【正文】 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 1 頁，共 78 頁 基于 PLC 控制的城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要 隨著城市的快速發(fā)展，環(huán)境問題顯得日益重要。廢水是破壞環(huán)境的一個主要的因素，目前中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，污水處理成本居高不下，污水廠排放的處理過的污水的水質(zhì)不穩(wěn)定，所以如何建立有效的自控系統(tǒng)，優(yōu)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。 本文介紹了城市污水處理的基本工藝和流程，并通過研究設(shè)計一套基于PLC 控制的污水處理系統(tǒng)。 文章首先介紹了 PLC控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理以及設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，然后以 SBR污水處理工藝為例，來說 明 PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。 先根據(jù)污水處理要求設(shè)計了設(shè)備的電氣控制與自動控制線路，主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號、故障信號和信號采集等。最后按照工藝要求設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)，其中包括 PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及按照污水處理工藝編制 PLC程序等。 建立高度自動化污水處理廠，不僅可以加強整個系統(tǒng)的可靠性、準確性，還可以減少勞動強度，降低處理成本和節(jié)約能源。污水處理廠自動控制系統(tǒng)的建設(shè)將降低生產(chǎn)和維護成本，減輕生產(chǎn)及維護工人的勞動強度，并為生產(chǎn)工藝的進一步改進提供方便，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。 關(guān)鍵詞 ：污水處理 ， SBR， PLC 基于 PLC 控制的城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計 第 2 頁，共 78 頁 Abstract With the rapid development of cities,theenvironmentbeesmore and more is one of the major factors that pollute the automatic controlling system of wastewater treatment in China is not very cost of wastewater is water qualities of the treated wastewater how to solve the problems is very significative to ourcountry. This text introduced basic craft and process of city wastewater treatment, and design 1 set according to the wastewater treatment system of PLC control through the research The article introduced a PLC control the hardware structure, work principle of the system and design PLC a control system first of basic principle and step, then with the SBR wastewater treatment craft for example, explain that the PLC is in the application in the wastewater treatment process. Designed the electricity control of equipments and automatically control circuit according to the wastewater treatment request first, mainly include the start and the stop of equipments, appearance signal, break down signal and signal to collect etc.. Finally request to design PLC control system according to the craft, include the choose of PLC type, system resources an allocation and draw up PLC procedure according to the wastewater treatment craft etc. among them. The establishment of high level automation on sewage treatment plant, not only may 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 3 頁，共 78 頁 strengthen the system’s reliability, accuracy, but also may reduce the labor intensity, Keyword:Wastewater treatment, SBR, PLC 基于 PLC 控制的城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計 第 4 頁，共 78 頁 目錄 摘要 ............................................................ 1 ABSTRACT ........................................................ 2 目錄 ............................................................ 4 第 1 章 緒論 ..................................................... 7 選題的目的和意義 ........................................... 7 當今國內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況 ......................... 9 國外污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況 ........................... 9 國內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)發(fā)展狀況 .......................... 10 課題的主要研究內(nèi)容 ........................................ 11 第 2 章 污水處理概述 ............................................ 13 污水處理概述 .............................................. 13 污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 ............................. 13 污水處理工藝流程 .......................................... 15 SBR 污水處理工藝概述 ...................................... 16 第 3 章 設(shè)計方案的確定 .......................................... 18 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計分析 .................................... 18 PLC 的結(jié)構(gòu) ............................................ 18 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 5 頁，共 78 頁 PLC 的工作原理 ........................................ 19 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟 ........................ 21 污水處理 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計分析 ........................... 24 污水處理的過程 ....................................... 24 設(shè)備控制要求 ......................................... 25 上位監(jiān)控管理機 ....................................... 26 模擬顯示評 ........................................... 26 第 4 章 硬件部分設(shè)計 ............................................ 27 電機的控制電路 ............................................ 27 閥門的控制電路 ............................................ 29 傳感器 ................................................... 30 超聲波傳感器 ......................................... 30 溶解氧傳感器 ......................................... 32 PLC 的選型及輸入 /輸出端口安排 ............................. 33 PLC 的選擇 ............................................ 33 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖 ........................................ 33 第 5 章 軟件部分的設(shè)計 .......................................... 35 程序的構(gòu)成 ................................................ 35 程序的流程圖 .............................................. 35 源程序 .................................................... 36 基于 PLC 控制的城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計 第 6 頁，共 78 頁 第 6 章 結(jié)論 .................................................... 53 致謝 ........................................................... 55 參考文獻 ....................................................... 56 附錄 A ......................................................... 58 附錄 B ......................................................... 64 附錄 C ......................................................... 75 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁，共 78 頁 第 1 章緒論 我國是一個水資源匱乏的國家，而且時空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。與此同時，在我國大部分城市和地區(qū)，本已極為有限的水資源還受到水質(zhì)惡化和 水生態(tài)系統(tǒng)破壞的嚴重 威脅。由于 80%以上的污水未經(jīng)有效處理就直接投進水域，已造成我國 1/3 以上的河段受到污染， 90%以上的城市水域嚴重污染，近 50%的重點城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標準。尤其伴隨著城 市化和工業(yè)化進程的加速需水量和污染物排放量迅速增長，水危機不僅會長期存在，而且有迅速加劇的趨勢。水資源短缺和水環(huán)境污染造成的水危機已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。國內(nèi)外水環(huán)境恢復(fù)與再生的實踐經(jīng)驗表明，污水深度處理與再利用是通向健康水循環(huán)的橋梁，推進污水深度處理和普及再生水利用是人類與自然兼容協(xié)調(diào)，創(chuàng)造良好水環(huán)境 ，促進人類可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。 選題的目的和意義 水，是人類生存、養(yǎng)息、發(fā)展的根本條件。然而，隨著人類的發(fā)展，水資源越來越不能滿足人類發(fā)展的需要，主要表現(xiàn)為可供水資源量不足和環(huán)境污染導(dǎo)致水質(zhì)惡化這兩方面。淡水資 源的缺乏不是個別國家所獨有的問題，而是全球發(fā)展中面臨的共同問題 。世界銀行 1995 年的調(diào)查報告指出：占世界人口 40%的 80 個國家正面臨著水危機，發(fā)展中國家約有10 億人喝不到清潔的水， 17億人沒有良好的衛(wèi)生設(shè)施，每年約有 2500 萬人死于飲用不清潔的水。聯(lián)合國預(yù)計，到 2025 年，世界將近一半 的人口會生活在缺水的地區(qū)。水危機已經(jīng)嚴重制約了人類的可持續(xù)發(fā)展。 1992 年里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會通過的《 21 世紀議程》中指出：水基于 PLC 控制的城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計 第 8 頁，共 78 頁 不僅為維持地球一切生命所必需，而且對一切經(jīng)濟問題都有生死攸關(guān)的重要意義。可見，全球性的水危機已引起人們的警覺，現(xiàn)在已經(jīng)到了必須認真考慮水問題的時候了。同時，人類社會在工業(yè)化的進程中大量消耗水資源的同時，排出大量污水，污染江河湖泊，危害生態(tài)環(huán)境，造成嚴重后果。英國及美國都曾在 19 世紀中發(fā)生因飲用水資源遭生活污水污染而引發(fā)的霍亂大流行，二十世紀隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和城市人口的 劇增，更帶來不