基于plc的污水處理系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 污水處理系統(tǒng)控制</p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)： 機(jī)電一體化1302班</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 梁 坤</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： 郭 德 龍</

2、p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程的推動(dòng)，中小城市(鎮(zhèn))數(shù)量的不斷增多，由其帶來(lái)的水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。序批式活性污泥法(簡(jiǎn)稱(chēng)SBR)符合中小城鎮(zhèn)污水處理的基本要求，但必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，使其具有更加廣闊的應(yīng)用前景。隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展、完善,污水處理廠的自動(dòng)化水平也相

3、應(yīng)提高。而PLC控制器以其技術(shù)成熟、通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、功能及如何利用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在污水處理中采用PLC控制系統(tǒng)改造后，提高了自動(dòng)控制的可靠性,不僅減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且提高了污水處理廠的運(yùn)行效率和運(yùn)行效益,實(shí)現(xiàn)了污水廠生產(chǎn)管理的科學(xué)性。充分證明了自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)提高生產(chǎn)率，無(wú)人值守或少人值守，提高安

4、全性具有良好的效果。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1 國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)的發(fā)展概況3</p><p>　　1.2 生活污水的處理工藝4</p><p>　　1.3 SBR污水

5、處理工藝5</p><p>　　1.4 本課題研究的主要內(nèi)容7</p><p>　　第二章 控制方案8</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2 工藝及控制要求分析10</p><p>　　2.2.1 格柵池10</p><p>　　2.2.

6、2 調(diào)節(jié)池11</p><p>　　2.2.3 SBR反應(yīng)池池11</p><p>　　2.2.4 除鹽池11</p><p>　　2.3 PLC的I/O分配13</p><p>　　2.4 I/O設(shè)備確定及PLC的選型13</p><p>　　2.4.1 I/O設(shè)備確定13</p>

7、<p>　　2.4.2 PLC的選型14</p><p>　　2.5 系統(tǒng)軟件的介紹14</p><p>　　第三章 PLC程序設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.1 系統(tǒng)外部接線圖如圖3-1所示16</p><p>　　3.2 系統(tǒng)程序流程圖如圖3-2所示18</p><p>　　3.

8、3 系統(tǒng)梯形圖如圖3-3所示19</p><p>　　3.4 系統(tǒng)程序仿真圖及系統(tǒng)說(shuō)明23</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p>&l

9、t;p>　　1.1國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)的發(fā)展概況</p><p>　　近幾年隨著工業(yè)迅速，城市人口的逐漸增加，人們生活水平逐漸提高各種用水量亦隨之增長(zhǎng)。地球雖然有70.8％的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類(lèi)真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26％，而且分布不均。</p><p>　　20世紀(jì)50年代以后，全球人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)發(fā)展迅速。全球水資源

10、狀況迅速惡化，“水危機(jī)”日趨嚴(yán)重。一方面，人類(lèi)對(duì)水資源的需求以驚人的速度擴(kuò)大；另一方面，日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費(fèi)的水資源。 </p><p>　　全世界每天約有200噸垃圾倒進(jìn)河流、湖泊和小溪，每升廢水會(huì)污染8升淡水；所有流經(jīng)亞洲城市的河流均被污染；美國(guó)40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲(chóng)劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質(zhì)差強(qiáng)人意。20世紀(jì)，世界人口增加了兩倍，而人類(lèi)用水增加了5倍。世界上

11、許多國(guó)家正面臨水資源危機(jī)：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施。 </p><p>　　中國(guó)水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國(guó)城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，目前與自來(lái)水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。 </p><p>　　截至2005年底，全國(guó)661個(gè)設(shè)市城市中，已有383個(gè)城市建成污水處理廠7

