控制PLC污水处理设备.doc

绪论 水是人类赖以生存的资源。虽然地球表面的70%被水覆盖，但是淡水资源却仅占其中的2.5%，更有70%的淡水资源固定在南极和格陵兰的冰层中，地球上只有不到1%的淡水可被人类直接利用，对于如此宝贵的水资源人类又是如何对待呢?人们每天都在进行大规模的物质生产，而工业废水却随处排放。工业污水不仅污染了河流，影响了人类的生活环境，更重要的是破坏了生态系统。使水体质量恶化还使饮水水源的质量普遍下降，威胁人类的身体健康，对于如此严峻的水污染问题待我们解决。于是污水处理厂应运而生。建立高度自动化的污水处理站是解决水污染问题的有效途径，所以目前，污水处理的PLC控制系统在国内已经得到广泛应用。设计污水处理控制系统前，必须对污水处理的工艺流程和所需要控制的设备进行分析，研究这一步是非常重要的，并且是难度很大的工作，之后再进行系统的软硬件的设计。 为确保污水处理工艺和设备能够长期安全可靠地运行，采用欧姆龙PLC可编程序控制器和智能检测仪表组成下位机。上位机采用欧姆龙组态软件，利用组态软件提供的硬件驱动功能直接访问硬件进行通信，实现整个系统的画面监控，参数设定和指令控制等功能。该系统集过程控制和科学管理于一体，具有可靠性高，控制性能优越，管理功能 完善等优点。对指导工艺及设备的正常运行，提高自动化控制和管理水平发挥了重要的作用。 例如实现对现场设备的监控，便于现场工作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产效率和生产质量。 可编程控制器可编程控制器PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。它不仅能实现主机与远程I/O之间的通信，还可以与其它智能设备之间实现通信，连成功能很强的网络系统。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口[1]。 这样，把PLC电气控制系统与组态监控软件设计结合到污水处理的自动控制上去，实现了对污水处理的自动控制以及监控，正是本设计的根本目的所在。 另外本系统使用的《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口软件系统，它以Microsft Window98/NT/2000中文平台作为其操作系统，充分利用了国际先进的组态思想，吸收当前国际国内先进组态软件的优秀成果，经过严格的实验测试和各行业众多现场实践，已经充分证明了“世纪星”组态软件的高稳定性，先进性，通用性，方便性。它比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，并且利用PC机丰富的软件资源进行第二次开发。 1 系统概述 1.1 污水处理的目的及意义 1.1.1 污水处理的目的 尽管地球上的水很丰富，但由于淡水资源数量有限，分布又不均匀，加上人口急骤增长和工农业用水量不断增加，许多地区缺水的现象仍十分严重。尽管地球上的水是可再生和不断循环的，但由于环境污染日趋严重，水质日益恶化。全球性的水资源危机给人类带来了极大的危害。PLC应用系统的设计技能，并通过设计PLC在污水处理中的应用，对PLC可编程序有更深一步的了解。 1.1.2 污水处理的意义 水资源作为生态环境的一个重要成分对于人类生产生活都具有不言而喻的重要价值，因而将整治与开发相结合，明确水环境问题的治理无疑具有重要意义；与此同时对于的开发利用要实行全流域统筹兼顾的方针 ，生产、生活和生态用水综合，做到微观与宏观相结合，促进水环境问题的根本解决。1.2 污水处理的系统结构 本系统中的污水处理采用SBR污水生物处理工艺，是按“进水、反应、沉淀、排水”步骤周期性进行生化反应。从开始污水流入到排水结束算一个周期。工艺流程图如图1.1所示。 图1.1 SBR污水处理工艺框图 当系统启动并且处于自动运行方式下时，反应池进水阀门打开，同时水泵将污水从集水池抽到反映池。当有一个进水阀门打开时开一台水泵，当有两个以上进水阀门打开时开两台水泵。当反应池水位达到高水位的同时，反应池开始反应，即潜水搅拌器开始搅拌，同时鼓风机开始暴气。定为3小时以后停止反应，并且开始重力沉淀，沉淀时间定为一小时，1小时以后滗水器开始滗水。当反应池到达低水位时，滗水器停止工作，滗水结束。最后启动污泥泵，开始排泥，排泥时间为1小时，排泥1小时以后整个反应周期结束，系统将进入下一个循环，系统将自动启动，进水阀门也将重新打开，将重复上个周期的过程。 格栅一般设置在污水处理流程之首，或泵站集水池的进口处，是污水处理厂的第一道处理设施。在水处理流程中，格栅不是污水处理的主体设备，但位于关键部位，用于过滤污水中大块的呈悬浮或漂浮状态的污物，对后续处理设施具有保护作用。本系统中的格栅除污机有时间间隔来控制其开或者停。一般开20分钟，停1小时。当一台格栅除污机工作时，皮带运输机滞