基于PLC在污水处理控制系统中的设计
基于PLC在污水处理控制系统中的设计[20200211152304]
摘 要
在经济日益发展的今天，水污染也越来越严重，从而加剧了水资源的短缺，成为人类生存的一个重大隐患。我国在污水处理方面落后于世界其他国家，污水处理成本居高不下，污水厂排出的处理过的污水水质不够达标，为此，建立高效达标、经济实用的的污水处理控制系统已是迫在眉睫了。?
本文介绍了污水处理的基本工艺和流程，并通过PLC实现了对整个污水处理的控制。文章首先介绍了污水处理控制系统的工艺及相关流程，然后根据污水处理要求进行硬件选型、I/O分配，最后按照控制要求设计对应污水处理工艺的PLC程序及WINNCC组态。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:污水处理PLCWINCC
目录
1引言 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2污水处理的国内外现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4本章总结 2
2污水处理控制系统总体介绍 3
2.1污水处理控制要求 3
2.2控制系统总框图 4
2.3污水处理系统的组成及其工作原理 4
2.3.1污水处理系统的组成 5
2.3.2污水处理的工作原理 6
2.4 本章总结 6
3硬件系统设计 7
3.1 PLC选型 7
3.2 液位传感器的选型 8
3.2.1 液位传感器介绍 8
3.2.2 液位传感器的选型 8
3.3电机选型 8
3.4 I/O分配 9
3.5本章总结 12
4软件系统设计 13
4.1 工艺流程 13
4.2流程图 13
4.2.1粗栅排污机系统的设计 13
4.2.2细格栅系统的设计 14
4.2.3 SBR反应池系统的设计 15
4.3程序设计 16
4.4本章总结 18
5运行与调试 19
5.1 WINCC组态 19
5.2调试 19
5.3本章总结 24
6总结与展望 25
6.1总结 25
6.2展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录 程序梯形图 29
1引言
1.1课题研究的背景及意义
水是生命之源。根据资料显示，地球表面有70%都被水覆盖，然而淡水资源却仅占其中的2.5%，并且由于地理位置、科学技术等因素的限制，大部分的淡水资源目前还不能被人类直接利用。在地球上，能被人类直接利用的淡水资源只有不到1%，而中国人均淡水资源更是只有世界人均淡水资源的四分之一。
我国是世界13个缺水国家之一。在改革开放，大力发展生产力的政策号召下，近些年我国的经济发展迅猛，但与此同时也给环境带来了巨大破坏，水体污染就是其中比较严重的问题之一。原本就短缺的水资源在水污染严重的影响下，更是雪上加霜。
日益严重的水污染不但加剧了水资源短缺的矛盾，而且还影响到了人类、甚至是地球上所有生物的正常生活，对我们的生存造成了很大的威胁。不但如此，水污染的持续加剧在很大程度上也阻碍了我国可持续发展战略的实施。综上所述，对受污染的水体进行及时有效的治理已经是迫在眉睫的任务了，污水处理技术也在这样的背景之下从萌芽至成熟，逐渐发展着。
目前，我国在污水处理方面仍落后于世界其他国家，主要表现在俩方面：一是污水处理技术的不成熟导致了污水处理的成本居高不下，制约了污水处理的推广和投入使用；二是经过处理后的污水的水质经检测后发现尚未达标。为此，建立高效达标、经济适用的污水处理系统对于普及污水处理、改善水环境都有着重大意义。同时，这也是为建立可持续发展社会、构建和谐社会做出巨大贡献。
1.2污水处理的国内外现状
我国城市污水处理事业开始于二十世纪九十年代初。当时由于资金、技术、历史背景等各种原因，在很长一段时间内，我国的污水处理事业基本处于萌芽状态，处理技术、设备投入、系统设计等都是仿照发达国家进行的。直到解放后，政府开始解放生产力，大力发展经济，此时的污水处理工程也慢慢步入轨道。但即便如此，我国现阶段采用的污水处理技术与同期国外先进国家的技术水平依旧存在着不小的差距。污水处理控制系统的效率低下，成本却很高，整个系统的自动化程度不高，出现故障却很频繁，这些都是有待解决的问题。
国外的一些发达国家，如美国、德国、日本等国，由于这些国家较早实现了工业现代化，经济发达，在19世纪初，政府便及时发现了水体污染问题的严重性。政府意识到污水处理的必要性，投入了大量的人力和物力，进行了与污水处理有关的各项研究。时至今日，这些国家对污水处理已经有了较为成熟的治理经验。国外主要通过建设污水处理厂来对污水进行集中处理。国外的污水处理普及率明显高于国内，低耗能高效率的污水处理技术也促进着国外污水处理事业的蓬勃发展。不仅如此，提高污水排放的标准，完善与污水处理相关的政策等措施，也已开始发挥作用了。
1.3课题研究的主要内容
本课题主要设计的内容是根据污水处理工艺采用PLC来设计控制系统,主要由以下内容组成：?