12、92座，污水處理率由2000年的34％提高到52％，并形成了適合國(guó)情的污水處理技術(shù)路線和管理機(jī)制。其中，有135個(gè)城市的污水處理率已達(dá)到或接近70％，單廠處理規(guī)模達(dá)到每天100萬(wàn)立方米。 </p><p>　　2007年，中國(guó)水污染治理投資達(dá)到3387.6億元，比上年增加32%，占當(dāng)年GDP的1.36%。中國(guó)水環(huán)境質(zhì)量總體保持穩(wěn)定。2007年，共取締一級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)排污口942個(gè)，停建二級(jí)水源保護(hù)區(qū)內(nèi)可能造成污染

13、的建設(shè)項(xiàng)目1294個(gè)，限期治理931個(gè)。 </p><p>　　截至2010年9月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣及部分重點(diǎn)建制鎮(zhèn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“城鎮(zhèn)”）累計(jì)建成污水處理廠2631座，污水處理能力達(dá)到1.22億立方米/日；全國(guó)正在建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目達(dá)1849個(gè)，總設(shè)計(jì)能力約4660萬(wàn)立方米/日。在全國(guó)設(shè)市城市中，已有593個(gè)城市建有污水處理廠，占設(shè)市城市總數(shù)的90.7%；累計(jì)建成污水處理廠1623座，形成污水處理能力1.04

14、億立方米/日；其中36個(gè)大中城市（直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市）建有污水處理廠376座，處理能力達(dá)4368萬(wàn)立方米/日。在縣城及鄉(xiāng)、鎮(zhèn)中，全國(guó)已有933個(gè)縣（含新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)團(tuán)級(jí)單位）建有污水處理廠，約占縣城總數(shù)的52.1%；縣城及鄉(xiāng)、鎮(zhèn)建有污水處理廠1008座，處理能力達(dá)1826萬(wàn)立方米/日。 </p><p>　　雖然由于國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，中國(guó)污水處理行業(yè)正在快速增長(zhǎng)，污水處理總量

15、逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。但目前中國(guó)污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段。 </p><p>　　一方面，中國(guó)目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。另一方面，中國(guó)的污水處理率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著明顯的差距，且處理設(shè)施的負(fù)荷率低。 </p><p>　　因此中國(guó)應(yīng)完善污水處理的政策法規(guī)，建立監(jiān)管體制，創(chuàng)建合理的污水處理收費(fèi)體系，扶植國(guó)內(nèi)環(huán)

16、保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)污水處理行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化。污水處理行業(yè)是一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。中國(guó)將在“十一五”期間投資3000億元以推進(jìn)城市污水處理和利用，中國(guó)污水處理行業(yè)由此迎來(lái)高速發(fā)展期。</p><p>　　1.2 生活污水的處理工藝</p><p>　　生產(chǎn)廢水及生活污水的循環(huán)利用，是節(jié)約用水和減少水資源開(kāi)采的有效途徑，既可利國(guó)利民，又是減少生產(chǎn)成本的重要舉措。同時(shí)為了響應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)

17、廢水零排放，努力建設(shè)節(jié)約型企業(yè)的號(hào)召，污水處理工程改造項(xiàng)目很必要。</p><p>　　前處理也稱(chēng)為預(yù)處理技術(shù)，常用有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水處理的核心是生化部分，因此我們稱(chēng)污水處理藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厭氧和好氧）處理工生活污水在目前是最經(jīng)濟(jì)、最適用的污水處理工藝，根據(jù)生活污水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)的條件而選擇不同的污水處理工藝對(duì)投資及運(yùn)行成具有

18、決定性的影響。</p><p>　　典型的生活污水處理完整工藝如下圖1-1所示：</p><p>　　1.3 SBR污水處理工藝</p><p>　　SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱(chēng)序批式活性污泥法.與傳統(tǒng)污

19、水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1、理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化

20、效果好。 </p><p>　　2、運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)好。 </p><p>　　3、 耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對(duì)污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。 </p><p>　　4、工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。 </p><p>　　5、處理設(shè)備

21、少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理。 </p><p>　　6、反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。 </p><p>　　7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。 </p><p>　　8、脫氮除磷，適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。 </p><p>

