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1、目 录摘要1关键词1Abstract1Key Words1引言21 设计污水处理系统的缘由21.1 设计的目的和意义21.2 课题的背景21.3 污水处理的国内外现状21.4 课题主要设计的内容32 城市污水处理控制系统总体介绍32.1 污水处理概述32.2 常用的工业污水处理工艺32.3工业污水处理系统控制形式52.4 工业污水处理系统的功能要求62.4.1信号输入62.4.2控制输出信号73 设计方案的确定73.1 PLC控制系统的设计分析73.1.1 PLC的结构73.1.2 PLC的工作原理83.1.3 PLC控制系统设计原则的设计步骤83.2 污水处理PLC控制系统的设计分析103.
2、2.1 污水处理的过程103.2.2 上位监控管理机114 硬件部分的设计114.1 PLC的选择114.2SBR污水处理系统设备114.3 污水处理控制流程124.4I/O分配表135 软件部分的设计135.1 程序的流程图135.2 梯形图程序155.2.1污水处理系统各主要工作指令分析和设计155.2.2根据控制要求、I/O分配表，设计PLC梯形图165.2.3调试过程16总结17参 考 文 献18附录A 污水处理系统梯形图程序19致 谢24基于PLC控制的城市污水处理系统的设计基于PLC控制的城市污水处理系统设计机械电子专业学生 XXX指导教师 XXX摘要: 最近几年,城市污水处理厂已
3、经变成最重要的基础设施之一，特别是小城市和中等城市,新增和继续拓展污水处理厂已经成为各个地方政府提高人民生活质量的最关心的事。随着现在自动控制技术和微机技术的不断发展、提高,污水处理厂的自动控制水平也随之提高，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
4、了污水厂生产管理的科学性。关键词：污水处理，PLC，工艺流程 PLC based control of the city sewage treatment system designMachinery and electronics professional student XXXTutor XXXAbstract: In recent years, the city sewage treatment plant has become one of the most important infrastructure. Especially small and medium city, new
5、or expanded sewage treatment plant has become a local government to improve the lives of the people level priority. Along with the automation technology, computer technology continues to develop, improve, sewage treatment plant automation level also improved. While the PLC controller with its techno
6、logy is mature, good commonality, high reliability, flexible installation, easy expansion, high ratio of performance to cost a series of advantages, in the industrial control has been more and more widely applied. This paper introduces the automatic control system in sewage treatment plant compositi
7、on, function and how to use PLC to realize the automatic control, and introduces the system encountered in the implementation of the problems and the solving measures. In the sewage treatment in the PLC control system after modification, improves the reliability of automatic control, not only reduce
8、s the work .The labor intensity, but also improve the sewage treatment plant operation efficiency and operation efficiency, realize the scientific management of sewage plant.Key Words: Sewage treatment, Programmable Logic Controller, Process flow引言根据国家统计局2009年在国际上统计的数据可以发现，我国的人均淡水资源总量为2132立方米，而世界人均淡
