基于PLC工业污水处理控制系统的设计

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基于PLC的污水处理自动控制系统研究

基于PLC的污水处理自动控制系统研究1. 引言1.1 研究背景污水处理是保障环境卫生和人类健康的重要工作，而自动控制系统在污水处理过程中的应用已经成为提高处理效率和节约能源的重要手段。

传统的污水处理系统存在操作复杂、维护成本高等问题，而基于PLC的污水处理自动控制系统则能够实现自动化控制，提高处理效率，减少人力资源成本，实现节能减排的目标。

随着工业化和城市化进程的不断加快，污水处理系统的规模和需求也在不断增加，对系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。

借助PLC技术，污水处理过程中的各种参数监测与控制可以更加精准和可靠，同时PLC系统的可编程性和灵活性也为系统的优化提供了更多可能性。

研究基于PLC的污水处理自动控制系统，对于提高污水处理效率、降低运行成本、实现智能化管理具有重要意义。

本文旨在探讨基于PLC技术的污水处理自动控制系统的设计与实现，为我国污水处理领域的技术创新和发展提供参考和借鉴。

1.2 研究目的本研究的主要目的是探讨基于PLC的污水处理自动控制系统在实际应用中的效果和优势。

通过对比传统的手动控制系统和基于PLC的自动控制系统，分析其在污水处理中的应用效果，验证基于PLC的控制系统在提高处理效率、节约能源消耗、减少人力成本等方面的优势。

通过本研究还可以为污水处理领域的自动化技术提供更多实践经验和借鉴，为提高污水处理的自动化水平和技术含量提供参考和指导。

通过本研究的目的是为了推动污水处理领域的技术创新和发展，提高污水处理的效率和质量，为环境保护和资源利用做出更大的贡献。

1.3 研究意义在现代社会，随着城市化进程的加快和工业化的发展，污水处理逐渐成为一个重要的环境问题。

传统的污水处理方法存在着设备运行成本高、效率低、操作不便等问题。

研究基于PLC的污水处理自动控制系统具有极其重要的意义。

基于PLC的污水处理自动控制系统能够实现对污水处理过程的自动化监测和控制，提高了系统的稳定性和效率。

通过PLC 控制系统，可以实时监测污水处理设备的运行状态，及时调整处理参数，确保设备正常运行，有效提高污水处理效率，并降低运行成本。

基于PLC的污水处理控制系统的设计

基于 PLC的污水处理控制系统的设计摘要：在实施现代化工业生产的过程中，多种生产污水会随之产生。

为此以污水处理设备为基础建立的工业污水处理系统逐渐的建立完善，污水处理设备本身的体积结构较为庞大，各个环节之中所涉及到的单元电气设备本身分布较为凌乱，在实施操作的过程中往往需要多种方式进行协调沟通处理，继而逐渐稳定其内部工作核心，随之也会产生大量的人力资源成本消耗。

本文结合触摸屏相关理论，以人机交互媒介为基础，设计了一套可编程的操作方式，将可编程的逻辑控制器（PLC）作为主控的单元结构，结合多种传感器和执行机构内容，设计出了一套能够集中实施污水处理评价管理的控制系统结构。

这种结构不仅集成化的程度相对较高，同时运作能力相对稳定，能够为污水处理提供一定的支撑保障。

关键词：污水处理；控制系统；PLC在现代工业生产的过程中，由于生产方式、加工手段、使用材料等多种内容的影响，在生产中会产生大量的污水，要想更好地推动可持续发展战略落地，就要求工业生产部门严格管控当前的污水处理工作模式，加快内部管理协调，对内部的各项设备进行统筹管理，继而全面提升污水处理的质量。

而在实施污水处理的过程中，由于污水处理本身的设备体积相对较大，各种仪器仪表和电机设备等内容都需要多个方面的控制单元进行集中管理，但是因为技术原因实际的控制单元的分布相对较为松散，不能达到实时的监控管理。

不仅需要手动管理对各个电机进行启动停止管控，转速分析制动，也需要对仪器仪表上所显示出的数字内容进行一定的研究分析，其操作的实际难度相对较高，很容易因为错误的操作方式导致危险的产生，让生产企业造成巨大损失。

