【正文】 西南科技大學(xué) 本 12 電氣電 2 班畢業(yè)生畢業(yè)論文 題 目 : 基于 s7300PLC 污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用 專業(yè)班級(jí)： 電氣自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 2020 年 8 月 29 日 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展與人口的急劇增長(zhǎng)，我國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題也是越來(lái)越重視，污染控制指標(biāo)日益嚴(yán)格。其中污水處理廠的規(guī)模也是相對(duì)的變大了許多，污水處理廠的管理和設(shè)備的控制面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。集散控制系統(tǒng)運(yùn)用污水處理中 可以大大的提高污水處理的可靠性，以及出水的水質(zhì)，降低能耗和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 根據(jù) SBR污水處理工藝要求，本文講了如何實(shí)現(xiàn)集散控制系統(tǒng)對(duì)污水處理系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，其中主要講了預(yù)處理區(qū)、粗細(xì)格柵、提升泵、沉淀池這幾部分的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)選用 S7300PLC 作為控制設(shè)備，把 DCS 系統(tǒng)用于 SBR工藝。 通過(guò)系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計(jì)與調(diào)試，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了用西門(mén)子 PLC 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集功能，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞 ： DCS 系統(tǒng)， SBR工藝， S7300PLC ABSTRACT With the rapid growth of the rapid development and population of economic construction, our country pay more and more attention to environmental problems, pollution control index of increasingly stringent. The size of the sewage treatment plant is relative larger number, control management and equipment of the sewage treatment plant is facing a severe test. Distributed control system applied in sewage treatment can greatly improve the reliability of sewage treatment, and the effluent quality, reduce the energy consumption and labor intensity of workers, improve the economic benefit. According to the SBR sewage treatment process requirements, this paper explained how toealize the automatic control system of the sewage treatment system, which is mainly about the preprocessing area, thickness grille, lifting pump, automatic control of sedimentation tank of these parts. The system adopted S7300PLC as the control device, the SBR technology for DCS system. Through the design and debugging of the hardware and software, further realizes automatic control and data acquisition of field devices with Siemens PLC, can meet the design requirements. Keywords: SBR technology, DCS system, S7300PLC 目 錄 第一章 緒論 ......................................... 1 概述 ......................................... 1 本課題研究背景與意義： ......................... 1 國(guó)內(nèi)外污水控制現(xiàn)狀： ........................... 2 國(guó)內(nèi)污水處理分析： ............................. 4 第二章 污水處理工藝及主要構(gòu)筑物 ....................... 5 水處理概述 ..................................... 5 SBR 污水處理工藝 .............................. 5 污水處理流程圖 ................................. 6 污水處理主要構(gòu)筑物 ............................. 7 污水處理廠集散控制系統(tǒng) ......................... 8 第三章 硬件部分設(shè)計(jì) .................................. 11 PLC 工作原理及特點(diǎn) ........................... 11 西門(mén)子 S7300PLC .............................. 12 選用 s7300 的優(yōu)勢(shì) ........................... 12 s7300 與 s7200s7400 和三菱的比較 ............. 13 傳感器的選擇 .................................. 14 PH 傳感器的選擇 ............................ 14 DO 儀的選擇（含氧量） ....................... 15 污水處理生產(chǎn) 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................. 15 第四章 PLC 程序設(shè)計(jì) ............................... 16 STEP7 軟件的介紹 ............................. 16 預(yù)處理區(qū) PLC 控制程序 .......................... 17 粗格柵 PLC 控制程序 ......................... 17 提升泵 PLC 控制程序 ......................... 18 細(xì)格柵 PLC 控制程序 ......................... 20 沉淀池 PLC 控制程序 ......................... 21 反應(yīng)池 PLC 控制程序 ............................ 24 污泥處理池 PLC 控制程序 ....................... 27 第五章 污水處理的系統(tǒng)調(diào)試 ........................ 