第一章介绍污水处理的相关内容，包括污水处理的背景、意义以及国内外发展现状；?
第二章阐述了污水处理控制系统的总体方案设计，包括污水处理的具体控制要求、污水处理的控制系统总框图以及整个污水处理系统的组成和工作原理；?
第三章介绍了污水处理控制系统的硬件设计，包括PLC选型、液位传感器选型、电机选型以及PLC外部硬件接线图的设计；?
第四章介绍了污水处理控制系统的软件设计，先画出工艺流程对应的流程图，然后根据流程图编写程序；??
第五章分析了污水处理控制系统的调试与运行，包括程序的仿真、调试以及WINCC组态的调试。?
1.4本章总结
本章主要介绍了设计的选题背景及课题研究的意义、污水处理的国内外发展现状、课题研究的内容。在污水处理国内外发展现状上主要从污水处理技术的发展历史上进行介绍。在课题的研究内容上从五个章节详细介绍了本次毕业设计的任务。
2污水处理控制系统总体介绍
本章中，将分别从污水处理的控制要求、系统框图和组成及工作原理方面进行详细介绍。
2.1污水处理控制要求
（1）两台粗栅排污机，一般开10分钟，停1小时。
（2）两台水泵的启停由集水池中的浮球式液位传感器来控制。当集水池处于低水位时，关闭所有水泵，当集水池处于较高水位时，启动一台水泵；当集水池处于高水位时，启动两台水泵；当集水池处于很高水位时，系统发报警信号。
（3）两台细格栅机，一般开10分钟，停1小时。
（4）只要有一台细格栅开始工作，那么皮带运输机滞后10秒也开始工作。
（5）SBR池共有三个，污水依次排入1、2、3号SBR池，进水阀门依次开启。当1号池水位升到一定液位后关闭1号阀门，然后开启2号池的阀门，当2号池水位升到一定液位后关闭2号阀门，然后开启3号池的阀门，依次类推。
（6）对于每个SBR反应池来说，当进水阀门关闭后，相应的空气阀门、潜水搅拌器和回流污泥泵也同时开启。污水在SBR中曝气3小时后，关闭空气阀门、潜水搅拌器和回流污泥泵。
（7）当空气阀门关闭1小时后，滗水器开始工作，当SBR液位下降到一定液位后，滗水器停止工作。
（8）滗水器停止工作后，剩余污泥泵开始工作，将SBR池中的污泥排至储泥池。当储泥池液位达到高液位或者1小时后，滗水器停止工作。
（9）在整个过程中，当有1个空气阀门开启时，开启一台鼓风机，当有2个或3个空气阀门开启时，开启两台鼓风机。
（10）脱水机按水处理工艺要求工作。
2.2控制系统总框图
为了明确整个设计的总体任务，绘制了如图2-1所示的污水处理系统总框图。
摘 要
在经济日益发展的今天，水污染也越来越严重，从而加剧了水资源的短缺，成为人类生存的一个重大隐患。我国在污水处理方面落后于世界其他国家，污水处理成本居高不下，污水厂排出的处理过的污水水质不够达标，为此，建立高效达标、经济实用的的污水处理控制系统已是迫在眉睫了。?