可编程的逻辑控制器（PLC）的产生其本身的可靠性相对较高，编程更加容易，研发周期相对较短，较为适合对于接触器控制的系统实施全面的改造优化。

本身结合当前经常使用的触摸屏，并且以此为基础，将其作为人机交互的媒介内容，PLC本身作为主控的单元结构，结合多种传感器设备和执行的机构环境，设计出了一套能够集中实施污水评价处理的控制系统。

毕业设计-基于PLC的污水处理控制系统设计PPT课件

plc指导老师xxx学生xxx学号xxxx本文主要内容第一章sbr法污水处理工艺以及对电气控制的要求第二章sbr污水处理电气控制系统总体设计过程第三章对本文设计的污水处理控制系统进行总结sbr污水处理系统动力设备sbr污水处理电气控制系统设计要求sbr污水处理工艺11121311sbr污水处理工艺电动阀进污水口空气曝气池水位电极2清水泵1清水泵水位电极清水池上水电磁阀中水池水位电极序批式活性污泥法sequencingbatchreachor简称sbr法是一种间歇式活性污泥法
水位电极
电动阀
水位电极
上水电磁阀水位电极
中水池
进污水口
空气
曝气池
清水池
1#清水泵
中水
2#4清水泵
污水处理的第一阶段：当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀会自动开起纳入污水。当污水池纳入的污水至正常高水位时，电动阀自动关闭，污水池中污水呈微氧和厌氧状态。污水处理的第二阶段：采用能降解大分子污染物的曝气法，可使污水脱色、除臭、平衡菌群的pH值并对污染物进行高效除污，即好氧处理过程。整个好氧（曝气）时间一般需要 6～8h。在曝气管路上安装了排空电磁阀，当电动阀门自动关闭后，排空电磁阀开起，鼓风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，污水池开始曝气。当曝气处理结束后，排空电磁阀再次开起，鼓风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭。鼓风机在无负荷条件下起动和停止，能起到保护电动机和风机的作用。经过0.5h的水质沉淀，PLC下达起动1#清水泵指令，将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正常高水位时，1#清水泵自动停止运行。这时2#清水泵自动起动向中水箱泵水，当水箱内达到正常高水位时，2#清水泵自动停止运行，这时中水箱内的水全部完成处理过程。

基于PLC工业污水处理控制系统的设计

毕业论文题目基于PLC工业污水处理控制系统的设计学生姓名李世禹学号 ***********学院信息与控制学院专业电气工程及其自动化指导教师袁安富二Ｏ一七年五月二十五日目录1 绪论................................................................. - 1 -2 国内外现状......................................................... - 1 -2.1国内现状......................................................... - 1 -2.2国外现状......................................................... - 2 -2.3所存在的问题..................................................... - 2 -3 本文目标及实施思路.............................................. - 3 -3.1系统设计目标与相应功能........................................... - 3 -3.2处理工艺的选择及其控制要求....................................... - 3 -3.2.1 SBR污水处理工艺........................................... - 3 -3.2.2该工艺对控制系统（PLC）要求................................ - 4 -3.3PLC的选型及介绍.................................................. - 4 -3.3.1可编程控制器（PLC）的选择.................................. - 4 -3.3.2 S7-300 系列主要组成模块 ................................... - 4 -3.3.3本系统中所使用的信号模块................................... - 6 -3.3.4 STEP7软件的介绍........................................... - 6 -3.4传感器的选择..................................................... - 6 -3.4.1浮球式传感器（水位开关）................................... - 6 -3.4.2 pH酸碱度传感器............................................ - 7 -4 污水处理系统软硬件分析设计 ................................... - 7 -4.1系统中设备运行流程............................................... - 7 -4.2系统所需硬件及其电路图........................................... - 8 -4.3 PLC硬件组态的搭建及设备的I/O表。

(完整版)基于PLC的污水处理系统毕业设计论文

摘要本论文主要研究污水处理系统的PLC控制系统，随着城市的快速发展，环境问题显得日益重要。

污水是破坏环境的一个重要因素，目前中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水站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，具有重要的意义。

文章首先介绍了PLC控制系统的硬件结构、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤。

然后以SBR污水处理工艺为例，来说明PLC在污水处理过程中的应用。

先根据污水处理要求设计了设备的电气控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号等。

最后按照工艺要求设计PLC控制系统，包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处工艺编制PLC程序等。

