污水处理控制系统设计1

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1、当前，我国大多数污水处理控制系统自动化程度低，安全性不高、管理不妥， 效率普遍少于世界标准。污水处理中的提水加药过程的自动化实现是急需解决的 主要问题。我国污水处理自动系统相对落后，污水处理成本高，污水处理厂处理 后的水质量不稳定的放电，所以建立有效的计量分配机制，优化运行效果，降低 运行成本，具有重要的理论和经济意义。本文介绍了几种常用的污水处理的基本工艺和流程，通过对比分析，确定本 系统中污水处理工艺及其控制系统总体方案，设计了一种基于施耐德昆腾系列 PLC的污水处理工艺中的提水加药自动控制系统，实现了提水加药过程的全自动 化和加药量的精确配比，解决了由于加药量不精确导致的排出污水水质不稳

2、定的 问题。分别对系统的软硬件进行了设计，硬件方面主要包括PLC、变频器、电动 闸阀以及传感器的选型设计；软件方面主要是对其控制程序的设计，包括手动自 动切换、提水泵控制子程序、加药子程序、故障子程序等。关键词：污水处理；变频；PLCAbstractAt present, in our country, most of the sewage treatment control system automation level is not high, low safety, poor management. Their efficiency is commonly lower than the

3、world standard. Automatic water dosing extraction process in wastewater treatment are the main problems to be solved. China s sewage treatment cost is high, and the discharge of wastewater treatment plant treated water quality is not stable. Therefore, the establishment of effective dosing dispensin

4、g mechanism, optimize the operation effect, reduce operating costs, has important theoretical and economic significance.This paper introduces several basic techniques and processes of sewage treatment, through the comparative analysis, this system in the sewage treatment process and the overall sche

5、me of control system is conformed, design an automatic control system for water treatment in the sewage treatment process based on Schneider PLC, achieved the full automation of water dosing process and the exact ratio dosage, to solve the problem of unstable water quality of sewage discharged cause

6、d by the inaccuracy dosage. Design the system hardware and software respectively, hardware including PLC, frequency converters, electric valve and sensor design; Software including manual and automatic switching, lift pump failure, dosing control subroutine subprograms, subroutines and so on.Key Wor

7、ds: Sewage treatment; Frequency converter; PLC目录摘要IAbstractI1绪论11.1研究背景和意义11.2国内外研究现状21.3污水处理控制系统的设计难点41.4主要研究内容42污水处理控制系统过程综述52.1污水处理的基本概念52.2工业污水处理的工艺过程62.3常用的工业污水处理控制方式92.4工业污水处理工艺及现场布置方案93工业污水处理控制系统硬件设计123.1电控系统组成123.2 PLC介绍及选型123.3变频器的介绍及选型153.4其他系统资源配置163.5电控原理图设计184工业污水处理控制系统软件设计234.1编程软件介绍23

8、4.2控制系统总体控制流程设计234.3 各子程序设计244.4施耐德PLC程序编写285结论32谢词33参考文献33附录1341绪论1.1研究背景和意义我国淡水资源不断减少，而且存在着较为严重的水污染现象。随着社会的进 步，用水量的不断增加，水资源已经成为制约经济发展的重要因素，现代工业中 生产工艺和设备对水质要求也越来越高，然而当前我国工业用水存在耗损高、反 复使用少、中水使用率不高等问题。相关材料显示，我国的工业用水重复使用率 只有是40%50%。当前污水、废水在中国城市的处理率（达排放标准的）只有10% 左右，其它的污废水直接都排入湖泊、河川、海洋。重复利用率低、耗水量高、 污染严重是

9、我国工业系统水资源利用中存在的重要问题。环境污染的日益加剧使 有限的水资源变得越来越少、水质也越来越差，从而使得我国的水资源状况面临 越发严峻的考验。调查显示，因为水质污染问题，我国已经有大约3亿人的饮水 状况存在不安全情况，其中1.9亿人的长期饮用的水是超标水。气象学家猜测，2100 年全世界变暖加重，地球将有1/3的面积变成沙漠，届时，水资源短缺将对一半以 上的人类的生存造成威胁，这些情况都是水污染发生的严重后果，所以现在有必 要对工业污水处理进行研究。众多实例可以看出，水资源的短缺无疑将成为限制 经济可持续发展的重大障碍，所以世界各地愈来愈看重水资源的再利用，重视污 水的处理循环利用。通

10、过污水处理，提高给水质量，提升经济效益，并且在处理 工业污水进程中，通过好氧和厌氧处置，会使得污水处理中产生沼气和热量等， 这些都可以作为二次能源为工业生产提供生产动力，实现真正的循环经济、变废 为宝的目的。随着社会的不断进步，对于环境保护的呼声不断升高，人们也越来 越多的认识到工业污水处理的紧迫性和必要性，国家相关部门已经制定政策，强 制各排放污水的单位进行污水处理，使其污水处理达标后再排放。在工厂的工业 污水处理过程中，工厂中各类污水的组成成分的复杂性和污水来源的不稳定性， 对工业污水治理的控制方式和工艺提出了及其高的要求。未来十年，我国工业污水处理项目工程建设投资预计将超过2500亿元，

