基于PLC的城市污水处理控制系统设计_毕业设计1 精品

毕业设计

设计题目：基于PLC的城市污水处理控制系统设计

系别：信息工程系

班级：电子信息工程

姓名：

指导教师：

年月日

基于PLC的城市污水处理控制系统设计

摘要

随着城市现代化建设步伐的加快，城市污水处理控制系统也日益发展和完善。城市污水处理控制系统是城市现代化建设的重要组成部分，对提高城市形象，改善人民生活，保护环境具有重要的意义。

本文论述了PLC控制系统在城市污水处理中的重要应用，详细介绍了SBR 污水处理法自动控制系统的设计过程。本系统包括梯形图设计和监控组态设计两个方面，实现了中小型城市的污水处理自动控制和远程监控。系统主要由PLC、液位传感器、进水泵、滗水器、进泥泵及抽泥泵组成，分为手动和自动两种控制方式，使用梯形图语言完成系统对现场的控制；使用MCGS监控组态软件设计监控界面，不仅可以模拟演示系统工作状况，而且还可以对现场工作情况进行实时监控，并对系统进行远程控制，完成SBR污水处理法的自动运行。当系统发生状况时，能够及时发现，并停止系统，进行检修，减少污水处理过程中事故的发生。

关键词：PLC 城市污水处理MCGS组态软件SBR

The Design of Urban Sewage Treatment Controlled System Based on PLC

Abstract

With the quickening pace of urban modernization, urban sewage treatment control system has increasingly been developed and improved. The urban sewage treatment control system is a very important part of the urban modernization. It has the vital significance to improve the image of cities ,to improve peop le’s l ife and to protect the environment.

The paper discusses the important application of the PLC control system in the urban sewage treatment system. And the process of the design named SBR sewage treatment automatic control system is introduced in detail in the paper. The system which consists of the design of ladder diagram and the design of configuration, has realized the automatic control and the remote monitoring of the small and medium cities. The system mainly includes the PLC、the liquid level sensor、the water pump、the water decanter、the pump into the mud and the mud pump. The system has two control mode including the manual and the automatic ones to control the field on the ladder language. The system design the monitoring interface by the MCGS configuration, which can not only simulate the working condition of the demo system, but also monitor the working condition at a real-time. Besides, the interface can control the system remotely and finish the automatic operation of the method named the SBR sewage treatment. Problem can be found in time when the system goes wrong, and the system will stop working, then maintenance is needed to reduce the accidents in the process of the sewage treatment.

Keywords：PLC; urban sewage treatment; MCGS configuration software; SBR

目录

1 绪论 (1)

1.1设计背景 (1)

1.2研究目的和意义 (1)

1.3污水处理现状 (2)

1.4主要设计内容 (3)

2 污水处理工艺流程 (4)

2.1常用的污水处理工艺 (4)

2.2SBR法过程阐述 (7)

3 硬件设计 (8)

3.1PLC的介绍 (8)

3.1.1 PLC的结构 (8)

3.1.2 PLC的工作原理 (9)

3.1.3 PLC I/O口分配 (11)

3.2SBR法的总体设计 (12)

3.2.1 方案设计 (12)

3.2.2 硬件电路设计 (13)

3.3其他资源配置 (15)

3.3.1 接触器选型 (15)

3.3.2 液位计选型 (15)

3.3.3 滗水器选型 (15)

4 软件设计 (17)

4.1PLC程序设计分析 (17)

4.1.1 整体设计流程 (17)

4.1.2 手动设计流程 (17)

4.1.3 自动设计流程 (18)

4.2上位机界面设计 (24)

4.2.1 组态软件的介绍 (24)

4.2.2 设计要求及效果 (25)

4.2.3 定义数据对象 (26)

4.2.4 主界面的设计 (26)

4.2.5 实时报警 (28)

4.2.6 设备连接 (29)

4.2.7 脚本程序介绍 (32)

5 调试 (35)

5.1模拟调试 (35)

5.2硬件功能性调试 (40)

5.3系统总体调试 (40)

6 结论 (42)

谢辞 (43)

参考文献 (44)

附录一PLC程序控制梯形图 (45)

附录二MCGS脚本程序 (55)

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1 绪论

1.1 设计背景

水是人类生活中必不可少的，尤其随着工业的发展无论是生活还是生产中对水资源的需求量越来越大。但水资源属于不可再生资源，必须加以合理的开发利用。我国淡水资源总量虽大但人占有量不足，仅为世界平均值的1/4。在上次淡水资源调查中，全球149个国家参加调查，我国人均淡水资源占有量位居第110位，淡水资源贫乏。而且在全国500多个城市中，许多北方城市严重缺水，加之水资源的空间分布极不缺水现象更为其严重，人均拥有淡水量仅有全国人均的1/10[]1。更令人担忧的是淡水的浪费非常严重，随着淡水总量不断减少，用水成本越来越高，如果不加以合理管理，必将形成恶性循环。我国北方地区已出现众多环境问题，如水位下降、湖泊干涸、河水断流等，水资源的超采，己形成漏斗地势。如何合理运用淡水资源己经成为我国正在研究的课题。

随着社会的发展，水资源已经成为影响人民生活的重要因素，加之目前我国城市用水重复利用率小。如何建立合理有效的污水处理系统已成为我国亟待解决的问题。目前全国城市污水达排放标准的有效率仅有10%，大部分污水未经处理就直接排入河流、湖泊和海洋。如何有效快速的对城市污水进行处理，提高水资源利用率，已经刻不容缓。环境污染的加重，水资源日益减少、水质日益恶化等一系列问题，都需要我们通过污水处理问题解决。据统计，由于水资源污染，在我国约3亿的饮水不和谐现象中，饮用超标水的占1.9亿人。据有关专家预测，未来90年全球气候变暖加剧，到2100年，地球表面将有1/3的面积沙漠化，干旱将成为全球人类生存的威胁[2]。为了防止这些现象产生的严重后果，合理利用水资源，尤其是城市污水处理的自动化完善已经迫在眉睫。世界各国为了突破由水资源短缺而造成经济发展停滞的障碍，越来越重视水处理技术，希望通过各种水处理技术提高所供应的生活用水质量、工业用水质量，从而提高经济效益。并在城市污水处理过程中，经过SBR污水处理法处理的污水，可以直接排放到河道中，真正实现保护环境、合理利用水资源的目的。随着环境保护者的呼吁，人们的环保意识越来越高，城市污水处理未经处理直接排放是绝对不能容忍的，因此污水处理自动化系统的开发与利用已经体现出其必要性和紧迫性。在城市污水处理过程中，污水主要来自城市居民生活污水，污水成分多样，因此对城市污水处理的工艺和控制方式提出了较高的要求。

1.2 研究目的和意义

随着社会的不断进步，经济的不断发展，人民的生活水平也在不断地提高，但环境问题却不容乐观。尤其是现在各城市发展飞速，城市污水的随意排放造成