【正文】 成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）第 0 頁5基于 PLC 的過濾流程控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計目錄第一章 緒論 ...........................................................4 課題研究的背景及意義 ..............................................4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................41..1 國內(nèi)污水處理情況 ...............................................4 國外污水處理情況 ..............................................5第二章 過濾流程及 PLC 概述 .............................................7 工藝流程及設(shè)備控制要求 ............................................7 沉降、過濾過程的原理 ..........................................7 沉降、過濾過程的工藝流程 .....................................7 沉降罐排污流程 ..............................................8 過濾器過濾流程 ..............................................8 工藝設(shè)備的控制要求 ............................................9 控制系統(tǒng)組成 ................................................9 設(shè)備控制原理 ...............................................10 可編程控制器 PLC 概述 .............................................11 PLC 的基本概念 ................................................11 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ................................................11 PLC 的工作原理 ................................................13 PLC 的主要特點 ................................................14成都工業(yè)學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 1 頁5 本章小結(jié) .......................................................15第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案 ............................................16 PLC 硬件選型 ......................................................16 的發(fā)展 ........................................................17 PLC 的分類 ........................................................18 按 I/O 點數(shù)容量分類 ...........................................18 按結(jié)構(gòu)形式分類 ...............................................19 按功能分類 ....................................................20 PLC 的硬件基本組成 ..............................................20 PLC 選型 ..........................................................24 西門子 S7200 PLC 的特點 ..........................................24 西門子 S7200 PLC CPU 選型 .........................................25 PLC 控制輸入/輸出端子接線圖 ......................................25第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案 ............................................27 PLC 內(nèi)部地址分配 ..................................................27 STEP 7MICRO/WIN 32 軟件介紹 .......................................28 STEP 7Micro/WIN 32 的主要功能 ................................29 STEP 7Micro/WIN 32 的基本指令 ................................29 系統(tǒng)戶設(shè)計的原則 .................................................31 系統(tǒng)的控制要求 ...................................................31 分配原則 .....................................................32 I/O 地址常見分配方法 ..........................................32 沉降、過濾工藝流程圖 ........................................32成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）第 2 頁5 軟件程序梯形圖 見附錄 .........................................34 程序的調(diào)試 ...................................................34結(jié)論 ...............................................................35第五章 論文總結(jié) ......................................................37參考文獻 .............................................................38致 謝 ................................................................40成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）第 3 頁5第一章 緒論 課題研究的背景及意義 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，必然對環(huán)境質(zhì)量提出更高更好的要求。