本文介绍了污水处理的基本工艺和流程，并通过PLC实现了对整个污水处理的控制。文章首先介绍了污水处理控制系统的工艺及相关流程，然后根据污水处理要求进行硬件选型、I/O分配，最后按照控制要求设计对应污水处理工艺的PLC程序及WINNCC组态。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:污水处理PLCWINCC
目录
1引言 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2污水处理的国内外现状 1
1.3课题研究的主要内容 2
1.4本章总结 2
2污水处理控制系统总体介绍 3
2.1污水处理控制要求 3
2.2控制系统总框图 4
2.3污水处理系统的组成及其工作原理 4
2.3.1污水处理系统的组成 5
2.3.2污水处理的工作原理 6
2.4 本章总结 6
3硬件系统设计 7
3.1 PLC选型 7
3.2 液位传感器的选型 8
3.2.1 液位传感器介绍 8
3.2.2 液位传感器的选型 8
3.3电机选型 8
3.4 I/O分配 9
3.5本章总结 12
4软件系统设计 13
4.1 工艺流程 13
4.2流程图 13
4.2.1粗栅排污机系统的设计 13
4.2.2细格栅系统的设计 14
4.2.3 SBR反应池系统的设计 15
4.3程序设计 16
4.4本章总结 18
5运行与调试 19
5.1 WINCC组态 19
5.2调试 19
5.3本章总结 24
6总结与展望 25
6.1总结 25
6.2展望 25
参考文献 26
致谢 27
附录 程序梯形图 29
1引言
1.1课题研究的背景及意义
水是生命之源。根据资料显示，地球表面有70%都被水覆盖，然而淡水资源却仅占其中的2.5%，并且由于地理位置、科学技术等因素的限制，大部分的淡水资源目前还不能被人类直接利用。在地球上，能被人类直接利用的淡水资源只有不到1%，而中国人均淡水资源更是只有世界人均淡水资源的四分之一。
我国是世界13个缺水国家之一。在改革开放，大力发展生产力的政策号召下，近些年我国的经济发展迅猛，但与此同时也给环境带来了巨大破坏，水体污染就是其中比较严重的问题之一。原本就短缺的水资源在水污染严重的影响下，更是雪上加霜。
日益严重的水污染不但加剧了水资源短缺的矛盾，而且还影响到了人类、甚至是地球上所有生物的正常生活，对我们的生存造成了很大的威胁。不但如此，水污染的持续加剧在很大程度上也阻碍了我国可持续发展战略的实施。综上所述，对受污染的水体进行及时有效的治理已经是迫在眉睫的任务了，污水处理技术也在这样的背景之下从萌芽至成熟，逐渐发展着。
目前，我国在污水处理方面仍落后于世界其他国家，主要表现在俩方面：一是污水处理技术的不成熟导致了污水处理的成本居高不下，制约了污水处理的推广和投入使用；二是经过处理后的污水的水质经检测后发现尚未达标。为此，建立高效达标、经济适用的污水处理系统对于普及污水处理、改善水环境都有着重大意义。同时，这也是为建立可持续发展社会、构建和谐社会做出巨大贡献。
1.2污水处理的国内外现状
我国城市污水处理事业开始于二十世纪九十年代初。当时由于资金、技术、历史背景等各种原因，在很长一段时间内，我国的污水处理事业基本处于萌芽状态，处理技术、设备投入、系统设计等都是仿照发达国家进行的。直到解放后，政府开始解放生产力，大力发展经济，此时的污水处理工程也慢慢步入轨道。但即便如此，我国现阶段采用的污水处理技术与同期国外先进国家的技术水平依旧存在着不小的差距。污水处理控制系统的效率低下，成本却很高，整个系统的自动化程度不高，出现故障却很频繁，这些都是有待解决的问题。
国外的一些发达国家，如美国、德国、日本等国，由于这些国家较早实现了工业现代化，经济发达，在19世纪初，政府便及时发现了水体污染问题的严重性。政府意识到污水处理的必要性，投入了大量的人力和物力，进行了与污水处理有关的各项研究。时至今日，这些国家对污水处理已经有了较为成熟的治理经验。国外主要通过建设污水处理厂来对污水进行集中处理。国外的污水处理普及率明显高于国内，低耗能高效率的污水处理技术也促进着国外污水处理事业的蓬勃发展。不仅如此，提高污水排放的标准，完善与污水处理相关的政策等措施，也已开始发挥作用了。
1.3课题研究的主要内容
本课题主要设计的内容是根据污水处理工艺采用PLC来设计控制系统,主要由以下内容组成：?