建立高度自动化污水处理站，不仅可以加强整个系统的可靠性、准确性，还可以减少劳动强度，降低处理成本和节约能源。

污水处理站自动控制系统的建设将降低生产和维护成本，减轻生产及维护工人的劳动强度，并为生产工艺进一步改进提供方便，具有很好的经济效益和社会效益。

关键词：污水处理；PLC；硬件配置；软件设计AbstractMy main research is the PLC control system of sewage treatment. With the rapid development of cities, the environment becomes more and more important. Wastewater is one of the major factor of pollute the environment. The automatic controlling system of wastewater treatment is not very advanced in China. The water qualities of the treated wastewater are unstable. So PLC control system’s basic principle and step, then with the SBR wastewater treatment craft for example to illustrate the PLC in the application in the wastewater treatment process. Designed the electricity control of equipments and automatically control circuit according to the sewage treatment requirements, mainly include the start and stop of equipments, the state of the signal and so on. Finally design PLC control system according to the technological requirements, include the PLC type selection, the allocation of system resources and draw up PLC procedure according to the wastewater treatment craft.Establish a the system’s reliability but also may reduce the labor intensity and reduce processing costs and save energy. The establishment of sewage treatment plant’s automatic control system will reduce the production and maintenance costs, also can reduce production and maintenance workers in the labor intensity.Key words: sewage treatment; PLC; Hardware disposition; Software design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2课题目的和意义 (5)1.3国内外发展现状 (6)1.4本文研究的主要内容 (7)第2章污水处理系统工艺流程 (8)2.1SBR的结构及工作原理 (8)2.2PLC控制系统设计原则与步骤 (9)2.3污水处理工艺过程阐述 (10)2.4PLC与MCGS组态软件的通信 (11)2.5本章小结 (13)第3章电气控制系统方案的选择及硬件设计 (14)3.1PLC的工作原理 (14)3.1.1 循环扫描技术 (14)3.1.2 PLC的输入输出响应时间 (15)3.2SBR污水处理电气控制系统设计要求 (15)3.3SBR污水处理电气控制系统的总体设计 (16)3.3.1 设计过程 (16)3.3.2 控制系统方案设计 (17)3.3.3SBR污水处理电气控制系统硬件电路设计 (17)3.4本章小结 (25)第4章污水处理系统的软件设计 (26)4.1污水处理系统软件设计的总体概述 (26)4.2污水处理各个子程序的设计 (26)4.2.1 粗、细格栅除污机控制子程序的设计 (26)4.2.2 进水阀门控制子程序的设计 (28)4.2.3 空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵控制子程序的设计 (29)4.2.4 滗水器控制子程序的设计 (30)4.3本章小结 (31)第5章MCGS组态软件在本系统中的应用 (32)5.1对上位机监控软件的要求 (32)5.2上位机设计 (32)5.2.1 定义数据对象 (33)5.2.2 主画面的设计 (35)5.2.3 实时报警 (38)5.2.4 设备与变量连接 (39)5.3程序调试运行及安全机制 (40)5.4本章小结 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)第1章绪论1.1课题背景地球虽然有70.8％的面积为水所覆盖，但淡水资源却极其有限，人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26％，而且分布不均。

基于PLC控制的污水处理系统毕业设计

基于PLC控制的污水处理系统毕业设计河南理工大学毕业设计（论文）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。

污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。

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PLC在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。

先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号、故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。

