【正文】 學(xué)年第二學(xué)期畢業(yè)論文課題名稱： PLC 在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 設(shè)計(jì)時間：________________________系 部：________________________班 級：________________________姓 名：________________________指導(dǎo)教師：________________________________________________1 / 59畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一、設(shè)計(jì)題目 PLC 在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。二、設(shè)計(jì)目的1 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。3 掌握污水處理控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)思路。解決好污水污染問題，對污水進(jìn)行處理后再進(jìn)行排放，是生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及為人們營造舒適生活環(huán)境的重要條件。2 污水處理的工藝流程污水處理常采用 SBR 污水生物處理工藝，是按 “進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣等） 、沉淀、排水”步驟周期性進(jìn)行生化反應(yīng)。（1）進(jìn)水進(jìn)水閥門打開，污水通過粗格柵過濾，經(jīng)過水泵，然后細(xì)格柵過濾到達(dá) SBR 池。（3）沉淀當(dāng) SBR 池停止曝氣以后，空氣閥門關(guān)閉，潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾猛Ｖ惯\(yùn)行，開始重力沉淀和泥水分離。當(dāng)池水位達(dá)到處理周期開始時的最低水位時，停止?jié)? 設(shè)備控制要求該控制系統(tǒng)中所有設(shè)備都具有自動/手動功能。在值班室設(shè)有一個 PLC 控制箱，負(fù)責(zé)對所控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及有關(guān)模擬量的采集工作。模擬顯示屏可以直觀地了解格柵除污機(jī)、水泵、空氣閥門、潷水器、剩余污泥泵、脫水機(jī)等主要設(shè)備的工作狀態(tài)。一般開 10 分鐘，停 1 小時。當(dāng)集水池處于低水位時，關(guān)閉所有泵；當(dāng)水位較高時，開一臺水泵；當(dāng)水位高時，開兩臺水泵；當(dāng)水位很高時，發(fā)報(bào)警信號。一般開 10 分鐘，停 1 小時。（5）SBR 池內(nèi)進(jìn)水閥門依次開啟，當(dāng) 1 號池水位升到一定液位后關(guān)閉閥門，然后開 2 號進(jìn)水閥門，2 號池水位升到一定液位后關(guān)閥門，然后開 3 號進(jìn)水閥門，依此類推。曝氣 3 小時后關(guān)閉空氣閥門，潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾靡弘S之關(guān)閉。當(dāng) SBR 池液位下降到一定液位后停止運(yùn)行。儲泥池液位達(dá)到高液位或者 1 小時后停止運(yùn)行。（10）脫水機(jī)按水處理工藝要求工作。2 PLC 選型及相關(guān)電氣設(shè)備的選擇根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)的輸入設(shè)備的數(shù)量及種類，明確輸入信號的特點(diǎn)，選擇與之相匹配的輸入模塊。確定輸入輸出點(diǎn)數(shù)。4 控制程序設(shè)計(jì)包括梯形圖、指令表等 2 種形式。12 月 1 日—12 月 20 日：查閱文獻(xiàn)、收集資料。元月 1 日—元月 31 日：總體設(shè)計(jì)、 、編程等內(nèi)容。5 月 1 日—5 月 20 日：最后修訂。3 / 59揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程 系 07 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告書 （表（表 1））學(xué)生姓名 專業(yè) 電子信息技術(shù) 班級 0401 電專 學(xué)號題 目 PLC 在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師 職稱 學(xué) 位題目類別 □ 工程設(shè)計(jì) □ 基礎(chǔ)研究 □ 應(yīng)用研究 □ 其它【課題的內(nèi)容與要求】 1 課題內(nèi)容工藝流程圖，PLC 程序及梯形圖控制程序的編制，并畫出流程圖?！厩把浴慨?dāng)今這個世界，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，生活水平的提高，人對新事物的追求也越來越高，大氣污染，環(huán)境污染，污水污染等各種問題也越來越多，根據(jù)各種統(tǒng)計(jì)報(bào)告指出，這些問題嚴(yán)重危害社會，對整個世界的破壞也乘上升趨勢，面對著這緊張局勢，我們對這些問題的處理要求也日趨嚴(yán)格，迫切需要掌握更多對這些污染問題的解決方法與解決這些問題的專業(yè)技術(shù)人員來保證污染問題處理的正常運(yùn)行。為了避免對環(huán)境的污染，污水必須得到妥善的處理。為了保證污染處理過程的安全性、可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性，需要對污水處理的沉降和過濾過程進(jìn)行控制。這個嚴(yán)峻的問題必須深思熟慮，這樣才能解決問題。通過可編程邏輯控制器（PLC）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，然后將相應(yīng)的輸出存儲單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。我們目前決大多數(shù)的研究都集中在一些比較簡單的過濾處理問題，而對有利于社會方面的發(fā)展則涉及的不多，也不夠?qū)拸V，這也是目前存在的主要問題。為了避免對環(huán)境的污染，污水必須得到妥善的處理。這些優(yōu)點(diǎn)能夠極大地提高 PLC 在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的效率,也是企業(yè)的科學(xué)化、正規(guī)化管理,與世界接軌的重要條件。4 / 59【預(yù)期的效果及指標(biāo)】1 分析被控對象和明確控制要求2 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)的輸入設(shè)備的數(shù)量及種類，明確輸入信號的特點(diǎn)，選擇與之相匹配的輸入模塊。確定輸入輸出點(diǎn)數(shù)。4 控制程序設(shè)計(jì)【進(jìn)度安排】11 月 21 日—11 月 30 日：畢業(yè)調(diào)查實(shí)習(xí)，與指導(dǎo)老師交流設(shè)計(jì)事宜。12 月 21 日—12 月 31 日：確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告。2 月 1 日—4 月 30 日：撰寫畢業(yè)論文。5 月 21 日左右：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。解決好污水污染問題，對污水進(jìn)行處理后再進(jìn)行排放，是生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及為人們營造舒適生活環(huán)境的重要條件。 [關(guān)鍵詞] 污水處理 PLC 控制系統(tǒng)The application of PLC in sewage disposal control system Yafeng Liu0401 Electrical InformationAbstract: With the development of China’s economy and the improvement of people’s living standards, higher requirement of environment quality is put forward unavoidably. To solve the problem of the sewage pollution and discharge the sewage after disposal is the important factor to ecological environment and the construct of fortable surroundings for people. The application of PLC in sewage disposal control system has huge economic and social value.Key words: Sewage disposal PLC control system 6 / 59目 錄第一章 緒論 ............................................................1 課題背景 .........................................................1 PLC 的發(fā)展趨勢 ....................................................3第二章 污水處理控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備控制要求 .......................4 污水處理的工藝流程 ...............................................4 系統(tǒng)組成 .........................................................4 設(shè)備控制原理 .....................................................5第三章 污水處理控制系統(tǒng)的 PLC 選型和資源配置 ............................7 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖 ...................................................7 遠(yuǎn)程 I/O 框架配置圖 ...............................................8 模塊功能概述 .....................................................8第四章 污水處理控制系統(tǒng)流程圖 .........................................9 編程軟件 .........................................................9 流程圖 ...........................................................9 I/O 對應(yīng)的內(nèi)部寄存器地址 .........................................10第五章 污水處理控制系統(tǒng)的 PLC 程序 ....................................12 程序的構(gòu)成 ......................................................12 系統(tǒng)資源分配 ....................................................12 源程序 ..........................................................22第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) ......................................................54致 謝 .................................................................55參考文獻(xiàn) ..............................................................560 / 59第一章 緒論 課題背景可編程控制器是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)起來的，最初叫做可編程控制器（Programmable Logic Controller） ，即PLC。它以微處理器為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。在 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）終于研制出第一臺 PLC。軟件方面，PLC 的監(jiān)控定時器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運(yùn)算處理器的延遲，保證在程序出錯和程序調(diào)試時，避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán)，等。用戶可以根據(jù)自己控制系統(tǒng)的工藝流程來選擇。當(dāng)用戶控制系統(tǒng)要求改變時，不改動 PLC 外部接線，只須修改程序。（4）易于安裝、調(diào)試、維修在安裝時，由于 PLC 的輸入/輸出接口做的很好，因此可以直接和外部設(shè)備相連，而且不須專業(yè)的接口電路。從而縮短周期。 （5）網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大PLC 不僅能做到遠(yuǎn)程控制、進(jìn)行 PLC 內(nèi)部通信與上位機(jī)進(jìn)行通信，還具備專業(yè)上網(wǎng)、無線上網(wǎng)等功能。（6）體積小、重量輕PLC 內(nèi)部電路采用微電子技術(shù)設(shè)計(jì)。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種2 / 59調(diào)節(jié)方法。（3）運(yùn)動控制PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。（4）數(shù)據(jù)處理PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算） 、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。（5）通信及聯(lián)網(wǎng)PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。 PLC 的發(fā)展趨勢PLC 具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點(diǎn)。作為控制裝置，它在許多工業(yè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。PLC 的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。（2）強(qiáng)大的 PLC 聯(lián)網(wǎng)能力 隨著人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對幾個設(shè)備、幾條生產(chǎn)線的 PLC 控制，而是要求實(shí)現(xiàn)對全工廠的自動化，所以提高 PLC 控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能成為 PLC 的發(fā)展趨勢。（3）編程軟件多樣化PLC 的梯形圖語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好地實(shí)現(xiàn)控制要求，但是在處理一些高級功能（BASIC、C、FORTRAN 等） 、圖形語3 / 59言、匯編語言兼容。 第二章 污水處理控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備控制要求 污水處理的工藝流程污水處理采用 SBR 污水生物處理工藝，是按“進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣等） 、沉淀、排水”步驟周期性進(jìn)行生化反應(yīng)。工藝流程圖如圖所示，基本操作運(yùn)行程序如下。（2）反應(yīng)進(jìn)水到一定液位后，停止進(jìn)水，空氣閥門打開，鼓風(fēng)機(jī)啟動，開始曝氣，同時潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾眠\(yùn)行。（4）排水SBR 池水位達(dá)到最高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清夜（上面的清夜）由潷水器緩慢排出池外。剩余污泥泵在潷水器停止運(yùn)行后開始運(yùn)行，排泥至儲泥池。當(dāng)設(shè)備處于自動工作方式下時，所有設(shè)備按 PLC 程序工作。在值班室設(shè)有一個 PLC控制箱，負(fù)責(zé)對所控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及有關(guān)模擬量的采集工作。 設(shè)備控制原理（1） 兩臺粗格柵除污機(jī)，由時間間隔來控制其開或者停。（2） 兩臺水泵，由浮球控制。（3） 兩臺細(xì)格柵由時間控制其開或停。（4） 當(dāng)有一臺細(xì)格柵工作時，皮帶運(yùn)輸機(jī)滯后 10s 開機(jī)。