基于PLC的污水处理系统---毕业设计(共41页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上中文摘要本次自动化毕业设计运用可编程控制器(俗称为PLC)与组态王对工厂排放的污水进行处理和监控。我们用简单通俗的解释污水处理监控系统的含义可以表达为是对工业污水水质的鉴定作出相应的处理方案,从而实现污水处理的自动化。针对当前的污水处理工艺特点,构筑物的分布以及整体的控制要求利用组态王实现现场实时监控,,与此同时选用可靠性和实时性能较好的PLC对污水进行监控,该毕业设计方案将组态王6.55软件与西门子PLC结合起来运用到污水处理厂的实践之中,在实践中集中体现出了PLC较高的可靠性,较强的适应能力、还有便于理解的操作性。融和了较先进的自动化专业技术、计算机专业技术、通讯
2、专业技术、故障诊断专业技术以及软件技术实现了系统的自动化管理与故障诊断等多方面功能,基于上述努力,实现其成本低廉,操作安全可靠,调试维护简单,可基本满足工业处理的使用。关键词 污水处理 西门子PLC 组态王6.55 监控系统设计AbstractThe automation of graduation design by using programmable controller (known as PLC) with kingview process and monitoring of effluent from the factory. We use a simple popular exp
3、lanation of sewage treatment is the meaning of the monitoring system can be expressed as the industrial sewage water quality appraisal make corresponding treatment scheme, so as to realize the automation of wastewater treatment. For the current sewage treatment process characteristics, the distribut
4、ion of structures and control requirement of the whole scene by using kingview, real-time monitoring, and at the same time to choose better reliability and real-time performance monitor PLC in sewage, the graduation design of kingview 6.55 software will be combined with Siemens PLC applied to the pr
5、actice of the sewage treatment plant, in practice focus reflects the reliability of PLC is higher, the stronger ability to adapt, and easy to understand. Harmony of advanced automation technology, computer professional technology, communication technology, fault diagnosis system of the professional
6、technology and software technology to achieve the automation management and fault diagnosis of aspects of function, based on the above efforts, to achieve its low cost, safe and reliable operation, simple maintenance, can basically meet the use of industrial processing. Keywords sewage treatment Sie
7、mens PLC kingview 6.55 monitoring and control system design 目 录 绪论11 污水处理概述21.1污水处理含义及发展21.2 SBR等污水处理工艺介绍22 设计方案52.1 PLC简介及设计步骤52.2 SBR污水处理设计步骤63 硬件设计93.1 选择PLC93.2 硬件电路接线图103.3 SBR污水处理设备介绍114 软件设计134.1 I/O口的分配134.2 PLC的梯形图程序155 组态王6.55对现场的监控165.1 组态王6.55简介165.2 此任务下组态王6.55的创建175.3 调试和运行结果266 结束语27谢