关键词：污水处理 PLC 工艺流程I河南理工大学毕业设计（论文）AbstractAt present, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world standard.Sewage treatment system in the aeration process control, data communications and monitoring and management are the main issues that need to be resolved. China sewage treatment automatic control system is relatively backward, the high cost of sewage treatment, sewage plant's treated effluent quality of instability, how to establish effective automatic control system to optimize the operating results, and reduce operating costs is of great significance.This paper introduces the basic techniques and processes of plant sewage treatment, and a sewage treatment system based on PLC control study design. The article first introduces the PLC-based sewage treatment process and related process control system, control system hardware architecture and design, operating principles and the basic principles of the design of PLC control system and the steps to illustrate the application of PLC in the sewage treatment process. First design of electrical control and automatic control circuit according to the sewage treatment requirements, includingstart and stop equipment, status signal fault signal, and signal acquisition, the final design of PLC control system in accordance with the process requirements, including the selection of the PLC, the system allocation of resources, as well as the preparation of the PLC program in accordance with the sewage treatment process.Key words: sewage treatment the PLC processII河南理工大学毕业设计（论文）目录1 绪论 ........................................................................... ........................................................... 1 1.1课题的背景 ........................................................................... ............................................ 1 1.2工业污水处理的国内外现状 ........................................................................... ................ 2 1.3课题主要设计的内容 ........................................................................... ............................ 3 2 工业污水处理控制系统总体介绍 ........................................................................... ............. 4 2.1工业污水处理基本概念 ........................................................................... ........................ 4 2.2 常用的工业污水处理工艺 ........................................................................... ................... 4 2.3本设计系统工业污水处理工艺及描述 ...........................................................................9 2.4工业污水处理系统控制形式 ........................................................................... .............. 10 2.5工业污水处理系统的功能要求 ........................................................................... .......... 11 2.5.1信号输入 ........................................................................... ....................................... 11 2.5.2控制输出信号 ........................................................................... ............................... 12 3 硬件系统配置 ........................................................................... ........................................... 13 3.1主要组成部分 ........................................................................... ...................................... 13 3.2电气控制系统 ........................................................................... ...................................... 14 3.3工业污水处理系统的工作原理 ........................................................................... .......... 15 3.3.1控制系统总体框图 ........................................................................... ....................... 15 3.3.2工作过程 ........................................................................... ....................................... 15 3.3.3工业污水处理系统主电路设计 ........................................................................... ... 16 3.4 PLC的选型 ........................................................................... .................................... 16 3.4.1 PLC的选择 ........................................................................... .............................. 16 3.4.2 S7-200 PLC概述 ........................................................................... .......................... 17 3.5 PLC的I/O资源配置 ........................................................................... .......................... 18 3.5.1数字量输入部分 ........................................................................... ........................... 18 3.5.2数字量输出部分 ........................................................................... ........................... 18 3.5.3模拟量输入部分 ........................................................................... ........................... 19 3.5.4 模拟量输出部分 ........................................................................... ........................ 19 3.6其他资源配置 ........................................................................... ...................................... 20 3.6.1接触器选型 ........................................................................... ................................... 20 3.6.2变频器简介 ........................................................................... .. (21)III河南理工大学毕业设计（论文）3.6.3变频与变压(VVVF)原理 ........................................................................... .............. 21 3.6.4变频调速的基本原理 ........................................................................... ................... 22 3.6.5变频器选型 ........................................................................... ................................... 23 3.6.6变频器参数设置 ........................................................................... ........................... 23 3.6.7电动机的选型 ........................................................................... ............................... 24 3.6.8液位差计 ........................................................................... ....................................... 25 3.6.9溶解氧仪 ........................................................................... ....................................... 25 4 软件系统设计 ........................................................................... ........................................... 27 4.1总体流程设计 ........................................................................... ...................................... 27 4.1.1手动模式 ........................................................................... ....................................... 27 4.1.2自动模式 ........................................................................... ....................................... 28 4.2曝气过程控制的任务 ........................................................................... .......................... 37 4.3氯气投加环节 ........................................................................... ...................................... 37 4.4絮凝剂投加环节 ............................................................................................................. 38 4.5 PID控制 ........................................................................... .............................................. 38 4.6 PLC和变频器通讯............................................................................ ............................. 39 5 预期效果 ........................................................................... ................................................... 41 5.1硬件系统的调试 ........................................................................... .................................. 41 5.2预期效果 ........................................................................... .............................................. 41 6 结论 ........................................................................... ..................................................... 43 参考文献 ........................................................................... ....................................................... 44 附录 ........................................................................... ........................................................... 45 致谢 ........................................................................... . (58)IV河南理工大学毕业设计（论文）说明书1 绪论1.1课题的背景我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。

