【正文】 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書SJ0051CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書題目： 基于PLC的污水處理系統(tǒng)的設(shè)計 二級學(xué)院： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)： 自動化 動化 班級： 09自一 學(xué)生姓名： 謝鵬 學(xué)號： 09020425 指導(dǎo)教師： 王雁平 職稱： 副教授 評閱教師： 職稱： 2013年 9 月摘 要目前，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當(dāng)，效率普遍低于世界標(biāo)準(zhǔn)。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。 本文介紹了工廠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)。文章首先介紹了基于PLC污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計、工作原理以及設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的基本原則和步驟，來說明PLC在污水處理過程中的應(yīng)用。本系統(tǒng)設(shè)計了格柵池，調(diào)節(jié)池，反應(yīng)池和除鹽池，通過除鹽池的最后的濃度檢測保證了污水的鹽濃度的達(dá)標(biāo)排放。然而本系統(tǒng)也存在一定的缺陷，整個系統(tǒng)的設(shè)計偏于簡單，最后對于污水中的微生物的排放也沒有詳細(xì)的檢測。這就需要在以后的設(shè)計中不斷改善。關(guān)鍵詞：污水處理； PLC； 工藝流程Abstract Currently, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world standards. China is relatively backward automatic control system of sewage treatment, sewage treatment and the high cost of wastewater treatment plant discharge of the treated effluent quality is unstable, so how to establish an effective automatic control system to optimize operating results, reduce operating costs, has important significance.This article describes the basic process of sewage treatment plants and processes, and through the research and design of a PLCbased control of sewage treatment systems. The article first introduces the PLCbased control system for wastewater treatment technology and related processes, control system hardware architecture and design, operating principles and design of the basic principles of PLC control system and steps to illustrate PLC in the application of the sewage treatment process. The system was designed grille pool, regulation pool, in addition to the reaction tank and Yanchi, Yanchi through except final concentration detection ensures the salt concentration of sewage discharge standards.However, the present system, there are some flaws, overall system design are somewhat simpler, and finally for the microorganisms in wastewater discharge there was no detailed testing. This requires continuous improvement in the design of the future.Keywords: sewage treatment。 PLC。 