毕业设计（论文）_PLC控制技术在雨水利用自动控制系统中的应用.pdf

焦作大学机电系毕业设计1引言

1引言

1.1课题研究的背景

本文是雨水利用自动控制系统的具体设计说明，设计一个雨水罐液位自动控制

系统，并且使用MCGS进行组态监控。在程序设计上，以及在控制系统中，运用

了先进的设计方法，如编写可编程控制器PLC中的梯形图与流程图，对控制系统

中的水泵和进水阀进行控制，采用了液位、压力传感器信号输入控制元件，实现

雨水罐中液位的动态平衡，确保供水管道中水压的稳定。本文主要介绍小型雨水

利用自动控制系统，可用于学校，企业公园等小面积区域的绿化灌溉。具有管理

方便，设计简单，成本廉价等特点。

雨水利用控制器的结构示意图如图1-1所示。

图1—1雨水利用控制器结构示意图

Fig1-1rainwatersmakeuseofcontrollerstructuresketchmap

1.1.1雨水利用自动控制国内外的发展现状

1.我国城市雨水利用概述

我国城市雨水利用的思想具有悠久的历史，北京北海团城古代雨水利用工程

是古代雨水利用的典范。而真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却开始于20

世纪80年代，发展于90年代，目前呈现出良好的发展势头。

北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展雨水收集利用研究，

尤其是北京近几年雨水集蓄利用技术发展步伐较快。北京市节水办和北京建筑工

程学院从1998年开始立项研究，北京市水利局和德国埃森大学的合作项目于2000

年启动，已建雨水利用工程等示范工程10多处；2003年4月起施行《关于加强建

设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》，要求凡在本市行政区域内，新建、改建、

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扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设，雨水利用工程应与主体建设工程同

时设计、同时施工、同时投入使用。

2.城市雨水利用在国外

由于全球范围内水资源紧缺和暴雨水水灾害频繁，近20年来美国、加拿大、

意大利、法国、墨西哥、印度、土耳其、以色列、日本、泰国、苏丹、也门、澳

大利亚、德国等40多个国家开展了雨水利用的研究与实践,并召开过十届国际雨

水利用大会。其中，德、日、美等经济发达、城市化进程发展较早的国家，将城

市雨水利用作为解决城市水源问题的战略措施，试验、推广、立法、实施。

德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一。目前德国的雨水利用技术已

经进入标准化、产业化阶段，市场上已大量存在收集、过滤、储存、渗透雨水的

产品。德国的城市雨水利用方式主要有三种：一是屋面雨水集蓄系统，二是雨水

截污与渗透系统，三是生态小区雨水利用系统。在雨水利用方面，德国还制定了

一系列法律法规，规定在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要

设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放

费。

日本的城市雨水利用在亚洲先行一步，1980年日本建设省就开始推行雨水贮

留渗透计划，1988年成立“日本雨水贮留渗透技术协会”，1992年颁布“第二代

城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成

部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。日本“降

雨蓄存及渗滤技术协会”经模拟试验得出：在使用合流制雨水管道系统地区合理

配置各种入渗设施的设置密度，强化雨水入渗使降雨以5mm/h的速率入渗地下可

使该地区每年排出的BOD总量减少50%。有效促进了城市雨水资源化进程。

美国的雨水利用是以提高天然入渗能力为其宗旨,针对城市化引起河道下游

洪水泛滥问题，美国的克罗拉多州（1974年）、佛罗里达州（1974年）和宾西法

尼亚州（1978年）分别制定了《雨水利用条例》。这些条例规定新开发区的暴雨水

水洪峰流量不能超过开发前的水平。所有新开发区（不包括独户住家）必须实行

强制的“就地滞洪蓄水”。

综合国外发达国家城市雨水利用的主要经验是：制定了一系列有关雨水利用

的法律法规；