基于PLC控制的自动化污水处理系统

基于PLC控制的自动化污水处理系统1. 引言1.1 背景介绍污水处理是一项重要的环保工作，对于改善水质、保护环境具有重要意义。

传统的污水处理系统存在运行稳定性低、能耗高、操作复杂等问题，需要大量人力物力投入。

为了解决这些问题，基于PLC控制的自动化污水处理系统应运而生。

随着城市化进程加快，工业化生产不断增加，污水排放量激增，污水处理压力日益加大。

传统的污水处理系统往往需要大量人力进行监控和调节，运行稳定性较差，且操作复杂，容易出现故障。

急需一种高效、智能的污水处理系统来提高处理效率，减少运行成本，保护环境。

基于PLC控制的自动化污水处理系统，利用程序控制器PLC实现对整个污水处理过程的自动化控制，能够实时监测和调节处理参数，提高运行稳定性和效率，降低能耗，减少人力投入。

该系统的出现，为污水处理行业带来了革命性的变革，是未来环保领域的重要发展方向。

1.2 研究目的研究目的是通过基于PLC控制的自动化污水处理系统，实现对污水处理过程的智能化、自动化管理，提高处理效率和质量，减少人工干预，降低运行成本。

通过研究探讨系统的可靠性和稳定性，提高污水处理系统的操作性和可持续性，为环境保护和资源回收提供技术支持。

本研究旨在探索使用PLC控制技术在污水处理领域的应用前景，并为相关行业提供技术参考和支持。

通过深入研究和实践，将为污水处理行业带来可持续的发展和创新，推动行业的进步和提升，实现环境保护和可持续发展的目标。

1.3 研究意义污水处理对于环境保护和人类健康具有重要意义。

随着工业化和城市化的发展，污水处理成为了一个重要的问题。

传统的污水处理方法存在着效率低、设备老化、运行成本高等问题，因此需要不断进步和改进。

基于PLC控制的自动化污水处理系统具有监测精度高、运行稳定、节能环保等优势，可以更好地满足现代社会对水质要求的高标准。

研究基于PLC控制的自动化污水处理系统的意义在于提高污水处理的效率和质量，减少对环境的污染，保护水资源，保障人类健康。

基于PLC的大型污水处理控制系统设计

系统设计
2、软件设计：基于PLC编程语言（如Ladder Diagram或Structured Text），编写程序实现污水处理流程的自动化控制。主要包括以下几个步骤：
系统设计
a.数据采集与处理：通过输入模块采集污水处理过程中的各种参数，并对数据进行滤波、计算等处理。
系统设计
b.控制策略：根据处理后的数据，执行相应的控制算法（如PID控制器、模糊控制器等），输出控制指令。
内容摘要
6、验收与交付：组织专家对控制系统进行验收，确保系统性能达标。如有问题，进行改进直至达到预期效果。
内容摘要
以下是一个基于PLC的污水处理控制系统设计的案例分析。某城市污水处理厂采用SBR工艺（序批式活性污泥法），主要处理城市生活污水和工业废水。为提高处理效率和降低能耗，该厂决定引入PLC实现对污水处理过程的自动化控制。
在污水处理过程中，PLC主要运用以下控制算法： a. PID控制器：一种常用的闭环控制算法，通过比较设定值与实际值的差异，调整控制器的输出，以达到预期目标。PLC可通过内置的PID模块或编程实现PID 控制。
2、PLC在污水处理的控制算法和应用
b.模糊控制器：基于模糊逻辑理论，通过设定模糊规则，对污水处理过程进行非线性控制。PLC可通过拓展模块或编程实现模糊控制。
系统设计
系统设计
在大型污水处理控制系统中，PLC作为核心控制设备，承担着实时监测、控制污水处理流程的重要职责。系统主要包括以下几个部分：
系统设计
1、硬件架构：PLC主机、输入输出模块、通讯模块、拓展模块等。其中，PLC 主机负责数据处理和指令发送；输入模块采集污水处理过程中的各种参数，如水位、流量、pH等；输出模块控制污水处理设备的运行状态。

基于PLC的工业污水处理控制系统设计方案

基于PLC的工业污水处理控制系统设计方案摘要我国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。

污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。

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。

先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC 的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。