process55目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 污水處理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 課題的背景 2 研究目的和意義 2 課題主要設(shè)計的內(nèi)容 3 本章小結(jié) 3第二章 污水處理系統(tǒng)的工藝介紹 4 常用的污水處理工藝 4 本設(shè)計污水處理工藝 5 本章小結(jié) 6第三章 污水處理系統(tǒng)的控制方案 7 污水處理系統(tǒng)的控制形式 7 控制方案的確定 7 本設(shè)計的總體設(shè)計方案 8 本章小結(jié) 8第四章 硬件的設(shè)計 9 污水處理的組成部分 9 格柵池 9 調(diào)節(jié)池 9 SBR反應(yīng)池 9 除鹽池 10 設(shè)備的控制要求 10 各類硬件的選型 11 PLC選型 11 電動機的選型 11 泵的選型 12 曝氣空壓機的選型 13 浮球式液位計的選型 14 余氯儀的選型 15 模擬量模塊的選擇 15 閥門的選擇 16 按鈕的選型 17 接觸器的選型 17 空氣開關(guān)的選型 18 I/O分配表 19 污水處理系統(tǒng)的主電路圖 20 污水處理系統(tǒng)的外部接線圖 20 本章小結(jié) 22第五章 軟件的設(shè)計 23 系統(tǒng)軟件設(shè)計概念 23 系統(tǒng)軟件的設(shè)計原則 23 系統(tǒng)軟件的介紹 24 本系統(tǒng)的總流程圖 25 程序的分段解釋 26 本章小結(jié) 30第六章 觸摸屏 31 觸摸屏的簡介 31 觸摸屏的主要特性 31 臺達(dá)觸摸屏人機界面的特點 32 觸摸屏設(shè)計的界面解釋 32 本章小結(jié) 36第七章 三菱PLC的仿真 37 程序 37 本章小結(jié) 39第八章 小結(jié) 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42附錄A 主電路圖 43附錄B PLC外部接線圖 44附錄C 主程序 45附錄D 元器件清單 51第一章 緒論第一章 緒論水與人的生活是密不可分的，特別是在現(xiàn)代社會生活及生產(chǎn)中對水的需求量與日俱增。據(jù)報道我國人均淡水資源擁有量為2400噸，為世界平均值的1/4，在全球如此多個國家中，我國人均淡水資源擁有量位居后位，屬于淡水資源貧乏的國家。我國水資源空間分布極不均衡，全國很多個城市缺水，包括幾個城市嚴(yán)重缺水，北方地區(qū)缺水現(xiàn)象甚是堪憂，人均擁有淡水量只有240噸。令人擔(dān)憂的是淡水總量的不斷減少，然而用水成本卻在不斷升高，淡水資源的浪費十分嚴(yán)重。我國北方地區(qū)淡水資源的超采，已形成漏斗地勢、水位下降、湖泊干涸、河水?dāng)嗔鳌⑸鷳B(tài)惡化等現(xiàn)象。淡水資源的短缺己經(jīng)成為我國急需解決的問題。我國不但淡水資源不斷減少，而且污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重。水資源已經(jīng)成為影響工業(yè)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備對水質(zhì)要求不斷嚴(yán)格。我國工業(yè)用水耗費高，重復(fù)利用率低。目前全國城市污廢水的處理率僅有10%以下，其余的都完全不經(jīng)處理排入河流湖泊等，造成了非常大的環(huán)境污染。耗水量高、重復(fù)利用率低、污染嚴(yán)重已經(jīng)成為我國工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的急需解決的問題。環(huán)境污染問題大的不斷加劇使有限的水資源日益減少、水質(zhì)日益惡化。由于水質(zhì)污染問題的不斷加劇，我國已有大約四分之一人的飲水發(fā)生不安全現(xiàn)象。氣象學(xué)家預(yù)測，22世紀(jì)全球變暖加劇，地表將有1/3的面積將嚴(yán)重缺水，乃至變?yōu)樯衬?，那時，水資源的問題將威脅全球一半的生物的生存。這些都是水污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，因此工業(yè)污水處理安全排放項目的實施已經(jīng)刻不容緩。眾多事實說明，水資源的短缺將制約經(jīng)濟可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，因此各國已經(jīng)越來越重視污水處理和污水處理后水資源的二次利用的問題，并建立各種污水處理的技術(shù)來提高供水的質(zhì)量。并且在處理工業(yè)污水問題時，經(jīng)過厭氧以及好氧辦法，污水中的可再生能源可以為生產(chǎn)生活提供可利用的能源，從而實現(xiàn)變廢為寶的目的。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，環(huán)境保護項目的呼聲日益提高，工業(yè)污水處理已經(jīng)體現(xiàn)出其必要性和緊迫性，對于各種污水處理后達(dá)標(biāo)排放實施成為政府對各企業(yè)最基本的要求。在工廠的工業(yè)污水處理過程中，污水來源的不確定以及工廠中各種污水成分的復(fù)雜性，對工業(yè)污水處理的工藝和控制方式提出了非常高的要求。 污水處理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國工業(yè)污水處理技術(shù)從“七五”科技攻關(guān)時期開始進行研究?！捌呶濉焙汀鞍宋濉痹谘趸瘻戏矫婧蛷?fù)合生態(tài)系統(tǒng)等處理技術(shù)方面的研究較多，設(shè)計依據(jù)這些研究成果，建立了一系列污水處理示范工程，如氧化溝，對負(fù)荷性高的污泥以及負(fù)荷性高的生物膜，氧化溝技術(shù)方面有了比較深入的研究。