22、;　　9、工藝流程簡(jiǎn)單、造價(jià)低。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反應(yīng)器，無(wú)二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。 </p><p>　　由于上述技術(shù)特點(diǎn)，SBR系統(tǒng)進(jìn)一步拓寬了活性污泥法的使用范圍。就近期的技術(shù)條件，SBR系統(tǒng)更適合以下情況： </p><p>　　(1)中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。 </p>

23、;<p>　　(2)需要較高出水水質(zhì)的地方，如風(fēng)景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機(jī)物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營(yíng)養(yǎng)化。 </p><p>　　(3)水資源緊缺的地方。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進(jìn)行物化處理，不需要增加設(shè)施，便于水的回收利用。 </p><p>　　(4)用地緊張的地方。 </p><p>　　(5)對(duì)已建連續(xù)流污水處理廠的改造

24、等。 </p><p>　　(6)非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點(diǎn)源污染的治理。 </p><p>　　本文所研究的污水處理流程如圖1-2所示</p><p>　　1.4 本課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題采用的處理工藝為：過(guò)濾— 生化反應(yīng)— 除鹽污水處理工藝，以處理生活污水為主，另有少量的工業(yè)廢水，水中的COD(

25、化學(xué)耗氧量)、BOD(生化耗氧量)含量分別為536 mg／L、I 12 mg／L。經(jīng)處理COD為40．8 mg／L，BOD為2．51 mg／L，達(dá)到一級(jí)排放要求，為了實(shí)現(xiàn)污水工程的全自動(dòng)運(yùn)行，按生產(chǎn)工藝要求，采用PLC可編程控制器實(shí)現(xiàn)連鎖集中控制。</p><p>　　本課題研究了污水處理工藝及污水處理系統(tǒng)的組成，設(shè)計(jì)了基于 PLC的控制系統(tǒng)的，主要由以下內(nèi)容組成：</p><p>　　(

26、1)介紹了國(guó)內(nèi)的污水處理行業(yè)的發(fā)展以及污水處理系統(tǒng)工藝流程；</p><p>　　(2)選擇PLC對(duì)污水處理控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析；</p><p>　　(3)具體分析設(shè)計(jì)污水處理的軟件系統(tǒng)。</p><p><b>　　第二章 控制方案</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p><

27、p>　　本污水處理控制系統(tǒng)采用的可編程控制器為三菱FX2N型。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2-1，控制系統(tǒng)設(shè)有集中控制室(加藥間低壓配電室內(nèi))，框圖中的各設(shè)備可以在集中控制室內(nèi)控制。在集中控制室的控制面板上有自動(dòng)／手動(dòng)，自動(dòng)控制位置時(shí)，污水站處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)啟閉機(jī)打開(kāi)，格柵井、調(diào)節(jié)池、生化池.污泥泵，除鹽根據(jù)各自的液位控制器開(kāi)動(dòng)、停止，開(kāi)始運(yùn)行?？刂乒裾嫒鐖D2-2所示。</p><p>　　圖2-2 控制

28、柜正面示意圖</p><p>　　在控制柜上除了有手動(dòng)操作按鈕外，還有各液位池的液位顯示。</p><p>　　本處理系統(tǒng)對(duì)液位的控制采用浮球液位傳感器，浮球連續(xù)式液位傳感器是利用浮球內(nèi)磁鐵隨液位變化，來(lái)改變連桿內(nèi)的電阻與磁簧開(kāi)關(guān)，磁簧開(kāi)關(guān)的間隙愈小，精度愈高。分壓信號(hào)可經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成4～20mA或其它不同之標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。指示計(jì)可配合其它表頭作遠(yuǎn)距離指示，是一種原理簡(jiǎn)單，可靠性極佳的液位指示

29、計(jì)。除鹽池中的鹽濃度檢測(cè)由余氯（自由氯）電極來(lái)完成，此電極可以直接輸出4-20mA的模擬量信號(hào)，該信號(hào)可直接接數(shù)字顯示儀表進(jìn)行顯示，兩路繼電器輸出實(shí)現(xiàn)上下限控制，可以打開(kāi)儀表面板設(shè)置上下限。液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接線如圖2.3所示。</p><p>　　圖2-3液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接線示意圖</p><p>　　2.2 工藝及控制要求分析</p><p><b>　　2.2