关键词：污水处理；PLC；工艺流程目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 工业污水处理的国内外现状 (1)1.2 课题的背景 (1)1.3 研究目的和意义 (2)1.4 课题主要设计的内容 (2)2 工业污水处理控制系统总体介绍 (3)2.1工业污水处理基本概念 (3)2.2 常用的工业污水处理工艺 (3)2.3工业污水处理系统控制形式 (7)2.4 工业污水处理系统的功能要求 (8)2.4.1信号输入 (8)2.4.2控制输出信号 (9)3 硬件系统配置 (10)3.1主要组成部分 (10)3.2电气控制系统 (11)3.3工业污水处理系统的工作原理 (12)3.3.1控制系统总体框图 (12)3.3.2工作过程 (12)3.3.3工业污水处理系统主电路设计 (13)3.4 PLC选型 (14)3.5 PLC的I/O资源配置 (15)3.5.1数字量输入部分 (15)3.5.2数字量输出部分 (16)3.5.3模拟量输入部分 (16)3.5.4模拟量输出部分 (16)3.6 变频器与电动机 (18)3.6.1变频器简介 (18)3.6.2变频与变压（VVVF）原理 (18)3.6.3变频调速的基本原理 (19)3.6.4电动机的选型 (20)3.6.5变频器选型 (21)3.6.6变频器参数设置 (21)3.7接触器选型 (22)3.8液位差计 (22)3.9溶解氧仪 (23)4软件系统设计 (24)4.1总体流程设计 (24)4.1.1手动模式 (24)4.1.2自动模式 (25)4.2曝气过程控制的任务 (33)4.3氯气投加环节 (33)4.4絮凝剂投加环 (34)4.5 PID控制 (34)4.6 PLC和变频器通讯 (35)5 调试和运行结果 (37)5.1硬件系统的调试 (37)5.2软件系统的调试 (37)5.3运行结果 (38)6结论 (39)参考文献 (40)附录Ⅰ部分主要程序介绍 (41)附录Ⅱ (50)附录Ⅲ (51)1 绪论1.1 工业污水处理的国内外现状我国工业污水处理技术经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力，我国在工业污水处理技术方面取得了较大的成就。

基于plc的污水处理系统

近年来，随着科技的不断发展和人民生活水平的提高，当今社会受到污水污染环境的问题越来越严重，工业污水和居民污水治理已经刻不容缓，为此，世界各国都在为解决污水处理问题上投入了大量的金钱和人力。随着当前高新技术的不断发展和完善，人们迫切希望找到一种高效快捷的方法来对污水进行系统的处理。为此PLC以其编程简单、成本低等特点受到了各国研究人员的青睐。本课题首先针对国内外污水处理现状进行了解，并从中找到适合本次设计的方法，本文主要设计思路首先是通过对系统的硬件设计与选型，确定好系统中设备的I/O分配，通过设备功能设计出系统中的程序。本次设计的程序有自动排污程序、手动排污程序和报警指示程序。利用STEP7-MicroWINSMART软件，编写污水处理系统中所设计的程序。并将所设计的程序编译并保存为awl文件，并将该文件通过S7-200仿真软件进行程序的模拟运行，查看程序设计是否正确。最后利用组态王软件去建立出污水处理系统的实物动态模拟系统，并模拟出污水处理系统完整的去污过程。目录