9、水资源总量为6624立方米，中等收入国家和低收入国家的人均淡水资源总量分别为6589立方米和4619立方米，由此可见我国的淡水资源总量非常短缺。而且在时空分布上也不均匀，许多地区和城市严重缺水。更严重的问题是80%以上的污水没有经有效的处理就直接投进水域，已造成我国1/3以上的河段受到污染，90%以上的城市水域都受到了严重污染，大部分城镇水源都不符合我国饮用水标准。水资源短缺和水环境污染成为我国社会经济发展的重要制约因素。当今水资源为世界各国所关注，必须引起我国全党十分重视。水是人类生存与发展的不可替代的资源，是经济社会可持续发展的基础。所以推进污水深度处理和普及再生水，利用人类与自然兼容协调
10、，创造良好水环境，促进人类可持续发展的重要举措。1 设计污水处理系统的缘由1.1 设计的目的和意义水资源短缺，是我国目前的基本国情和水情。水少、水脏、水浪费严重成为横亘在我国经济社会发展道路上的三大障碍。节约水资源、保护水环境刻不容缓。当前和今后一个时期，我国处于全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化建设的重要时期。发达国家200多年工业化过程中分阶段出现的资源与环境问题，现阶段在我国集中显现出来。发达国家在经济高度发达后花几十年解决的问题，我们必须在较短的时间内加以解决，难度之大、任务之艰巨前所未有。为了实现人类可持续发展，为了我国的经济发展，为了改善我们周围的水环境，为了提高人民的生活质
11、量，城市污水处理系统必须要进一步完善。1.2 课题的背景党中央、国务院高度重视水资源管理工作。胡锦涛总书记在十七大报告中强调，要保护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率。报告提出，要积极推进水价改革，逐步提高水利工程供非农业用水价格，完善水资源费征收管理体制。我们都不难发现，“节约资源，保护环境，科学发展”，得到了特别的强调。因此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。1.3 污水处理的国内外现状
12、我国解决城市污水的净化问题始于二十世纪70年代。我国现有许多城市污水处理厂大部分都是采用活性污泥法。此阶段开始重视引进国外先进技术和设备，开展与国外的技术交流，逐步探索适合我国国情的工程技术和设计，为以后的建设奠定了基础。在国际上，19世纪经济发达的国家相继出现了环境污染，政府开始意识到加强污水处理的必要性。经过30多年的大力整治，才基本控制形势。1.4 课题主要设计的内容 本课题主要设计的内容是城市污水处理工艺及污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成：（1）介绍了城市污水处理的基本内容。（2）介绍了PLC的基本结构和工作控制原理，并对城市污水处理控制系统进行设计分析；（3
13、）具体分析设计工业污水处理系统的硬件组成部分；（4）具体分析设计工业污水处理系统的软件组成部分； （5）工业污水处理系统的调试工作以及模拟运行。2 城市污水处理控制系统总体介绍2.1 污水处理概述所谓城市污水，就是指生活污水和生产污水的混合污水。这些污水不仅含有碳水化合物、各种氨基酸、动植物脂肪、尿素、蛋白质和合成洗涤剂等物质，还含有各种使人致病甚至丧命的微生物。经过处理后的污水，最后出路有三种：排放；灌溉田地；循环利用。水处理的目的有三种1：(1)去除水中的杂质以及污泥，这是最主要的内容。(2)为了满足用水的要求，在水中加入新的成分以改变水的化学性质。(3)改变水的物理性质。2.2 常用的工
14、业污水处理工艺我们常用的污水处理的方法主要有物理法、化学法、物理化学法以及生物法等几种。这些方法根据实际情况，可以单独使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，工业污水处理的方法主要用生物处理法2，并且加上物理法和化学法结合使用。常用的工业污水处理的方法有：（1）传统活性污泥法 传统活性污泥法又称普通活性污泥法或推流式活性污泥法，是最早成功应用的运行方式，传统的活性污泥法污水治理的主要部分包括反应池（也叫曝气池）和沉淀池，关系框图如图2-1所示。曝气池（微生物吸附有机物氧化为无机物）沉淀池（活性泥下沉）回流活性泥原污水清水排出图2-1 传统活性污泥法工艺流程图该工艺的主要优点有：处理效果好，B
15、OD5的去除率可达90-95%；对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。该工艺的主要问题有：为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；对冲击负荷的适应性较弱。（2）A/O法 A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，A/O法是一种缺氧-好氧生物工业污水处理工艺。其工艺流程图如图2-2：隔栅沉砂池初沉池厌氧池好氧池二沉池回流淤泥混合液回流进水剩余污泥图2-2 A/0法工艺流程图（3）A2/O法 A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，其中A2，即A-A，前一个A代表Anaerobic（厌氧的），后一个A代表Anoxic（缺氧的）；O代表（好氧的）。A2/O是一种厌氧缺氧好氧污水处理工艺因此，在对除磷脱氮有特别要求的城市工业污水处理厂，一般首选A2/O工艺。其工艺流程图如图2-3所示。 厌氧池
