基于PLC的城市污水处理控制设计.pdf

目录 1 绪论 1 1.1 选题目和意义 1 1.2 国内污水处理自控系统发展状况 2 1.3 课题主要研究内容 3 2 污水处理工艺流程 4 2.1 本设计系统污水处理工艺及描述 4 2.2 污水处理系统功能要求 5 3 硬件配置 7 3.1 污水处理主要硬件分析 7 3.2 污水处理系统工作原理 9 3.3 PLC 选型 10 3.4 PLCI/O 资源配置 11 4 总体设计 14 4.1 总体流程设计 14 4.2 手动模式 14 4.3 自动模式 15 4.4 控制系统功能 16 4.5 定时器和寄存器设置 22 5 软件设计 24 5.1 主要程序 24 5.2 软件测试 26 总结 29 致谢 30 参考文献 31 基于 PLC 城市污水处理控制设计 摘要：污水处理成本居高不下，污水厂排放处理过污水水质不稳定，所以 如何建立有效自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。 本设计主要从污水处理基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于 PLC 控 制污水处理系统。文章首先介绍了基于 PLC 污水处理控制系统工艺及相关 流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计 PLC 控制系统基本原 则和步骤，来说明 PLC 在污水处理过程中应用。先根据污水处理要求设计 了设备电器控制及自动控制线路，主要包括设备启停、状态信号故障信号、 和信号采集等，最后按照工艺要求设计 PLC 控制系统，其中包括 PLC 选型、 系统资源配置以及按照污水处理工艺编制 PLC 程序。然后进行软件仿真实 现系统功能，证实程序可在污水处理工程中实际使用。 关键词：污水处理，西门子 S7、PLC 控制 1 绪论 1.1 选题目和意义 随着我国社会和经济高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环 境恶化，加剧了水资源短缺，严重影响着人民群众身心健康，这些情况已 1 / 33 经成为城市可持续发展严重制约因素；我国现阶段很多大中型城市废水排 放量大，已造成城市地表水严重污染；三峡库区水环境保护事关三峡工程 长期安全运行和长江中下游地区经济社会可持续发展，因此受到国内外广 泛关注，但目前各城市因水处理自控系统不完善没处理好就把污水排放了 或仍然是直接排放污水，很多操作和检测监控过程需要人工完成，人工监 控时间覆盖率低、工作量大，手工采集样品不准确和缺乏科学性和代表性， [1] 很难反映城市污水处理及排放连续变化情况 。建立污水处理系统和自动 控制监控体系，势在必行。 先根据污水处理要求设计了设备电气控制及自动控制线路，主要包括 设备启停、状态信号、故障信号和信号采集等。最后按照工艺要求设计PLC 控制系统，其中包括PLC选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制 PLC 程序等。建立高标准自动化污水处理厂，不仅可以加强整个系统稳定 性、准确性、可靠性，还可以缓解人力劳动，降低处理成本以及节约能源 [2]。污水处理厂自动控制系统会降低维护成本，减轻维护工人及生产工人 劳动强度，还能够更好完成生产工艺，具有很好社会效益和经济效益。 1.2国内污水处理自控系统发展状况 我国解放初期工农业生产才开始起步，当时对污水污染认识程度很 低，并且提倡利用污水进行农田灌溉，尤其是北方地区由于缺水污水灌溉 利就成为经验进行推广，如著名沈抚灌渠等，所以全国仅仅只有几个城市 建设了污水处理厂，这些工厂在处理工艺比较简单，处理规模也非常小， 每天只有几千立方米，最大也仅仅只有五万立方米 /天，导致污水处理技 术不成熟和管理水平低下状态。 2 / 33 及国外相比，国内自动化污水处理相对比较晚，起初采用热工仪表， 实行集中巡检；其后使用了DCS系统和应用分析仪表；直至九十年代利用 国际贷款所建立大型污水处理厂投产，我国自动化污水处理控制系统水平 [3] 才开始有很大提高 。从国外引进污水厂自动控制系统采用集散式计算机 监控系统开始广泛使用，应用了检测仪表这种高