一、绪论 ............................................................................................................................................................... 3 （一）选题背景 ..................................................................................................................... 3 （二）选题的国内外发展现状 ............................................................................................. 3 1.国内发展现状 ........................................................................................................... 3 2.国外发展现状 ........................................................................................................... 3 （三）选题的研究目的与意义 ............................................................................................. 4 1.研究目的 ................................................................................................................... 4 2.研究意义 ................................................................................................................... 4 二、PLC简介 ...................................................................................................................................................... 5 （一）PLC的组成 ................................................................................................................ 5 （二）PLC的特点 ................................................................................................................ 5 （三）PLC的运用领域和工作原理 .................................................................................... 6 1.PLC的运用领域 ....................................................................................................... 6 2.PLC的工作原理 ....................................................................................................... 6 （二）PLC控制系统的设计原则和设计步骤 .................................................................... 7 1.设计原则 ................................................................................................................... 7 2.设计步骤 ................................................................................................................... 7 三、污水处理系统的硬件设计 ........................................................................................................................ 9 （一）污水处理的过程和设备控制过程 ............................................................................. 9 1.污水处理的过程 ....................................................................................................... 9 2.设备控制过程 ......................................................................................................... 10 （二）污水处理控制系统的PLC选型和I/O分配 .......................................................... 10 1.PLC的选型 ............................................................................................................. 10 2.PLCI/0分配 ............................................................................................................ 11 （三）污水处理系统的器件选型 ....................................................................................... 11 1.罗茨鼓风机 ............................................................................................................. 11 2.回流泵 ..................................................................................................................... 12 3.滗水器 ..................................................................................................................... 12 4.电动蝶阀 ................................................................................................................. 12 5.传感器 ..................................................................................................................... 12 （四）PLC接线连接图 ...................................................................................................... 12 四、污水处理系统的软件设计 ...................................................................................................................... 13 （一）PLC的程序设计流程图 .......................................................................................... 13 （二）PLC的程序 .............................................................................................................. 14 （三）仿真软件的运用 ....................................................................................................... 18 （四）仿真运行结果与分析 ............................................................................................... 21 五、组态王的仿真与模拟 ............................................................................................................................... 23 （一）组态王软件 ............................................................................................................... 23 （二）组态软件与PLC的通信设置 ................................................................................. 23 （三）变量和数据的定义 ................................................................................................... 29 （四）数据采集的实现 ....................................................................................................... 29 （五）污水处理控制系统监控程序 ................................................................................... 30 六、结论 ............................................................................................................................................................. 30 参考文献 ............................................................................................................................................................. 31 致谢 ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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毕业论文题目基于 PLC 工业污水处理控制系统的设计学生姓名李世禹学号 20131393056

学院信息与控制学院专业电气工程及其自动化指导教师袁安富

二Ｏ一七年五月二十五日目录 1 绪论................................................................. - 1 -

2 国内外现状......................................................... - 1 -

2.1 国内现状 ......................................................... - 1 - 2.2 国外现状 ......................................................... - 2 - 2.3 所存在的问题 ..................................................... - 2 - 3 本文目标及实施思路 .............................................. - 3 -

3.1 系统设计目标与相应功能 ........................................... - 3 - 3.2 处理工艺的选择及其控制要求 ....................................... - 3 - 3.2.1 SBR 污水处理工艺 ........................................... - 3 - 3.2.2 该工艺对控制系统（PLC）要求 ................................ - 4 - 3.3PLC 的选型及介绍 .................................................. - 4 - 3.3.1 可编程控制器（PLC）的选择 .................................. - 4 - 3.3.2 S7-300 系列主要组成模块 ................................... - 4 - 3.3.3 本系统中所使用的信号模块 ................................... - 6 - 3.3.4 STEP7 软件的介绍 ........................................... - 6 - 3.4 传感器的选择 ..................................................... - 6 - 3.4.1 浮球式传感器（水位开关） ................................... - 6 - 3.4.2 pH 酸碱度传感器 ............................................ - 7 - 4 污水处理系统软硬件分析设计 ................................... - 7 -

4.1 系统中设备运行流程 ............................................... - 7 - 4.2 系统所需硬件及其电路图 ........................................... - 8 - 4.3 PLC 硬件组态的搭建及设备的 I/O 表。 ............................... - 9 - 4.4 PLC 程序设计 .................................................... - 12 - 5 结果及评论........................................................ - 15 -

5.1 本系统所实现的主要功能 .......................................... - 15 - 5.2 主要功能的调试与仿真 ............................................ - 16 - 5.3 主要结果的评论 .................................................. - 19 - 6 设计总结 ........................................................... - 19 -

参考文献 ............................................................. - 19 -

致谢 .................................................................. - 21 -基于 PLC 工业污水处理控制系统的设计李世禹南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京 210044

摘要：本文按照污水处理的工艺要求和流程,结合了 SBR 污水处理法,设计了一套基于西门子 S7-300 系列 PLC 的控制方案。同时说明了本控制系统硬件构成与组合方式、工作流程及设计 PLC 控制系统的原理与步骤。此系统的应用可提高污水处理的质量,减少能耗,使经济效益提高。通过 STEP7 提供的仿真软件进行调试，检测了西门子 PLC 对现场设备的状态采集与自动控制功能,符合控制方案要求。关键词：污水处理；PLC；工艺流程；SBR 法Design of Industrial Sewage Treatment Control System Based on PLC

