PLC技术在小区中水处理中的应用[精品].doc

PLC技术在小区中水处理中的应用 摘要： 目前，国内水处理自动控制系统落后，运行费用居高不下，极大的阻碍了中小城市中水处理的发展，如何建立有效的自动控制系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。通过对中水处理控制系统的研究，分析了中水处理控制系统存在的问题，提出了基于PLC控制系统的解决方案，重点研究了中水处理自动控制系统的设计和实现。文章从中水处理的工艺特点入手，根据中水处理对电气控制系统的要求，首先建立了一个基于PLC中水处理电气控制系统总体方案；接着设计了系统主电路、控制电路和系统软件；最后，描述了用亚控组态王实现的计算机监控系统；建立起了一套适合于小区中水处理的自动化控制系统。经过模拟调试，证明了所设计的中水处理PLC控制系统的可行性和正确性。 关键词 中水处理 自动控制 PLC 组态王 1 绪论 1.1 课题研究的背景 1.1.1 水资源现状 众所周知，水是地球上一切生命赖以生存、不可缺少的重要物质，又是不可替代的重要自然资源。60年代以来，世界上许多国家和地区相继出现“水资源危机”。据有关专家预测，本世纪末，尤其是下世纪初，水资源危机将位居世界各类资源危机之首。水资源的缺乏已成为世界关注的一个问题[1]。我国是一个贫水国家，淡水资源非常短缺，全国水资源总量居世界第6位，但人均占有量只有2500m3，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位。目前全国约有400多个城市供水不足，其中100多个城市水资源严重短缺，已经被联合国列为13个贫水国家之一。据预测，2010年全国总供水量为6200～6500亿m3，相应的总需水量将达到7300亿m3，供需缺口近1000亿m3，2030年全国总需水量将达10000亿m3，全国将缺水4000～4500亿m3，到2050年全国将缺水6000～7000亿m3[2]。水利部部长汪恕诚坦言，以水资源短缺、水污染严重和洪涝灾害为特征的水危机已经成为我国可持续发展的重要制约因素，成为实现新时期经济社会发展目标具有基础性、全局性和战略性的重大问题。 1.1.2 小区中水处理需要和意义 中水是指生活污水经过处理后达到规定的水质标准，可在一定的范围内重复使用的非饮用水，非饮用水又可分为人体接触和人体非接触两类，中水几乎可以回用于人体非接触的全部用途。 我国各大中城市都建立了许多大中型污水处理厂，每天都有数十万吨的污水和工业废水经处理后达标排放，这部分水资源没有得到有效利用，非常可惜。据测算，城镇的污水经收集处理后，其中 70%是可再次循环使用的，通过中水处理可以在现有供水量不变的情况下，使城镇的可用水量增加 50％以上，在经济支出方面的节约也是非常可观的。如果每年把全国污水的 1/2 处理成中水，其水量将达 200 亿吨，如果将这些中水替代自来水利用，将产生 200亿元的经济效益[12]。 1.2 目前主要存在的问题 中水处理自动控制系统有别于其他控制系统，它需要对大量阀门、泵、曝气机和生化池内的搅拌器等机械设备进行控制，因此中水处理厂需要自动控制的开关量多，它们常常要根据一定时间或逻辑顺序定时开/停。需要抑制外部环境的变化(扰动)对处理过程的影响以确保处理过程的稳定性，需要使处理过程费用最低。 1.3 本论文所做的工作 a) 对小区中水处理电气控制系统总体方案进行设计； b) 设计小区中水处理电气控制系统硬件结构； c) 设计和开发小区中水处理 PLC系统控制软件； d) 设计和开发小区中水处理计算机监控系统； 2 小区中水处理系统总体方案设计 2.1 工艺流程 本课题的研究对象是小区中水处理电气控制系统。。本中水处理系统的工艺流程框图如图2.1所示： 2.2 系统组成 a) 调水池曝气机 　 * 2台（一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换。 　 * 手动方式：手动控制两台曝气机的切换及每台曝气机的起停。 　 * 自动方式：自动控制两台曝气机的切换。 　 b) 生化池曝气机 　 * 一级生化池 2台 380V/2.9KW（一用一备）。 　　 二级生化池 2台 380V/1.6KW ( 一用一备)。 　 * 手动方式：手动控制曝气机的起停。 　 * 自动方式：自动控制两台曝气机的切换。 　c) 提升泵 　 * 2台（一用一备）380V/2.2KW 要有手/自动切换。 　 * 手动方式：手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。 　 * 自动方式：自动控制两台泵的切换。 　　d) 加压泵 　 * 2台 （一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换。 　 * 手动方式：手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。 　 * 自动方式：自动控制两台泵的切换。 　　 e) 中水供水泵 　 * 2台（一用一备）380V/3KW 要有手/自动切换。 　f) 反冲洗泵