PLC的污水处理控制系统的设计
一、引言 1
（一）课题背景及设计内容 1
1、课题背景 1
2、课题的设计内容 1
二、PLC硬件系统配置 2
（一）PLC简介 2
（二）系统的总体设计 2
1、主电路设计 2
2、交流控制电路设计 3
（三）PLC的I/O分配 4
1、数字量输入部分 4
2、数字量输出部分 5
3、模拟量输入 6
三、PLC软件系统设计 6
（一）污水处理概括及工艺流程 6
（二）PLC污水处理系统的工作原理 8
（三）系统I/O接线图 9
（四）系统程序流程 10
（五）系统梯形图 11
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
一、引言
随着中国经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们必然对环境质量提出更高的要求。解决好水污染问题，是对污水进行处理之后再排放的。是生态环境保护以及为人们营造舒适生活环境的重要条件。
目前，污水处理的PLC控制系统在国内已经得到广泛应用。早在设计污水处理控制系统前，人们就已经对污水处理的工艺流程和所需要的控制设备进行了分析、研究。
可编程序控制器 ProgralnlnableLogicController （简称PLC）它是作为一种多功能智能化的综合控制器，具有较强的通用性、可靠性、而且编程相对简单、扩展方便、及安装的灵活性和故障率低等诸多特点，早在在工业控制领域中得到了广泛的应用。
序批式活性污泥法Sequencing batch activated slud *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
ge(简称SBR)它是符合中小城镇污水处理的基本要求，但也必须要实现自动控制，才能发挥其自身优势，使其具有更加广阔的应用前景。
（一）课题背景及设计内容
1、课题背景
近年来,污水处理厂已成为各个城市最重要的基础设施之一。随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善,污水处理厂的自动化水平也相应提高。而PLC控制器以其技术成熟，通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。
2、课题的设计内容
本课题介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC控制的污水处理系统，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。
课题的设计主要由以下内容组成：
（1）研究PLC的基本结构和工作原理，对工业污水处理控制系统进行设计分析；
（2）具体设计了污水处理的硬件系统；
（3）具体设计了工业污水处理的软件系统；
（4）工业污水处理系统的调试。
二、PLC硬件系统配置
（一）PLC简介
1、可编程控制器的定义
PLC英文全称 ProgralnlnableLogicController ，中文全称为可编程逻辑控制器，用于其内部的存储程序，执行逻辑的运算作用、顺序控制、定时、计数以及算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入和输出控制各种类型的机械或生产过程随着可编程控制器的广泛应用。
2、可编程控制器的用途
可编程逻辑控制器的用途主要体现在这五个方面:
1、顺序控制。这是PLC应用最广泛的领域，用于取代传统的继电器的匝序控制。
2、运动控制。
3、闭环过程控制。例如温度、压力、液位、流量和速度等等的闭环控制。
4、数据处理。
5、通信和联网。
（二）系统的总体设计
1、主电路设计
SBR污水处理电气控制系统主电路如图2-1所示。
图2-1 SBR污水处理电气控制系统主电路
（1) 电动机M1、M2、M3、M4分别是由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4对外实现过载保护的。电动阀电动机M4控制器内装有常闭热保护开关，对阀门电动机M4实现双重保护作用。
（2)主回路中分别有交流接触器KM1、KM2、KM3其分别控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝气风机M3，交流接触器KM4、KM5控制此电动阀电动机M4，通过正、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。
（3)此外熔断器FU1、FU2、FU3、FU4分别实现各负载回路的短路保护。FU5、FU6分别完成其交流控制回路以及PLC控制回路的短路保护作用。
（4)QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用与维修方便。
2、交流控制电路设计
SBR污水处理系统交流控制电路如图2-2所示。
图2-2 SBR废水处理系统交流控制电路
（1) 4台电动机的M1、M2、M3、M4的过载保护，分别是由4个热继电器FR1、FR2、FR3、FR4来完成实现功能，将其常闭触点并联后与中间继电器KA1连接构成过载保护信号，KA1还起到电压转换的作用，将220V交流信号转换成直流24V的电压信号送入PLC完成过载保护及控制功能的作用。
（2) 隔离变压器TC的选用根据PLC耗电量配置，可以配置标准型的变比1：1其容量为100VA隔离变压器。
（3) 1#清水泵M1，2#清水泵M2，曝气风机M3分别有运行指示灯HL1、HL2、HL3，也是由KM1、KM2、KM3接触器常开辅助触点来完成控制。
（4) 控制电路有电源指示HL。PLC供电回路是采用隔离变压器TC，以此来防止电源干扰。
（5)上水电磁阀YA1和指示灯HL1、排空电磁阀YA2，分别由中间继电器KA2与KA3的触点来控制。
（三）PLC的I/O分配
根据系统的具体要求，分别对PLC的I/O口进行了配置，具体分配如下：
1、数字量的输入部分
数字量输入模块1输入地址分配表
输入地址 对应输入设备
X40 M702（进水阀门）开状态信号
X41 M702（进水阀门）关状态信号
X42 M703（进水阀门）自动工作方式
X43 M703（进水阀门）开状态信号
X44 M703（进水阀门）关状态信号
X45 M704（进水阀门）自动工作方式
Y40 开1#回流污泥泵（M1201）
Y41 开2#回流污泥泵（M1202）
Y42 开3#回流污泥泵（M1203）
Y43 开4#回流污泥泵（M1204）
Y44 开1#鼓风机（M1301）
Y45 开2#鼓风机（M1302）
Y62 LT 104超高报警
Y63 开3#滗水器（M10021）