Li Shi-Yu School of Information and Control，NUIST，Nanjing 210044，China

Abstract：According to the sewage treatment process requirements and processes, combined with the SBR sewage treatment method, I designed a control system based on SIEMENS S7-300 series PLC. At the same time, the hardware structure and combination method, work flow and the principle and steps of designing PLC control system are explained. The application of this system can improve the quality of sewage treatment, reduce energy consumption, and improve economic efficiency. Through the simulation software provided by STEP7 to debug, the state acquisition and automatic control function of SIEMENS PLC to field equipment is detected, and it meets the requirements of the control program. Key words: Sewage disposal, PLC, process flow, SBR method 1 绪论人类文明的起源离不开水。随着人们对工业经济的追求，水的需求量也是同步增加。根据有关数据显示，我国淡水人均拥有量为 2400 多吨，与其他国家相比明显不足。在参与统计的 150 个国家中，我国排名 110，处于水资源匮乏国家之列。中国的水资源布局极为不均，全国众多城市缺水，主要位于秦岭淮河以北，每人可以利用的水为 240 吨 [1]。我国水资源问题除了人均占有量少，而且其污染状况也令人担忧。国家在推行城市化建设的同时，对其周围的水域也造成了或多或少的破坏。虽然部分地区的污染得到了控制，但总体上还是持续加重的状态。解决好水污染问题，符合我国可持续发展方针。工业污水的处理已刻不容缓。污水的产生主要与人类活动有关，最近几年随着城市的发展，工业项目持续开发建设，其产生的污水也在等比增加而且水的污染源也变的复杂起来。现今污水处理厂所使用的工艺已不能使处理后的污水达到工业要求的排放标准，未达标的污水排放到水系中会对其他正常的水资源造成巨大的污染，而且严重破坏了环境。为了减少此类问题，工业污水处理工艺的更新与换代就日趋重要了。污水的再利用是人们节约水资源最重要可行的环节。我们国家排放的废水中 60%以上是工业污水。工业污水一般是指包含中间产物、生产用料的废水。工业污水比城市污水的整治的优先级更高。由于工业的生产工艺以及产物的不同导致产生的污水性质也各不相同，常见的有色污染、热污染、有机污染等。由于工业污水的水质及边界条件会根据生产工艺的变动而改变，导致了工业污水处理的技术要求提高。工业污水处理厂的现场环境一般较差，含有大量对人体有害的物质，污水处理设备运行周期长，为了保障操作人员的安全以及提升作业效率，污水处理所需的自控系统已成为各大处理厂所必备的设施。污水处理厂的建设标准主要体现在节能与高度自动化。污水处理厂大多选用 PLC 作为控制核心设计自控系统，主要因为其稳定性以及自控技术的成熟。PLC 设备的应用一定程度上减少了工业污水处理中的电能消耗。长期以来，能耗与运行成本问题成为了制约我国工业污水处理厂发展的关键，部分建成的处理厂由于此类问题一直不能持续生产，只能间歇性运行。污水处理厂运行效益的关键在于能否实现对能源的合理分配。现如今，主要厂家都在积极寻求能效高的处理工艺及其对应的控制设计。

2 国内外现状 2.1 国内现状我国面临的水资源问题在工业上主要体有两个，其一是水资源不足难以支撑工业的发展，另一个方面是工业污染问题严重。前者问题短期内并没有合适的解决方案，后者则可通过治理水体污染，最大程度上将污水变成可再次投入生产的状态。未来的数年，国家将对污水处理厂的建设增加投资和设立相应政策。在环保工程中，技术人员根据污水处理所需要的工艺结合已有的自控设备，设计出控制系统，从而促进产业升级。在水污染处理工艺突破的同时，就要求与其配套的自动化控制系统的出现。由于特殊的国情，先发展后治理，虽然工业水污染问题在我国由来已久，但对水污染治理的问题起步较晚。早期，在七十年代，业内人士利用荒废的河道、水池建立稳定塘满足对污水预处理要求。到了八十年代国家开始注意到环保问题，并确立了一项与之相关的基本国策。另外国家还开展了一系列的治理工程，如“三河三湖”工程，国家政策及政府