研究成果目前已被應(yīng)用于大批工業(yè)污水處理廠。污水處理中的污泥問題在“九五”科技攻關(guān)中受到重視，并配套開發(fā)成套的污泥處理。經(jīng)過一段期間的努力，我國在工業(yè)污水處理技術(shù)方面掌握了一定的技術(shù)。目前在水污染問題的整治技術(shù)上，我國已掌握了以下的一些工藝技術(shù)：如比較傳統(tǒng)的活性污泥法技術(shù)以及各種新型的活性污泥工藝，如：SBR法和氧化溝技術(shù)法等，這些污水處理的方法已經(jīng)在污水的處理及處理污水環(huán)境方面有了很大的作用，這些技術(shù)的發(fā)展以及大量應(yīng)用標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)一個新階段的到來?，F(xiàn)階段，我國已經(jīng)把重點由對污水處理工藝的研究轉(zhuǎn)移到污水處理項目的有效實施問題上。國際上，大規(guī)模的水污染治理開始于第二次世界大戰(zhàn)后，隨著19世紀(jì)50年代經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，工業(yè)逐漸發(fā)展強大，污水排放問題的大規(guī)模出現(xiàn)，60年代日益嚴(yán)重的環(huán)境污染開始了。工業(yè)污水處理設(shè)施中，城市排水管線和工業(yè)污水處理廠的興建和運行在當(dāng)時控制水體污染的問題上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。至70年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了很多座城市工業(yè)污水處理廠，英國、法國、德國等國家更耗費了巨額資金興建了7000至8000座城市工業(yè)污水處理廠。國家水體污染的問題能夠得到控制，這些工業(yè)污水廠的興建起到了決定性的作用，也為其他各國對水污染的治理問題提供了強大的實踐依據(jù)?，F(xiàn)在，這些國家的工業(yè)污水處理水平又在進一步提高，興建了一批具有脫氮除磷功效的設(shè)施，對水體質(zhì)量改善和水環(huán)境保護起了重大的作用。 課題的背景未來10年，中國將撤資數(shù)千億元建立工業(yè)污水處理項目工程建設(shè)投資，其中工業(yè)污水處理設(shè)備投入約三百億元。采用先進、實用的技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝，以及在環(huán)保工程中廣泛采用的先進的自動控制技術(shù)，是推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。在這種形勢下工業(yè)污水處理的自動化控制系統(tǒng)毫無疑問將是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟效益的研究課題。對于環(huán)境污染的問題，國務(wù)院明確規(guī)定所有工業(yè)廢水的污染源都必須達(dá)排放標(biāo)，而有些經(jīng)過處理的污水還可以變廢為寶，循環(huán)再利用。由于我國是一個水資源稀缺的國家，而且水資源時空分布極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。因此，從環(huán)保、節(jié)水、經(jīng)濟等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理的實施非常有必要。因此，有效的結(jié)合目前最新的工藝狀況、自控檢測儀表使用、PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)的使用，將為當(dāng)前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供有效的自控方法。 研究目的和意義世界任何國家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的增強，都會推進社會進步、促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，使人民生活條件得到進一步改善，但是也隨之帶來大的卻是不同程度的環(huán)境污染，污水便是造成環(huán)境污染的主要來源之一。這個污染源的出現(xiàn)引起了世界各國政府的關(guān)注，治理水污染，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用的課題迅速被列入世界環(huán)保組織的工作日程。我國就是一個嚴(yán)重缺水的國家，目前我國約300個城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有5O個。據(jù)中國經(jīng)濟信息網(wǎng)分析統(tǒng)計，全國按目前正常需要，年缺水總量約為300 億～400 億立方米，因缺水造成的經(jīng)濟損失每年達(dá)2300 多個億，以至于缺水災(zāi)害超過洪澇災(zāi)害。水資源的匱乏和水資源污染日益嚴(yán)重的問題，已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活，嚴(yán)重的影響了我國的經(jīng)濟的建設(shè)和發(fā)展。因此建立