基于PLC的工业污水处理控制系统设计资料.doc

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  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 42 附录 Ⅱ 51 附录 Ⅲ 52 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。目前在水污染治理技术上，我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳定塘技术等，这些污水治理技术已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用，标志着我国工业污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。 国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而展开的。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水污染控制中发挥着骨干作用。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市工业污水处理厂。这些工业污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。现在，这些国家的工业污水处理水平又有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。 1.2 课题的背景 未来10年，采用先进、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。 对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。所以水资源也是一种保护。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检