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1、毕业设计说明书（毕业论文）工业污水处理自动控制系统摘 要近年来,污水处理厂已成为各个城市最重要的基础设施之一。尤其是中小城市,新建或扩建污水处理厂已成为当地政府改善人民生活水平的头等大事。随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善,污水处理厂的自动化水平也相应提高。而PLC控制器以其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了污水处理厂自动控制系统的组成、功能及如何利用PLC实现自动控制,并介绍了在系统实施中遇到的若干问题及其解决措施。在污水处理中采用PLC控制系统改造后，提高了自动控制的可靠性,不仅减轻了工人的
2、劳动强度,而且提高了污水处理厂的运行效率和运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。关键词：PLC；污水处理；硬件毕业设计说明书（毕业论文）Industrial wastewater treatment automatic control systemAbstractIn recent years, sewage treatment plant has already become one of the most important infrastructures in every city, and especially in small and medium-sized ones, to b
3、uild and expand such plants has been on the local governments top agenda to improve peoples life. With the development and improvement of automation technique and computer technology, automation level of sewage treatment plants has also made a corresponding leap. While PLC has series of merits such
4、as: mature technique, fine universal property, high reliability, flexible to install, convenient to expand, excellent cost performance, etc, which have enabled it gain a more and more widespread application in industrial control. This paper will mainly introduce the composition and function of the a
5、utomatic control system in sewage treatment plants and several problems that may occur in the practical use of the system and the possible solutions to them. Since the transformation by employing PLC control system in sewage treatment, the reliability of automatic control has been advanced, which ha
6、s not only reduced workers work intensity, but also improved the operational efficiency of the sewage treatment plants, thus has made the scientific administration of manufacturing in sewage treatment plants possible.Key words: PLC;Sewage treatment;Hadware 毕业设计（论文）目录摘 要IABSTRACTII第一章绪论51.1工业污水处理的国内外
7、现状61.2课题的背景61.3研究目的和意义7第二章 工业污水处理控制系统工艺流程的介绍92.1工业污水处理基本概念92.2常用的工业污水处理工艺102.3本设计系统工业污水处理工艺及描述：122.4工业污水处理系统控制形式132.5工业污水处理系统的功能要求142.5.1信号输入152.5.2控制输出信号15第三章 硬件设备配置163.1主要组成部分163.2电气控制系统173.3工业污水处理自动控制系统的工作原理183.3.1控制系统总体框图183.3.2工作过程183.3.3工业污水处理系统主电路设计193.4 PLC的应用193.4.1 PLC简介193.4.2 PLC选型233.4.
8、3 PLC的I/O资源配置243.5其他硬件的选型263.5.1电动机的选型263.5.2.接触器的选型293.5.3时间继电器选用303.5.4变频器的应用303.5.5液位差计343.5.6软启动器的应用35第4章 软件系统设计414.1总体流程设计414.1.1手动模式414.1.2自动模式424.2曝气过程控制的任务484.3氯气投加环节494.4絮凝剂投加环494.5 PID控制504.6 PLC和变频器，软启动器通讯51第5章 调试和运行结果535.1硬件系统的调试535.2软件系统的调试535.3运行结果54结论56参考文献57致谢58第一章绪论水与人的生活息息相关，特别在现代社
9、会生活及生产中人们对水的需求量与日俱增。然而，水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为2400吨，为世界平均值的1/4，在全球149个国家（参与统计国家中），我国人均淡水资源位居110位，属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国500多个城市缺水，其中多个严重缺水，北方地区缺水现象尤其严重，人均拥有淡水量仅有240吨。令人担忧的是淡水总量日益减少，用水成本不断升高，淡水的浪费非常严重。我国北方地区水资源的超采，己形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题【1】。我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。随着社会的发展，
10、水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。但是我国工业用水耗费高，重复利用水少，中水使用率不高，有关资料显示，我国的工业用水重复利用率平均为40%50%【2】。目前全国城市废水的处理率（达排放标准的）仅有10%左右，其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化，无疑是“雪上加霜”。据统计，由于水质污染，我国已有大约3亿人的饮水发生不安全现象，其中1.9亿人的饮水是超标水。气象学家预测，2100年全球变暖加剧，地表将有1/3的面积变为沙漠，那时
11、，干旱将威胁全球一半的大陆人类的生存【3】。这些现象都是水污染产生的严重后果，因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。众多迹象表明，水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进一步提高供水质量，提高经济效益。并且工业污水处理过程中，经过厌氧和好氧处理，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源，真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境保护的呼声越来越高，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性，对
12、工业污水处理的工艺和控制方式提出了非常高的要求。1.1工业污水处理的国内外现状我国工业污水处理大多经历了以下几个过程20世纪70年代初全国各地陆续建立了“三废治理”和环境保护机构开始了工业污水治理工作与“三同时”（即一切企业，事业单位在进行新建，改建和扩建时，其防止污染和其他公害的设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产）的要求，特别是80年代以来至90年代初，水污染防治法规和标准逐步完善，建设项目环境影响评价，排污收费，排污许可证，限期治理等环境管理制度相继建立，更加速了工业污染治理进程。几十年来全国共投资370多亿元，修建了44861套工业废水处理装置，处理废水能力达到6520万立
13、方米每日，占全国工业污水污染源约60%【4】。在工业产值翻了两倍的情况下，全国工业废水的：酚酞，氰化物，汞，砷，络，镉，铅等其中有害物质的排放量，分别下降了39%91%。90年代初期，在工业污染防治工作中，又提出了必须实行“三个转变”的方针，即从 末端治理向生产全过程控制推行清洁生产转变；从点源治理向点源治理与集中治理相结合转变；从浓度控制向浓度控制与总量控制相结合转变，从而使工业废水治理工作能够取得更大效益。国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而展开的。工业污水处理设施中，城市排水管线和工业污水处理厂的兴建和运行在水污染
14、控制中发挥着骨干作用。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市工业污水处理厂【5】。这些工业污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。现在，这些国家的工业污水处理水平又有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。1.2课题的背景未来10年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设备投入约300亿元。采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动
15、环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。所以水资源也是一种保护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控方法。1.3研究目的和意义世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染，污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国是一个严重缺水的国家，虽然我国年平均水资源总最为28000 亿m2，居世界第6位，人均水资源量为2220m2，居世界第110位，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一。目前我国约300个城市缺水，其中严重缺水城市有50个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常需要，年缺水总里约为300亿400亿立方米，因缺水造成的经济损失每年达