30、.1 格柵池</b></p><p>　　生活污水中含有大量的廢渣，如果不經(jīng)處理直接排入河中，不僅污染環(huán)境，而且會(huì)提高河床高度，阻塞河道。尤其是在雨季到來(lái)的時(shí)候，會(huì)對(duì)人民的生命造成極大的危害，給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。</p><p>　　除渣系統(tǒng)主要由格柵完成。</p><p>　　格柵池內(nèi)的格柵由一組平行金屬柵條制成,一般斜置于污水主渠道上,截留污水

31、中的大塊固體物,如塑料制品、纖維及其他生活垃圾,以防止閥門(mén)、管道及其后續(xù)處理設(shè)備堵塞或損壞. 污水過(guò)柵越緩慢,攔污效果越好,但過(guò)柵緩慢易造成柵前渠道或柵下積砂而使過(guò)水?dāng)嗝婵s小,流速變大.因此,污水過(guò)柵的流速應(yīng)根據(jù)污水中污染物的組成、含砂量及柵條間距等確定.格柵條間距應(yīng)根據(jù)污水的種類(lèi)、流量代表性雜物種類(lèi)和尺寸大小等來(lái)確定,既要滿足除渣要求,又要滿足后續(xù)水處理構(gòu)筑物及設(shè)備的要求。</p><p>　　格柵除污機(jī)的工作

32、原理：格柵除污機(jī)是由一種耙齒配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈，在電機(jī)減速器的驅(qū)動(dòng)下，耙齒進(jìn)行逆水流方向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)耙齒鏈運(yùn)動(dòng)到設(shè)備的上部時(shí)，由于槽輪和彎軌的導(dǎo)向，使每組耙齒之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，絕大部分固體物質(zhì)靠重力落下，另一部分則依靠清掃器的反向運(yùn)動(dòng)把粘在耙齒上的雜物清刷干凈。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)有液位報(bào)警模塊，由液位計(jì)來(lái)測(cè)量格柵池內(nèi)的水位，當(dāng)格柵池內(nèi)的水位超過(guò)給定的界限時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警，同時(shí)，系統(tǒng)停止工作。工作人員

33、應(yīng)及時(shí)清查問(wèn)題所在，當(dāng)該問(wèn)題解決后，系統(tǒng)重新投入運(yùn)行。 </p><p><b>　　2.2.2 調(diào)節(jié)池</b></p><p>　　由于生活污水水量的不穩(wěn)定性和波動(dòng)較大，使管渠和構(gòu)筑物正常工作，不受廢水高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理設(shè)施之前設(shè)置調(diào)節(jié)池，用以調(diào)節(jié)進(jìn)、出水的流量。無(wú)論是工業(yè)廢水，還是城市污水和生活污水，水量水質(zhì)在一日２４小時(shí)內(nèi)都有變化，對(duì)水量和水

34、質(zhì)的調(diào)節(jié)，有預(yù)曝氣，沉淀作用，還可用作事故排水。設(shè)置液位計(jì)檢測(cè)調(diào)節(jié)池的液位，以免高液位污水溢出。</p><p>　　2.2.3 SBR反應(yīng)池池</p><p>　　SBR反應(yīng)池中有一臺(tái)曝氣機(jī)。曝氣機(jī)的運(yùn)行是由可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在每個(gè)反應(yīng)周期內(nèi)，曝氣機(jī)在相應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行。</p><p>　　污泥的厭氧消化不但使有機(jī)物消化分解提高污泥穩(wěn)定性而且隨著污泥

35、穩(wěn)定化過(guò)程產(chǎn)生大量高熱值的沼氣作為能源利用,使污泥資源化。</p><p>　　處理系統(tǒng)其過(guò)程包括：</p><p>　?、俪渌?打開(kāi)進(jìn)水泵) 0.5h;</p><p>　　②曝氣(開(kāi)啟空壓機(jī)) 50min;</p><p>　?、畚勰啾?0.5h;</p