（一）课题背景及设计内容 1
1、课题背景 1
2、课题的设计内容 1
二、PLC硬件系统配置 2
（一）PLC简介 2
（二）系统的总体设计 2
1、主电路设计 2
2、交流控制电路设计 3
（三）PLC的I/O分配 4
1、数字量输入部分 4
2、数字量输出部分 5
3、模拟量输入 6
三、PLC软件系统设计 6
（一）污水处理概括及工艺流程 6
（二）PLC污水处理系统的工作原理 8
（三）系统I/O接线图 9
（四）系统程序流程 10
（五）系统梯形图 11
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
一、引言
随着中国经济的发展和人民生活水平的逐步提高，人们必然对环境质量提出更高的要求。解决好水污染问题，是对污水进行处理之后再排放的。是生态环境保护以及为人们营造舒适生活环境的重要条件。
目前，污水处理的PLC控制系统在国内已经得到广泛应用。早在设计污水处理控制系统前，人们就已经对污水处理的工艺流程和所需要的控制设备进行了分析、研究。
可编程序控制器 ProgralnlnableLogicController （简称PLC）它是作为一种多功能智能化的综合控制器，具有较强的通用性、可靠性、而且编程相对简单、扩展方便、及安装的灵活性和故障率低等诸多特点，早在在工业控制领域中得到了广泛的应用。
序批式活性污泥法Sequencing batch activated slud *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
ge(简称SBR)它是符合中小城镇污水处理的基本要求，但也必须要实现自动控制，才能发挥其自身优势，使其具有更加广阔的应用前景。
（一）课题背景及设计内容
1、课题背景
近年来,污水处理厂已成为各个城市最重要的基础设施之一。随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善,污水处理厂的自动化水平也相应提高。而PLC控制器以其技术成熟，通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。
2、课题的设计内容
本课题介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC控制的污水处理系统，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。
课题的设计主要由以下内容组成：
（1）研究PLC的基本结构和工作原理，对工业污水处理控制系统进行设计分析；
（2）具体设计了污水处理的硬件系统；
（3）具体设计了工业污水处理的软件系统；
（4）工业污水处理系统的调试。
二、PLC硬件系统配置
（一）PLC简介
1、可编程控制器的定义
PLC英文全称 ProgralnlnableLogicController ，中文全称为可编程逻辑控制器，用于其内部的存储程序，执行逻辑的运算作用、顺序控制、定时、计数以及算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入和输出控制各种类型的机械或生产过程随着可编程控制器的广泛应用。
2、可编程控制器的用途
可编程逻辑控制器的用途主要体现在这五个方面:
1、顺序控制。这是PLC应用最广泛的领域，用于取代传统的继电器的匝序控制。
2、运动控制。
3、闭环过程控制。例如温度、压力、液位、流量和速度等等的闭环控制。
4、数据处理。
5、通信和联网。
（二）系统的总体设计
1、主电路设计
SBR污水处理电气控制系统主电路如图2-1所示。
图2-1 SBR污水处理电气控制系统主电路
（1) 电动机M1、M2、M3、M4分别是由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4对外实现过载保护的。电动阀电动机M4控制器内装有常闭热保护开关，对阀门电动机M4实现双重保护作用。
（2)主回路中分别有交流接触器KM1、KM2、KM3其分别控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝气风机M3，交流接触器KM4、KM5控制此电动阀电动机M4，通过正、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。
（3)此外熔断器FU1、FU2、FU3、FU4分别实现各负载回路的短路保护。FU5、FU6分别完成其交流控制回路以及PLC控制回路的短路保护作用。
（4)QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用与维修方便。
2、交流控制电路设计
SBR污水处理系统交流控制电路如图2-2所示。
图2-2 SBR废水处理系统交流控制电路
（1) 4台电动机的M1、M2、M3、M4的过载保护，分别是由4个热继电器FR1、FR2、FR3、FR4来完成实现功能，将其常闭触点并联后与中间继电器KA1连接构成过载保护信号，KA1还起到电压转换的作用，将220V交流信号转换成直流24V的电压信号送入PLC完成过载保护及控制功能的作用。
（2) 隔离变压器TC的选用根据PLC耗电量配置，可以配置标准型的变比1：1其容量为100VA隔离变压器。
（3) 1#清水泵M1，2#清水泵M2，曝气风机M3分别有运行指示灯HL1、HL2、HL3，也是由KM1、KM2、KM3接触器常开辅助触点来完成控制。
（4) 控制电路有电源指示HL。PLC供电回路是采用隔离变压器TC，以此来防止电源干扰。
（5)上水电磁阀YA1和指示灯HL1、排空电磁阀YA2，分别由中间继电器KA2与KA3的触点来控制。
（三）PLC的I/O分配
根据系统的具体要求，分别对PLC的I/O口进行了配置，具体分配如下：
1、数字量的输入部分
数字量输入模块1输入地址分配表
输入地址 对应输入设备
X40 M702（进水阀门）开状态信号
X41 M702（进水阀门）关状态信号
X42 M703（进水阀门）自动工作方式
X43 M703（进水阀门）开状态信号
X44 M703（进水阀门）关状态信号
X45 M704（进水阀门）自动工作方式
Y40 开1#回流污泥泵（M1201）
Y41 开2#回流污泥泵（M1202）
Y42 开3#回流污泥泵（M1203）
Y43 开4#回流污泥泵（M1204）
Y44 开1#鼓风机（M1301）
Y45 开2#鼓风机（M1302）
Y62 LT 104超高报警
Y63 开3#滗水器（M10021）
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