8、辞28参考文献29附录30专心-专注-专业绪论中国作为世界上最大的发展中国家,经济迅猛发展全面建设小康设计,实现“中国梦”的同时,也伴随着水资源的严重短缺和污染,虽然我国年平均水资源储量巨大,排名在世界范围排名比较靠前为第六位,但是作为世界上人口最多的国家,我国人口众多,把这些水资源平均下来,也就是除以13亿的人口,再多的储量在这个除法计算下也会捉竿见低,这样一来也变成了世界性的缺水国家之一。即但面临这么严重的水资源形势,我国的水资源却一直没有得到高效的循环利用,循环高效的利用水资源一直是我国的短板,污水处理方面对污水处理成本居高小下,质量也堪忧,排放的污水及时经过处理后水质也不理想,所以创建
9、一套高效,可靠的自动控制系统,减少运行的费用,对于当前我国的经济发展就具有重要的现实意义。本次自动化毕业设计运用可编程控制器(俗称为PLC)与组态王对工厂排放的污水进行处理和监控。我们用简单通俗的解释污水处理监控系统的含义可以表达为是对工业污水水质的鉴定作出相应的处理方案,从而实现污水处理的自动化。针对当前的污水处理工艺特点,构筑物的分布以及整体的控制要求利用组态王实现现场实时监控,,与此同时选用可靠性和实时性能较好的PLC对污水进行监控,该毕业设计方案将组态王6.55软件与西门子PLC结合起来运用到污水处理厂的实践之中,在实践中集中体现出了PLC较高的可靠性,较强的适应能力、还有便于理解的操
10、作性。融和了较先进的自动化专业技术、计算机专业技术、通讯专业技术、故障诊断专业技术以及软件技术实现了系统的自动化管理与故障诊断等多方面功能,基于上述努力,实现其成本低廉,操作安全可靠,调试维护简单,可基本满足工业处理的使用。第一章 污水处理概述1.1 污水处理含义及发展。 生活生产的污水或工业方面经过简单的处理后的污水,很多都排入城市的排水系统,而大家就把生活污水与生产污水的混合叫做城市污水。碳水化合物、蛋白质、动植物脂肪、尿素、氨、合成洗涤剂等物质和细菌、病毒等有害微生物都在城市污水中。查阅资料得出,当前的污水处理的目的主要有三种:首先,得去除污水中主要影响水质的杂质和淤泥。其次,要想得到生
11、活用水的标准,也就必须得通过人为的办法在水中加入新的化学成分,例如在水中加入各种对人体有益的化学元素来预防疾病,这样改变水的化学性质来为人类所用。最后,还有可以通过改变水的物理方面的性质,例如水的温度等等方法。查阅资料得出污水处理技术现状来看,其发展的方向和趋势主要为下面四个方面:(1)继续加强对氮、磷营养物质的处理具有重要的现实意义,也是污水处理发展的为重中之重。(2)在新时期,新阶段在新技术和新设备的带动下,污水开始慢慢转向全自动化过程的控制,将人从生产劳动中解放出来,自动化性的污水处理也会更加得到应用。(3) 在新时期,由于人类整体生活条件和意识水平的发展,污水的处理方式会由以前的单独分
12、散的污水处理转向面对城市污水的集中性处理,而对其水质的处理要求的指标也越见严格。 (4) 仅在中国来说,近些年雾霾等污染的肆虐,也使油管的领导和广大群众加强的环境污染的重视程度,污水的治理和再生问题受到了全社会的关注 1.2 SBR等污水处理工艺介绍。当前“活性污泥法”在中国的城市污水处理厂中适用的范围最佳广泛,还有少部分稳定塘法、土地处理法,生物膜法及与其他处理工艺结合的工艺。而自1978年改革开放以来,中国伴随着世界经济的迅猛发展的同时,也在大规模的引进新的生产设备,新技术,污水处理得到了快速的发展,如A/O工艺发,AB法,氧化沟法,SBR法等未来的污水处理技术应用前景广泛。SBR污水处理
13、工艺。全称是序列间歇式活性污泥法。英文译作Sequencing Batch reeactor activated Sludge Process,是一种较为先进的以悬浮微生物为基础,对污水中碳水化合物、蛋白质、动植物脂肪、尿素、氨和合成洗涤剂等等污染物在好氧的条件下进行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。其污水处理工艺大体可以分为五个部分:进水、曝气反应、沉降、出水、静置五个阶段。优点包含几个方面,首先最重要的是经过SBR处理的水具有较好质量,其次污水处理的工艺所需要的构造设备较少、结构和原理相对简单,管理方便而且,并且所需的能耗也不高。与此同时,缺点也较显著。整个SBR工艺系统对于操作,管理和
14、维护要求较高,严重依赖于现代科技,尤其是自动化控制技术方面,没有一套完善的科技含量高的理论作为指导,根本无法在实践中顺利的运行和操作,在这样的前提下,要想管理运行好SBR污水处理系统,对于污水厂的管理人员来说,具有优秀素质也是十分必要的。A/O工艺法。本次介绍的A/O工艺法也被人们称作厌氧好氧工艺法,前面的A代表的就是用于脱氮元素,脱磷元素的厌氧阶段,在缺氧段的阶段,异养菌中将待处理的污水中的悬浮污染物,例如污水中的淀粉啊,碳水化合物等可以溶解于水的有机物,并把它水解成有机酸。后面的O代表的就是主要用于除去水中的有机物的好氧阶段,在供氧段的阶段,自养菌通过硝化的作用将待处理的污水中的NH4氧化
15、为NO3,氧化成NO3后再通过系统回流返回到代表的就是用于脱氮元素,脱磷元素的厌氧阶段,在缺氧段的阶段,异养菌中将待处理的污水中的悬浮污染物,例如污水中的淀粉啊,碳水化合物等可以溶解于水的有机物,并把它水解成有机酸A池,又在A池缺氧的环境下,异氧菌又通过反硝化的作用,再把上面氧化成的NO3再还原氮N2,实现污水的绿色无害化的处理,就实现了碳元素,氮元素和氧元素这三个元素在生态中的循环。与此同时,缺点也较显著,首先由于没有类似于SBR污水处理工艺的污泥回流的系统,这样的话也就不能培养出类似SBR工艺的独特污泥,效率也就变低,也就不容易讲解那些不好降解的物质的降解。其次系统的运行费用较高,而且脱氮