11、其中 工业污水处理设备投入约300亿元。污水处理的一些新工艺、新思路、新设备也 源源不断的产生，且在污水处理工艺中，各种新的控制理论也不断得到应用，并 取得了一定的成果，越来越多的污水处理自动化设备得到实际应用，工业污水处 理自动化控制系统在这种局势下必然是一个具备强大的环境效益、经济效益和社 会效益的研究课题。关于环境保护问题，国家相关部门明确规定所有工业污染源都要达到一定的 标准方能进行排放，未达标准排放的需追究法律责任，经过处理的工业污水可以 实现循环利用，会极大缓解工业用水紧张。因为我国是一个水资源缺乏的国家并 且时空分布上非常的不平衡，很多城市和地区严重缺水，所以，从缓解水资源压 力

12、及环保等各方面的因素着想，对工业污水进行处理是非常有必要的。所以，结 合目前有效的最新的计量自控检测仪表使用、PLC控制系统技术、工艺状况，将 为目前工业污水处理控制系统提供有效的自动控制方法。社会科技的进步和经济的发展都会在一定程度上提高工农业生产的能力、促 进社会进步和让人们生活得到进一步改善，但是也因此带来不同程度的环境污染， 污水也是造成环境污染的原因之一。这个污染源的涌现引起了世界各个国家政府 的重视，世界环保组织的工作日程已经录入了处理水污染的课题。中国是一个缺 水严重的国家，尽管中国水资源年平均总量为28000亿m2,在世界排第6名，但 是由于因为中国人多，人均水资源占有量只有2

13、220 m2,在世界排110名，在联合 国列为世界上13个缺水国家之一的国家。当前我国城市缺水的大概有300个，其 中有50个是严重缺水城市。根据中国经济信息网剖析计算，中国按当前正常需要， 年缺水总量约为300亿400亿立方米，每年由于缺水产生的经济损失达2300亿。 人水资源的缺失以及污染严重的影响了人民的日常生活，制约了中国经济的发展 和社会的进步，所以建立适合中国国情的自动控制污水处理厂对改善环境、减少 工业污水处理成本、建立和谐社会和可持续发展社会、保持我国经济快速发展用 有实际意义和重要理论。1.2国内外研究现状环境保护已经成为我国的基本国策之一。我国环境工艺、保护理论等应用与 研

14、究尽管开始的比较晚，但是它的技术能力和国外的没有多大的差距，但是在与 自动控制系统和环境保护单元设备上有着很大的差距。由于发达国家的经济发展较早、污染问题较早被得到重视，经过多年的水污 染处理，现在一些发达国家的城市污水处理已经使得城市污水治理率达到80%90%，城市水污染率得到了极大的降低，水质也有了显著的改进。随着大规 模的城市污水处理厂的建立，污水处理工艺的逐步改善以及新兴控制理论在污水 处理工艺中的应用，国外污水处理厂控制系统的控制水平已经取得了较大的发展， 尤其是计算机技术的快速发展使得污水处理厂的监控水平在本质上有了较大的提 高。国外的污水处理控制系统多采用PLC及现场总线或DCS

15、等先进的自动控制技 术，其一般有着较高的技术含量和自动化水平。当代污水处理厂采纳计算机控制逐渐平常，一些欧美城市污水处理厂已经用 计算机进行运行过程控制和数据记录，并且，发达的一些国家陆续开发投资研究 智能型、高效型、集约型自动化控制仪表和污水处理设备。美国艾姆科工艺公司 在1996年成功开发了智能型多元组合一体化的生活污水治理装置，意大利开发出 一系列在线水质检测控制仪，荷兰大学成功开发了计算机控制内循环式水解塔， 美国哈希公司和米顿罗公司也陆续开发出一系列的在线水质检测控制仪等。这些 国家开发出来的污水处理设备能连续稳定运行，自动化程度高。所以它可以达到 让人惊讶的水处理结果。我国的污水处

16、理厂的控制水准比较落后，传统的控制方式为现场仪表一显示 仪表一调节器一人工操作。但是伴随着自动化控制技术在国内的快速发展，许多 污水处理厂采用了 PLC进行控制，也取得了较好的效果。目前国内污水处理的控 制水平大体分为三个层次。1、手动操作：采取普通分散检测仪对污水处理工程中的液位、流量、温度、 浊度、pH值、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量等机能指标进行离线和在线收集， 根据数据得出控制要去，然后根据测量结果进行人工调节，像阀门的开关和开度、 电机的启停等。所以，它很难进行迅速和有用的在线实时控制，每每致使出水水 质不平稳。这类控制方法因为投资少，主要在少许小型污水处理厂采用。2、半自动控制：根据数据收集等技术措施收集部分过程量输入控制室，一般 在控制室装有工艺模拟上位机或显示屏，在上位机或模拟屏上显示流量、液位等 性能指标，和