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1、SJ005-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目： 基于PLC的污水处理系统的设计 二级学院： 电子信息与电气工程学院 专业： 自动化 动化 班级： 09自一 学生姓名： 谢鹏 学号： 09020425 指导教师： 王雁平 职称： 副教授 评阅教师： 职称： 2013年 9 月摘 要目前，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。 本
2、文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC控制的污水处理系统。文章首先介绍了基于PLC污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。本系统设计了格栅池，调节池，反应池和除盐池，通过除盐池的最后的浓度检测保证了污水的盐浓度的达标排放。然而本系统也存在一定的缺陷，整个系统的设计偏于简单，最后对于污水中的微生物的排放也没有详细的检测。这就需要在以后的设计中不断改善。关键词：污水处理； PLC； 工艺流程Abstract Currently, the majority of our
3、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
4、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
5、 of a PLC-based control of sewage treatment systems. The article first introduces the PLC-based 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
6、 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, th
7、e 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; process目 录摘 要IAbstractII第一章
8、绪论11.1 污水处理的国内外研究现状11.2 课题的背景21.3 研究目的和意义21.4 课题主要设计的内容31.5 本章小结3第二章 污水处理系统的工艺介绍42.1 常用的污水处理工艺42.2 本设计污水处理工艺52.3 本章小结6第三章 污水处理系统的控制方案73.1 污水处理系统的控制形式73.2 控制方案的确定73.3 本设计的总体设计方案83.4 本章小结8第四章 硬件的设计94.1 污水处理的组成部分94.1.1 格栅池94.1.2 调节池94.1.3 SBR反应池94.1.4 除盐池104.2 设备的控制要求104.3 各类硬件的选型114.3.1 PLC选型114.3.2 电
9、动机的选型114.3.3 泵的选型124.3.4 曝气空压机的选型134.3.5 浮球式液位计的选型144.3.6 余氯仪的选型154.3.7 模拟量模块的选择154.3.8 阀门的选择164.3.9 按钮的选型174.3.10 接触器的选型174.3.11 空气开关的选型184.4 I/O分配表194.5 污水处理系统的主电路图204.6 污水处理系统的外部接线图204.7 本章小结22第五章 软件的设计235.1 系统软件设计概念235.2 系统软件的设计原则235.3 系统软件的介绍245.4 本系统的总流程图255.5 程序的分段解释265.6 本章小结30第六章 触摸屏316.1 触
10、摸屏的简介316.2 触摸屏的主要特性316.3 台达触摸屏人机界面的特点326.4 触摸屏设计的界面解释326.5 本章小结36第七章 三菱PLC的仿真377.1 程序377.2 本章小结39第八章 小结40致谢41参考文献42附录A 主电路图43附录B PLC外部接线图44附录C 主程序45附录D 元器件清单51第一章 绪论水与人的生活是密不可分的，特别是在现代社会生活及生产中对水的需求量与日俱增。据报道我国人均淡水资源拥有量为2400吨，为世界平均值的1/4，在全球如此多个国家中，我国人均淡水资源拥有量位居后位，属于淡水资源贫乏的国家。我国水资源空间分布极不均衡，全国很多个城市缺水，包括
11、几个城市严重缺水，北方地区缺水现象甚是堪忧，人均拥有淡水量只有240吨。令人担忧的是淡水总量的不断减少，然而用水成本却在不断升高，淡水资源的浪费十分严重。我国北方地区淡水资源的超采，已形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、河水断流、生态恶化等现象。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。我国不但淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业生产中生产工艺和生产设备对水质要求不断严格。我国工业用水耗费高，重复利用率低。目前全国城市污废水的处理率仅有10%以下，其余的都完全不经处理排入河流湖泊等，造成了非常大的环境污染。耗水量高、重复利用率低、污染严重已经成为
12、我国工业系统水资源利用的急需解决的问题。环境污染问题大的不断加剧使有限的水资源日益减少、水质日益恶化。由于水质污染问题的不断加剧，我国已有大约四分之一人的饮水发生不安全现象。气象学家预测，22世纪全球变暖加剧，地表将有1/3的面积将严重缺水，乃至变为沙漠，那时，水资源的问题将威胁全球一半的生物的生存。这些都是水污染产生的严重后果，因此工业污水处理安全排放项目的实施已经刻不容缓。众多事实说明，水资源的短缺将制约经济可持续协调发展，因此各国已经越来越重视污水处理和污水处理后水资源的二次利用的问题，并建立各种污水处理的技术来提高供水的质量。并且在处理工业污水问题时，经过厌氧以及好氧办法，污水中的可再
13、生能源可以为生产生活提供可利用的能源，从而实现变废为宝的目的。随着环境污染的日益严重，环境保护项目的呼声日益提高，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水处理后达标排放实施成为政府对各企业最基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不确定以及工厂中各种污水成分的复杂性，对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 污水处理的国内外研究现状我国工业污水处理技术从“七五”科技攻关时期开始进行研究。“七五”和“八五”在氧化沟方面和复合生态系统等处理技术方面的研究较多，设计依据这些研究成果，建立了一系列污水处理示范工程，如氧化沟，对负荷性高的污泥以及负荷性高的生物膜，氧
14、化沟技术方面有了比较深入的研究。研究成果目前已被应用于大批工业污水处理厂。污水处理中的污泥问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。经过一段期间的努力，我国在工业污水处理技术方面掌握了一定的技术。目前在水污染问题的整治技术上，我国已掌握了以下的一些工艺技术：如比较传统的活性污泥法技术以及各种新型的活性污泥工艺，如：SBR法和氧化沟技术法等，这些污水处理的方法已经在污水的处理及处理污水环境方面有了很大的作用，这些技术的发展以及大量应用标志着我国污水处理事业一个新阶段的到来。现阶段，我国已经把重点由对污水处理工艺的研究转移到污水处理项目的有效实施问题上。国际上，大规模的水污染治理开始于第二次世界大战后，随着19世纪50年代经济的蓬勃发展，工业逐渐发展强大，污水排放问题的大规模出现，60年代日益严重的环境污染开始了。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当时控制水体污染的问题上发挥着至关重要的作用。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了很多座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国等国家更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市工业污水处理厂。国家水体污染的问题能够得到控制，这些工业污水厂的兴建起到了决定性的作用，也为其他各国对水污染的治理问题提供了强大的实践依据。现在，这些国家的工业污水处理水平又在进一步提高，兴建了一批具有脱