36、><p>　?、芘潘?打開(kāi)排水泵) 0.5h</p><p>　　從充水開(kāi)始到排水結(jié)束為一個(gè)周期。在分解污水含碳化合物的同時(shí),相繼進(jìn)行含氮化合物的硝化和反硝化,最終達(dá)到脫磷、脫氨和脫氮的目的。</p><p><b>　　2.2.4 除鹽池</b></p><p>　　若污水不經(jīng)除鹽程序，直接排出，當(dāng)水中

37、的鹽類(lèi)物質(zhì)含量達(dá)到一定的濃度時(shí)，就會(huì)改變水中生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致水中生物的細(xì)胞里的水分大量流失，從而，使各種生物脫水而死。</p><p>　　除鹽系統(tǒng)經(jīng)過(guò)除鹽池完成除鹽程序。</p><p>　　除鹽時(shí)由余氯儀檢測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到水中含有高濃度鹽類(lèi)物質(zhì)時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)，利用反滲透膜的特性來(lái)除去水中經(jīng)過(guò)中和反應(yīng)及生物化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生出來(lái)的多余的鹽類(lèi)物質(zhì)；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到低濃度鹽類(lèi)物質(zhì)時(shí)，則污水通過(guò)溝渠

38、流入清水池。</p><p>　　為了防止反滲透膜兩側(cè)的壓力突變?cè)斐蓾B透膜破損，應(yīng)對(duì)除鹽池進(jìn)行劃分，使每個(gè)分支都有一個(gè)半透膜，從而，提高半透膜的使用時(shí)間，節(jié)省成本</p><p><b>　　設(shè)備的控制要求</b></p><p>　　（1）格柵井的污水由液位計(jì)進(jìn)行檢測(cè)液位的高低，當(dāng)格柵井液位高時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水水泵，為低液位時(shí)開(kāi)啟水泵進(jìn)水過(guò)濾。&l

39、t;/p><p>　　（2）調(diào)節(jié)池用于緩沖峰時(shí)污水的沖擊，可以儲(chǔ)存來(lái)不及深度處理的污水，同樣由液位計(jì)控制，高液位時(shí)停止進(jìn)水。</p><p>　?。?）SBR反應(yīng)池進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)啟，當(dāng)污水到一定液位時(shí)停止進(jìn)水。</p><p>　?。?）進(jìn)水閥門(mén)關(guān)閉后，空壓機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)行曝氣，在曝氣50min小時(shí)后，關(guān)閉空壓機(jī)。</p><p>　?。?）在反應(yīng)池

40、內(nèi)由污水進(jìn)行沉淀，污泥泵運(yùn)行0.5小時(shí)，排出污泥。</p><p>　　（6）打開(kāi)排水閥，反應(yīng)池開(kāi)始排水，到低液位時(shí)，排水停止。排水直接進(jìn)入除鹽池中進(jìn)行除鹽。除鹽池中污水到達(dá)高液位時(shí)，排水停止，計(jì)時(shí)器不停止，以便工人有時(shí)間處理。</p><p>　?。?）除鹽池中由余氯儀檢測(cè)濃度，低濃度時(shí)排水電磁閥開(kāi)始排水，高濃度時(shí)停止排水。</p><p>　　系統(tǒng)中所有控制閥采

41、用就地和遠(yuǎn)程控制方式,即使在程控系統(tǒng)完全故障的情況下還可以通過(guò)就地控制實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。選擇遠(yuǎn)程控制時(shí),控制閥由操作員在操作站上控制。操作員可以在操作站對(duì)控制閥進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和動(dòng)作控制,對(duì)控制閥的控制可分選擇自動(dòng)和手動(dòng)方式。在自動(dòng)方式時(shí)控制閥受P L C邏輯程序控制,在手動(dòng)方式時(shí)控制閥由操作員直接在操作界面上點(diǎn)擊控制，也可在控制室內(nèi)的操作站上進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。</p><p>　　2.3 PLC的I/O分配</p&g