第一章介绍污水处理的相关内容，包括污水处理的背景、意义以及国内外发展现状；?
第二章阐述了污水处理控制系统的总体方案设计，包括污水处理的具体控制要求、污水处理的控制系统总框图以及整个污水处理系统的组成和工作原理；?
第三章介绍了污水处理控制系统的硬件设计，包括PLC选型、液位传感器选型、电机选型以及PLC外部硬件接线图的设计；?
第四章介绍了污水处理控制系统的软件设计，先画出工艺流程对应的流程图，然后根据流程图编写程序；??
第五章分析了污水处理控制系统的调试与运行，包括程序的仿真、调试以及WINCC组态的调试。?
1.4本章总结
本章主要介绍了设计的选题背景及课题研究的意义、污水处理的国内外发展现状、课题研究的内容。在污水处理国内外发展现状上主要从污水处理技术的发展历史上进行介绍。在课题的研究内容上从五个章节详细介绍了本次毕业设计的任务。
2污水处理控制系统总体介绍
本章中，将分别从污水处理的控制要求、系统框图和组成及工作原理方面进行详细介绍。
2.1污水处理控制要求
（1）两台粗栅排污机，一般开10分钟，停1小时。
（2）两台水泵的启停由集水池中的浮球式液位传感器来控制。当集水池处于低水位时，关闭所有水泵，当集水池处于较高水位时，启动一台水泵；当集水池处于高水位时，启动两台水泵；当集水池处于很高水位时，系统发报警信号。
（3）两台细格栅机，一般开10分钟，停1小时。
（4）只要有一台细格栅开始工作，那么皮带运输机滞后10秒也开始工作。
（5）SBR池共有三个，污水依次排入1、2、3号SBR池，进水阀门依次开启。当1号池水位升到一定液位后关闭1号阀门，然后开启2号池的阀门，当2号池水位升到一定液位后关闭2号阀门，然后开启3号池的阀门，依次类推。
（6）对于每个SBR反应池来说，当进水阀门关闭后，相应的空气阀门、潜水搅拌器和回流污泥泵也同时开启。污水在SBR中曝气3小时后，关闭空气阀门、潜水搅拌器和回流污泥泵。
（7）当空气阀门关闭1小时后，滗水器开始工作，当SBR液位下降到一定液位后，滗水器停止工作。
（8）滗水器停止工作后，剩余污泥泵开始工作，将SBR池中的污泥排至储泥池。当储泥池液位达到高液位或者1小时后，滗水器停止工作。
（9）在整个过程中，当有1个空气阀门开启时，开启一台鼓风机，当有2个或3个空气阀门开启时，开启两台鼓风机。
（10）脱水机按水处理工艺要求工作。
2.2控制系统总框图
为了明确整个设计的总体任务，绘制了如图2-1所示的污水处理系统总框图。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4458.html
