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本科毕业论文-—基于plc污水处理控制系统.doc
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毕业论文
基于 PLC 的工业污水处理控制系统的设计
基于 PLC 的工业污水处理控制系统的设计
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
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...................................................2
1.3 研究目的和意义...............................................3
1.4 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 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
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
3.4 PLC 选型....................................................14
3.5 PLC 的 I/O 资源配置..........................................14
3.6 其他资源配置................................................17
4 软件系统设计.....................................................23
4.1 总体流程设计................................................23
4.2 曝气过程控制的任务..........................................31
4.3 氯气投加环节................................................32
4.4 絮凝剂投加环................................................33
4.5 PID 控制....................................................33
4.6 PLC 和变频器通讯............................................34
5 调试和运行结果...................................................35
5.1 硬件系统的调试..............................................35
5.2 软件系统的调试..............................................35
5.3 运行结果....................................................36
西南科技大学应用型自学考试毕业设计 (论文)
1
1 绪 论
水与人的生活息息相关,特别在现代社会生活及生产中人们对水的需求量与
日俱增。然而,水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为 2400 吨,为世
界平均值的 1/4,在全球 149 个国家(参与统计国家中),我国人均淡水资源位
居 110 位,属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡,全国
500 多个城市缺水,其中多个严重缺水,北方地区缺水现象尤其严重,人均拥有
淡水量仅有 240 吨。令人担忧的是淡水总量日益减少,用水成本不断升高,淡水
的浪费非常严重。我国北方地区水资源的超采,己形成漏斗地势、水位下降、湖
泊干涸、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。
我国淡水资源不断减少,而且污染现象较为严重。随着社会的发展,水资源
已经成为影响工业发展的重要因素,现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来
越高。但是我国工业用水耗费高,重复利用水少,中水使用率不高,有关资料显
示,我国的工业用水重复利用率平均为 40%~50%。目前全国城市污废水的处理率
(达排放标准的)仅有 10%左右,其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。
耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严
重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化,无疑是“雪上加霜”。
据统计,由于水质污染,我国已有大约 3 亿人的饮水发生不安全现象,其中 1.9
亿人的饮水是超标水。气象学家预测,2100 年全球变暖加剧,地表将有 1/3 的
面积变为沙漠,那时,干旱将威胁全球一半的大陆人类的生存。这些现象都是水
污染产生的严重后果,因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。众多迹象表
面,水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈,因此世界各国越来
越重视水处理和水的再利用,通过各种技术进一步提高供水质量,提高经济效益。
并且工业污水处理过程中,经过厌氧和好氧处理,污水中的热量、沼气等再生能
源可以为工业生产提供二次能源,真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环
境保护的呼声越来越高,工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性,对于各种
污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中,污
水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性,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 工业污水处理的国内外现状
我国工业污水处理技术从“七五”国家科技攻关开始逐步进行研究。“七五”
和“八五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术方面的
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