42、t;<p>　　啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1 X0 格柵井電磁閥KM1 Y0</p><p>　　格柵井低位液位計(jì)B1 X1 格柵井高液位報(bào)警燈HL1 Y1</p><p>　　格柵井高位液位計(jì)B2 X2 調(diào)節(jié)池高液位報(bào)警燈HL2 Y2 </p&

43、gt;<p>　　調(diào)節(jié)池低位液位計(jì)B3 X3 調(diào)節(jié)池進(jìn)水閥 KM2 Y3</p><p>　　調(diào)節(jié)池高位液位計(jì)B4 X4 SBR反應(yīng)池進(jìn)水閥 KM3 Y4</p><p>　　SBR反應(yīng)池低液位計(jì)B5 X5 SBR反應(yīng)池高液位報(bào)警燈HL3 Y5</p>

44、<p>　　SBR反應(yīng)池高液位計(jì)B6 X6 空壓機(jī)KM4 Y6</p><p>　　除鹽系統(tǒng)低液位計(jì)B7 X7 污泥泵KM5 Y7</p><p>　　除鹽系統(tǒng)高液位計(jì)B8 X10 SBR排水閥KM6 Y10&l

45、t;/p><p>　　余氯儀低濃度檢測(cè)B9 X11 除鹽池高位報(bào)警燈HL4 Y11</p><p>　　余氯儀高濃度檢測(cè)B10 X12 高濃度檢測(cè)報(bào)警燈HL5 Y12</p><p>　　停止開(kāi)關(guān)SB2 X13 除鹽系統(tǒng)排水閥KM7 Y13<

46、/p><p>　　手動(dòng)格柵池進(jìn)水電機(jī)SB2 X14 手動(dòng)格柵池進(jìn)水電機(jī)KM8 Y14</p><p>　　手動(dòng)調(diào)節(jié)池進(jìn)水電機(jī)SB3 X15 手動(dòng)調(diào)節(jié)池進(jìn)水電機(jī)KM9 Y15</p><p>　　手動(dòng)反應(yīng)池進(jìn)水電機(jī)SB4 X16 手動(dòng)反應(yīng)池進(jìn)水電機(jī)KM10 Y16</p><

47、;p>　　手動(dòng)空壓機(jī)SB5 X17 手動(dòng)空壓機(jī)KM11 Y17</p><p>　　手動(dòng)排污泵SB6 X20 手動(dòng)排污泵KM12 Y20</p><p>　　手動(dòng)反應(yīng)池排水電機(jī)SB7 X21 手動(dòng)反應(yīng)池排水電機(jī)KM13 Y21</p>

48、;<p>　　手動(dòng)除鹽池排水電機(jī)SB8 X22 手動(dòng)除鹽池排水電機(jī)KM14 Y22</p><p>　　2.4 I/O設(shè)備確定及PLC的選型</p><p>　　2.4.1 I/O設(shè)備確定 </p><p>　　可編程控制器（PLC） 三菱 FX2N-48mr</p><p>

49、;　　電機(jī)（水泵） 江林泵業(yè) WQ型 </p><p>　　液位變送器 西安力敏 ND-21</p><p>　　余氯儀 諾博科技 NSC100</p><p>　　數(shù)字顯示儀表

50、 力敏 LXMT600</p><p>　　污泥泵 藍(lán)升 ZW排污泵</p><p>　　2.4.2 PLC的選型</p><p>　　本系統(tǒng)一共需要24個(gè)輸入/出點(diǎn)，設(shè)計(jì)中用到的是三菱公司出產(chǎn)的FX2N系列中的FX2N-48MR型號(hào)。FX2N系列是三菱PLC是FX家族中比較先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展

51、大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力，F(xiàn)X2N高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置.除輸入出16～25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 </p><p>　　2.5系統(tǒng)軟件的介紹</p><p>　　本次編程用的是三菱的編程軟件G