但是伴隨著城市規(guī)模的不斷擴大，被污染的淡水資源也在逐年增加。水，作為一種必不可少的資源，長期以來一直被認為是取之不盡，用之不竭的。在這種觀念的驅(qū)使下，水環(huán)境的質(zhì)量越來越惡劣，水資源短缺也越來越嚴(yán)重，由此造成的水危機將成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素。解決好水污染問題，對污水處理后再排放，是保護生態(tài)環(huán)境以及為人們營造良好舒適生活環(huán)境的重要條件。我國“十一五”規(guī)劃綱要提出了“節(jié)能減排”的明確目標(biāo)；2022 年 7 月 19 日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《2022 年節(jié)能減排工作安排的通知》 ；2022 年 12 月 18 日，國務(wù)院總理溫家寶出席了哥本哈根氣候變化會議領(lǐng)導(dǎo)人會議，并發(fā)表了題為《凝聚共識 加強合作 推進應(yīng)對氣候變化歷史進程 》的重要講話，全面闡述了我國政府應(yīng)對氣候變化問題的立場、主張和舉措?？梢姽?jié)能減排已是我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇；是維護中華民族長遠利益的必然要求。過濾流程 PLC 控制系統(tǒng)是利用可編程控制器（PLC）將多套沉降裝置和過濾裝置聯(lián)接起來對污水實現(xiàn)全自動控制的系統(tǒng)；是一套污水處理系統(tǒng)的重要組成部分；是降低水污染、改善水環(huán)境質(zhì)量的重要技術(shù)手段。它把回收的污水（又稱原水）進行加藥沉降，上層清液過濾后可以重新利用。這樣就能夠避免直接把廢水排放到自然環(huán)境所造成的環(huán)境污染問題，節(jié)能減排，既能緩解水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化的趨勢，又能改善水資源短缺的態(tài)勢，促進經(jīng)濟社會快速穩(wěn)定向前發(fā)展。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1..1 國內(nèi)污水處理情況 目前我國的水污染較為嚴(yán)重，并且污水的排放量在逐年增加。我國每年排放的污水量已超過 400 億立方米且處理率低，大量的污水直接排入天然的水體中，造成了嚴(yán)重的水體污染。據(jù)統(tǒng)計已超過 80%的河流受到不同程度的污染，因此加快污水成都工業(yè)學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 4 頁5處理務(wù)。我國污水處理水平低，不論是設(shè)備還是技術(shù)，或者是處理的深度和廣度，都遠遠落后于歐美等發(fā)達國家。我國平均每 200 多萬人擁有一座污水處理廠，而且在污水處理的深度上也存在著很大的欠缺。到 2022 年底，我國已建設(shè)的城市污水處理廠668 座，其中二級處理廠 282 座。這些污水處理廠的建設(shè)，極大地提高了污水處理水平，但是處理量的增加仍遠遠滯后于污水排放量的增加，兩者之間的差距還在進一步拉大。根據(jù)按 98 年的資料，我國城市污水的處理率僅為 %，而歐美等發(fā)達國家如美國早在 1980 年就已達到 70%了。我國現(xiàn)存的污水處理設(shè)備運行狀況是 1/3運行正常、1/3 不正常、1/3 處于停止?fàn)顟B(tài)，前景堪憂。 我國污水處理的普遍情況是污水處理能力增長緩慢、污水處理率低和自動化程度不高，且主要表現(xiàn)在以下幾個方面：⑴ 污水處理技術(shù)落后長期以來，我國污水處理技術(shù)都是沿襲歐美國家的處理技術(shù)，在吸收、消化的同時形成自己的技術(shù)，但是我國現(xiàn)階段采用的大部分技術(shù)都是上個世紀(jì)歐美國家的處理技術(shù)。這些技術(shù)存在效率低、能耗高、維修率高、自動化水平低等缺點，并且嚴(yán)重制約了我國污水處理能力的提升，使得我們與同時期的歐美國家的污水處理技術(shù)存在很大的差距。⑵ 污水處理能力不足隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，污水的排放量日益增加。單獨依靠以前中下型的污水處理系統(tǒng)很難滿足污水處理的需要，研究和開發(fā)高效的、大型的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫了。⑶ 管理水平低我國各種類型及層次的控制系統(tǒng)并存，良莠不齊。這使得污水處理技術(shù)復(fù)雜，操作人員的技術(shù)素質(zhì)和管理水平不能很好適應(yīng)，這就制約了污水處理系統(tǒng)的正常運行。 國外污水處理情況在國際上，大規(guī)模的水污染治理最早是在二戰(zhàn)后，由于上世紀(jì) 50 年代經(jīng)濟蓬勃成都工業(yè)學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）第 5 頁5發(fā)展帶來的，60 年代日益嚴(yán)重的環(huán)境污染而展開的，如英國的泰晤士河和歐洲的萊茵河等水系的污染和治理就是典型的例子。至 70 年代末，美國投入了數(shù)千億美元興建了 18000 余所污水處理廠，英國、法國、德國、瑞士等各耗費巨資興建了 7000至 8000 座污水處理廠，這些污水處理廠的投入運行對這些國家的水體污染改觀起到了關(guān)鍵的作用，也為人們治理水污染積累了豐富的經(jīng)驗。經(jīng)濟發(fā)達的歐美國家除了非常重視污水處理的新理念和新技術(shù)之外，更重視污水處理的自動控制問題，先后研究開發(fā)了各種高效率，智能型和集約型的污水處理系統(tǒng)，并采用了計算機自動控制處理工藝，取得了非常理想的效果。許多先進的污水處理廠基本實現(xiàn)用計算機進行數(shù)據(jù)記錄和運行過程控制，實現(xiàn)了全自動無人值守控制模式。如美國的愛阿華污水處理廠采用數(shù)字式計算機控制自動加釩，運轉(zhuǎn)一年就降低釩消耗 20%，并且提高了管理水平和穩(wěn)定了水質(zhì)。此外，德國慕尼黑城市污水處理廠、日本東京朝霞污水處理廠等也先后采用計算機自動控制污水處理工藝，并取得很理想的效果。現(xiàn)在美國大中型污水處理廠均采用一套集散型的自動控制系統(tǒng)進行控制，他們在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺現(xiàn)場計算機，對整個污水處理過程實現(xiàn)多環(huán)路控制，其中包括沉降、過濾、反沖洗、臭氧殺菌、化學(xué)藥劑投放、泵房等，然后使用無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)信號傳送到控制室中進行記錄、分析和整合。與此同時，歐美國家的污水處理工藝也日趨多樣化，如鼓曝法、氧化溝法、SBR 法、生物膜法等。多樣化的污水處理工藝和先進的自動控制系統(tǒng)使得歐美國家的污水處理產(chǎn)業(yè)在整個國民經(jīng)濟中占有較為重要的地位，并使得他們的污水處理規(guī)模、工藝、自動化程度都處在世界領(lǐng)先的地位。目前歐美國家的污水處理自動控制系統(tǒng)一般具有以下的特點：（1） 采用分布式計算機控制；（2） 工藝的自動調(diào)整；（3） 工藝過程趨于復(fù)雜；（4） 冗余化設(shè)計；（5） 大量采用智能儀表；（6） 無線通信技術(shù)。成都工業(yè)學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計（論文）第 6 頁5第二章 過濾流程及 PLC 概述 工藝流程及設(shè)備控制要求 沉降、過濾過程的原理 圖 是一個污水處理的流程原理圖。原 水 混 合 加 藥 反 應(yīng) 沉 降 過 濾 送 水 圖 完整的污水處理流程圖它是將原水（污水，廢水）經(jīng)過加藥、消毒，然后在沉降罐