16、的效率又不太高,因为在A代表的用于脱氮元素,脱磷元素的厌氧阶段,异养菌将待处理的污水中的淀粉啊,碳水化合物等等溶于水的有机物水解成有机酸,这样也严重滞后了脱氮的速度。氧化沟法。氧化沟法起源来与1920年的英国,简单来讲其实也是活性污泥法的一种。这个工艺主要由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备这五部分构成,而购成沟体的形状大部分是环形,也有的呈现圆形,长方形,还有的是L形等其他形状,而在氧化沟工艺所需要的构筑物最大的特点就是封闭,并且呈现环形的沟渠,把污水和污泥在在渠道之中不断的循环。和SBR一样,也是近些年才逐渐兴起的工艺。优点包含几个方面,首先最重要的是经过氧化沟处理的水具有较好质量
17、,其次污水处理的工艺所需要的构造设备较少、结构和原理相对简单,管理方便而且,并且所需的能耗也不高。与此同时,缺点也较显著。整个氧化沟工艺系统对于操作,管理和维护要求较高,比较依赖于现代科技,尤其是自动化控制技术方面,没有一套完善的科技含量高的理论作为指导,根本无法在实践中顺利的运行和操作,在这样的前提下,要想管理运行好氧化沟污水处理系统,对于污水厂的管理人员来说,具有优秀素质也是十分必要的。第二章 设计方案的确定21 PLC的简介PLC即Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,是一种数字运算操作的电子系统,是专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存
18、储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,记数与算数操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。22 PLC的设计步骤PLC控制系统的设计任务要求。任务要求主要是希望能满足实现当前现实任务的要求,在设计应遵循原则。a、力求设计出来的控制系统能,最大限度地满足控制的要求,减少PLC系统设计应用方面的花费。b、把PLC的可扩展性进行提前准备,提前准备好扩展模块,防止在实践操作中,外界环境发生改变。c、满足系统任务的要求即“使用方便,安全可靠,维护简单”。PLC设计步骤图如下图所示:开始选择合适的PLCI/O点数分配PLC程序设
19、计控制要求分析现场联机调试确定输入输出设备整理总结模拟调试设计结束图3-1 设计步骤图23 SBR污水处理工艺设计步骤。简单工艺流程如下图所示:粗格栅间消毒池浓缩池污泥脱水进水泵房滗水器细格栅间曝气沉砂池SBR池进水出水泥饼外运图3-2 工艺流程图2.3.1 文字简单描述:排入污水,进入粗隔栅间(粗隔栅间是一种可以连续自动拦截并清除污水中各种形状杂物的处理设备)清除大型杂物,然后通过进水泵房(进水泵房在污水处理系统中作用主要是将来水提升,以达到接下来设备进行操作的需要的高度,使水可以依靠自身重力实现自流。)将污水提升,以达到接下来设备进行操作的需要高度,接着污水经设备进入细隔栅间(细隔栅间是一
20、种可以连续自动清除水中细小颗粒及悬浮物的处理设备)清除细小颗粒和悬浮物,然后进去沉砂池(沉砂池用于去除污水中粒径偏向于较小的砂粒来保护管道和阀门等设施,减少在系统运行是对管道的磨损和阻塞),去除污水中细小的沙粒,随后污水进入SBR池 (SBR是在反应期内预先培养驯化一定量的活性微生物简称为活性污泥,废水进入反应器在与活性污泥在有氧的条件下混合接触,然后反应器内的微生物会利用SBR池中的废水所含有的有机物进行新陈代谢,将有机污染物转化为2CO、OH2等无机物;同时微生物细胞增殖),由罗茨风机(罗茨风机在污水处理中主要用于曝气,将空气中的氧强制向污水中转移来获得足够的溶解氧来提供微生物的有氧条件)
21、供氧,将水中的有机污染物通过微生物转换为2CO、OH2等无机物,通过浓缩池(浓缩池是初步降低污水的含泥量)降低淤泥含量再把污泥脱水运出。与此同时,通过滗水器(滗水器是SBR 工艺在此被用的作用是定期排除清水的设备,在不搅动池水下沉淀的前提下,从静止的池水表面将澄清水滗出),这样一来,就确保了上层清水的水质),将澄清的水滗出,最好污水经过消毒池(消毒池中可用二氧化氯发生器、紫外线、臭氧发生器等进行消毒,也可以直接投加氯片等方法进行消毒)消毒后,最后将水排出。第三章 硬件的设计31 选择PLCPLC选择的合适与否,直接关系到整个毕业设计能否成功,一般来讲,选择PLC主要是看以下几个方面:I/O口点
22、数的选择。当I / O点应考虑适当的余量估计时,通常以输入和输出点的统计,再增加约当前余量的10% 到当前余量 的20%作为扩展余量,以此满足现实环境所需要的输入输出点数。而实际上我们去考虑实际应用的时候,往往还必须要根据产品的特点,从厂家的PLC的I/O点数进行的圆整。所需的存储器容量大小的选择。存储容量,可编程控制器可以提供硬件存储单元的大小,程序存储器容量使用的存储单元的大小,用户应用程序的过程,所以容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用没有被编译,因此,在设计阶段过程结果是不可知道的,需要调试程序后才知道。内存量容估算固定没有的公式,不同的公式有一下的操作,主要是根据数字I/O点1
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