52、X Developer 8，本軟件有以下特點(diǎn)。</p><p>　　1. 軟件的共通化GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。 此外，選擇FX系列的情況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。</p><p>　　2. 利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升

53、能夠?qū)xcel,Word等作成的說(shuō)明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。 </p><p>　　3. 程序的標(biāo)準(zhǔn)化 (1) 標(biāo)號(hào)編程 用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來(lái)使用。 (2) 功能塊（以下，略稱(chēng)作FB） FB是以提高順序程序的開(kāi)發(fā)效率為目的而開(kāi)發(fā)的一種功能。把開(kāi)發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零

54、件化，使得順序程序的開(kāi)發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。 (3) 宏 只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡(jiǎn)單的命令就能夠讀出登錄過(guò)的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。 </p><p>　　4. 能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接 由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。 </p><p

55、>　　5. 能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接 (1) 經(jīng)由串行通訊口 (2) 經(jīng)由USB (3) 經(jīng)由MELSECNET/10(H)計(jì)算機(jī)插板 (4) 經(jīng)由MELSECNET(Ⅱ)計(jì)算機(jī)插板 (5) 經(jīng)由CC-Link計(jì)算機(jī)插板 (6) 經(jīng)由Ethernet計(jì)算機(jī)插板 (7) 經(jīng)由CPU計(jì)算機(jī)插板 (8) 經(jīng)由AF計(jì)算機(jī)插板。</p><p>　　6. 豐富的調(diào)試功能 (1) 由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試

56、功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。 (a) 沒(méi)有必要再和可編程控制器連接。 (b) 沒(méi)有必要制作條使用的順序程序。 (2) 在幫助中有CPU錯(cuò)誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。(3) 數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。</p><p>　　程序仿真時(shí)用的是三菱編

57、程軟件的配套軟件，Gx simulator6。</p><p>　　仿真軟件的功能就是將編寫(xiě)好的程序在電腦中虛擬運(yùn)行， 其實(shí)這個(gè)仿真軟件相當(dāng)于編程軟件的一個(gè)插件。</p><p>　　第三章 PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1系統(tǒng)I/O接線圖</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)程序流程</b></p&g

58、t;<p>　　3.3系統(tǒng)梯形圖3-3</p><p>　　3.4系統(tǒng)程序仿真圖及系統(tǒng)說(shuō)明</p><p>　　當(dāng)X000閉合時(shí)，輔助繼電器M0接通，檢測(cè)液位，格柵池低液位時(shí)X001接通，格柵池進(jìn)水電機(jī)Y000運(yùn)行，格柵池進(jìn)水。</p><p>　　當(dāng)格柵池液位到高液位時(shí)X002接通，高液位報(bào)警燈Y001接通，第三步中的Y001斷開(kāi)，格柵池停止進(jìn)水。&

59、lt;/p><p>　　調(diào)節(jié)池中低液位X003時(shí)，調(diào)節(jié)池進(jìn)水電磁閥Y003接通，調(diào)節(jié)池進(jìn)水。</p><p>　　調(diào)節(jié)池高位時(shí)高液位檢測(cè)計(jì)X004接通，高液位報(bào)警燈Y002接通，第10步中的Y002斷開(kāi)，調(diào)節(jié)池停止進(jìn)水。</p><p>　　輔助繼電器M0接通時(shí)，輔助繼電器M1也接通。</p><p>　　M1接通，定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)液位沒(méi)有

60、超過(guò)高液位警戒時(shí)，反應(yīng)池的進(jìn)水電磁閥開(kāi)始進(jìn)水。</p><p>　　當(dāng)T1計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，第19步中的T1關(guān)斷，反應(yīng)池停止進(jìn)水，T2開(kāi)始計(jì)時(shí)，在T2計(jì)時(shí)的時(shí)間段中，空壓機(jī)Y006運(yùn)行，向反應(yīng)池中充氣，進(jìn)行曝氣。</p><p>　　當(dāng)T2計(jì)時(shí)結(jié)束后，第27步中的T2關(guān)斷，空壓機(jī)Y006停止向反應(yīng)池中充氣，同時(shí)T3開(kāi)始計(jì)時(shí)，在這T3的時(shí)段中排污泵Y007運(yùn)行，排出污泥。</p>&