30 STEP7 的編程語(yǔ)言 .............................. 30 系統(tǒng)組態(tài) ...................................... 30 用 STEP7 編程軟件調(diào)試 .......................... 31 顯示仿真 CPU 的 LED 指示燈 ..................... 32 PLC 軟件、硬件的調(diào)試 ........... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 調(diào)試分模擬調(diào)試 和聯(lián)機(jī)調(diào)試 .......................... 32 結(jié)果 ........................................ 33 設(shè)計(jì)小結(jié) ............................................ 34 致謝 ................................................ 35 參考文獻(xiàn) ............................................ 36 附錄預(yù)處理區(qū) PLC 控制程序 ............................. 37 附錄 A 粗柵格 PLC 控制程序 .......................... 37 提升泵 PLC 控制程序 ............................. 42 沉淀池 PLC 控制程序 ............................. 44 附錄 B 反應(yīng)池 PLC 控制程序 .......................... 47 第一章 緒論 概述 我國(guó)是個(gè)缺水的國(guó)家，人均水資源占有量只為世界人均水資源占有量的1/4。 而且我國(guó)的水資源在時(shí)空和地域上分布不均勻，更加重了缺水的實(shí)際情況。因此 近些年來(lái)，我國(guó)的城市水資源情況進(jìn)一步緊張，許多城市嚴(yán)重缺水。與此同時(shí)， 水資源的污染日益嚴(yán)重，也因此許多城市都規(guī)劃和建設(shè)了污水處理廠，來(lái)改變目 前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。 我國(guó)城市污水處理事業(yè)是在 80 年代初逐步發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已 經(jīng)初具規(guī)模，但是，與國(guó)外同期的城市污水處理廠相比，我國(guó)的污水處理事業(yè)則 呈現(xiàn)出效率低、自動(dòng)化程度低、能耗高且運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。 隨著全球水資源供應(yīng)的緊張和對(duì)自動(dòng)化要求的增加，我國(guó)的污水處理廠無(wú)疑 向著高度自動(dòng)化和無(wú)人職守的方向發(fā)展。目前由于 PLC 在穩(wěn)定性和高度自動(dòng)化程 度不斷加強(qiáng)，使 PLC 成為在城市自動(dòng)化污水處理方面的首選。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)處理污水的意義 污水處理是能源密集 (energy intensity)型的綜合技術(shù)。一段時(shí)期以來(lái) ,由于能 耗大、運(yùn)行費(fèi)用高等一系列的不便，在一定程度上阻礙了我國(guó)城市污水處理廠的 建設(shè) ,建成的一些處理廠也因能耗原因處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一 段時(shí)期內(nèi) ,能耗問(wèn)題將成為城市污水處理的瓶頸。能否解決污水廠的能耗問(wèn)題，合 理進(jìn)行能源分配，已成為決定污水處理廠運(yùn)行效益好壞的關(guān)鍵因素。能耗是否較 低，也是未來(lái)新的污水處理廠可行性分析的決定性因素，開(kāi)發(fā)能效較高的污水處 理技術(shù)，合理設(shè)計(jì)及運(yùn)行污水處理廠，必將是未來(lái)污水處理廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行的必由 之路。 本課題研究背景與意義： 隨著中國(guó)城市化，工業(yè)化的迅速發(fā)展，水資源的需求也日益增大。首先，水資源的短缺與其過(guò)低的利用率正嚴(yán)重的制約著我國(guó)城市化的快速進(jìn)程。其次，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，對(duì)工業(yè)污水的排放和生活污水的處理都在努力的追趕世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家，并爭(zhēng)取與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。在次，為了人們健康安全的生活環(huán)境，飲用水和生活用水的質(zhì)量要求也在不斷地有所提升。我國(guó)的污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代以后污水處理廠才開(kāi)始引入自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的不斷提高，中國(guó)污水處理行業(yè)正在快速增長(zhǎng)， 污 水處理總量也在逐年上升，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高，污水處理行業(yè)很快成為了新興產(chǎn)業(yè)。但是，中國(guó)污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展階段，一方面，中國(guó)目前的的污水處理能力還跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理配套設(shè)施建設(shè)的嚴(yán)重滯后。另一方面，中國(guó)的污水處理率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，還存在著差距。 國(guó)內(nèi)外污水控制現(xiàn)狀： 我國(guó)城市污水處理在建國(guó)四十多年來(lái)取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國(guó)外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù)路線，主要如下： 活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線 ； ，處理為輔的技術(shù)路線； ，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇。 首先， c和 d這兩種技術(shù)路線對(duì)于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應(yīng)選 a和 b兩種路線。尤其是以 b 這種路線應(yīng)予以推廣，因?yàn)殡S著環(huán)境狀況的日趨嚴(yán)峻，用水問(wèn)題越發(fā)突出，從而對(duì)于水的合理使用必將是大家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生 物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線和傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線。 對(duì)于大規(guī)模污水處理廠來(lái)說(shuō)，主要指氧化塘處理和土地處理法，它們都具有運(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少及管理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)一些城市也被因地制宜的采用。 氧化塘一般分為好氧氧化塘、厭氧氧化塘