，间断排水，效率高，出水水质好。

cass池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、ph和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。cass工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。cass池的剩余污泥通过污泥浓缩处理之后作为泥饼外运，污泥处理过程中排出的污水进行除磷后再返污水处理系统处理。

cass法是在间歇式活性污泥法（sbr法）的基础上演变而来的，其工作原理如图2所示。

图2 工作原理图

在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。

4工艺自动化

4.1通讯体系

佛山市南海区盐步污水处理厂自控系统的系统结构由三层网络组成，包括管理级、控制级、现场级。系统的三层网络分别为基于tcp/ip协议的高速以太网、工业以太网络、现场总线网。1台操作站，1台工程师站，1台大屏幕投影仪向上接入全厂管理系统网络；工业以太网为冗余光纤网络，以光缆为通信介质，连接2个plc现场控制站，每个现场工作站配置有各自的电源，通讯模块，接口模块，同时将所有带智能通讯接口的仪表设备、以及设备自带小闭环系统接入系统中。为了提供报表、报警打印服务，配置两台打印机，实现各种报表以及实时报警和报警历史的打印功能。操作站和工程师站计算机相互在线冗余，向下通过光纤网络对各现场监控子站进行监视。建立在bbbbbbs 2000/xp基础上的组态软件提供了功能全面、简单易用的操作界面，操作人员通过上位机实现对全厂生产过程、工艺参数和设备运行状态进行实时监控。系统网络结构图见图3。

图3 系统网络结构图

4.2管理界面

其中plc1站负责粗格栅、提升泵、细格栅、漩流沉砂池、紫外线消毒、进出水仪表小屋、计量井、变电所设备状态检测、数据采集和控制。plc2站负责鼓风机房、cass生物反应池、重力浓缩池、污泥脱水系统设备状态检测、数据采集和控制。中控界面之一如图4所示。

图4 中控界面之一

 4.3控制方式

从系统完成的控制功能来说，系统采取三级控制层：手动、自动以及中央监控。手动控制具有高的控制优先级，由就地电控柜的控制按钮完成；自动控制是指由plc控制器按照预先设计的程序对设备进行自动控制，控制级别高于中央控制；中央监控管理站监控是指中控室根据生产要求对生产过程进行调度，调度指令通过控制网络由现场plc控制站实施。

这样的设计使生产运行更加安全、可靠，如果上位机或网络发生故障，不会影响现场plc站的工作，而且如果现场控制站plc出现故障，操作人员也可以通过手动控制按钮完成设备的启停。

一般设备的监测参数主要有运行、故障、现场“手动/自动（远控）”转换开关位置指示，重要设备增加其运行监测参数提供更详细的工作状态。对于使用较频繁或有控制指标反馈的设备，plc根据参数设定值自动完成设备的开停，对不经常使用的设备，plc按照中控室操作人员的指令工作，所有被控设备均具有中控室监控计算机的远方手动功能。当设备处于远控方式时，plc对所控的设备采取故障保护措施，设备处于手动控制方式时，由现场电气控制箱对设备采取故障保护，但是系统不论在哪一种控制方式，中央监控管理站都会监测到设备和生产的运行情况，出现故障会报警提示。

cass池工艺分4个周期控制，如下：

（1）曝气阶段：由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的nh3-n通过微生物的硝化作用转化为no3--n。

（2）沉淀阶段：此时停止曝气，微生物利用水中剩余的do进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。

（3）滗水阶段：沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。

（4）闲置阶段：闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。

cass反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行，连续进水，间断排水。cass在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，cass工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。

5结束语

该工程于2009年2月份开始实施，2009年5月份设备移交厂方运行，迄今为止其自控系统运行稳定、数据准确、出厂水质符合国家标准。系统投入使用后，操作人员在中央管理中心就能够全面了解整个工厂的运行情，并能对泵阀等主要设备根据预先设定好的参数进行自动控制，大大降低了值班员的劳动强度。该系统的投运解决了值班人员劳动强度大、操作易出错、出水水质不稳定、生产过程无法集中监控的问题，并取得了很好的社会效益和经济效益。