61、lt;p>　　當(dāng)T3計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，第34步中的T3關(guān)斷，排污泵Y007停止，同時(shí)T4開(kāi)始計(jì)時(shí)，在這時(shí)段中，排水電池閥Y010開(kāi)始運(yùn)行，反應(yīng)池排水。</p><p>　　當(dāng)T4計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，由第50步，進(jìn)行重置各定時(shí)器。反應(yīng)池重新運(yùn)行。</p><p>　　當(dāng)反應(yīng)池中的液位到達(dá)高液位時(shí)，X006接通，Y005高位報(bào)警接通，第19步中的Y005關(guān)斷，Y004關(guān)斷，反應(yīng)池停止進(jìn)水。</p

62、><p>　　當(dāng)反應(yīng)池的液位到達(dá)低液位時(shí)X005接通，輔助繼電器M2接通，第41步中的M2關(guān)斷，排水電池閥Y010關(guān)斷，反應(yīng)池停止排水。</p><p>　　當(dāng)除鹽池中的液位到達(dá)高液位時(shí)，X010接通，高位報(bào)警Y011接通，第41步中的Y011關(guān)斷，反應(yīng)池停止排水。T4仍然進(jìn)行計(jì)時(shí)，給工人以處理的時(shí)間。</p><p>　　當(dāng)除鹽池中余氯儀檢測(cè)污水中鹽濃度低時(shí)，X011

63、接通，排水電磁閥Y013接通，除鹽池開(kāi)始排水。</p><p>　　當(dāng)除鹽池檢測(cè)到污水中鹽濃度為高時(shí)，X012接通，Y012高濃度報(bào)警接通，第68步中的Y012關(guān)斷，排水電磁閥Y013關(guān)斷，除鹽池停止排水。</p><p>　　當(dāng)控制柜上手動(dòng)按下格柵池電機(jī)按鈕X014時(shí)，自動(dòng)程序中的格柵池進(jìn)水電機(jī)Y000關(guān)斷，啟動(dòng)手動(dòng)格柵池進(jìn)水電機(jī)。</p><p>　　當(dāng)控制柜上

64、手動(dòng)按下調(diào)節(jié)池進(jìn)水電機(jī)按鈕X015時(shí)，自動(dòng)程序中的調(diào)節(jié)池進(jìn)水電機(jī)Y003關(guān)斷，啟動(dòng)手動(dòng)調(diào)節(jié)池進(jìn)水電機(jī)。</p><p>　　當(dāng)控制柜上手動(dòng)按下反應(yīng)池進(jìn)水電機(jī)按鈕X016時(shí)，自動(dòng)程序中的反應(yīng)池進(jìn)水電機(jī)Y004關(guān)斷，啟動(dòng)手動(dòng)反應(yīng)池進(jìn)水電機(jī)。</p><p>　　當(dāng)控制柜上按下空壓機(jī)按鈕時(shí)，啟動(dòng)手動(dòng)空壓機(jī)。</p><p>　　當(dāng)控制柜上按下排污按鈕時(shí)，啟動(dòng)手動(dòng)排污泵。&

65、lt;/p><p>　　當(dāng)控制柜上按下排水按鈕時(shí)，啟動(dòng)手動(dòng)排水泵。</p><p>　　當(dāng)按下控制柜上除鹽池排水按鈕時(shí)，啟動(dòng)手動(dòng)除鹽池排水泵。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本系統(tǒng)與傳統(tǒng)污水工藝PLC控制相比，具有功能齊全、高度智能化、運(yùn)行可靠、投資節(jié)省、見(jiàn)效快等特點(diǎn)。對(duì)城市生態(tài)環(huán)境、水資源

66、、城市環(huán)境及旅游業(yè)等，都起到了極大的推動(dòng)作用。通過(guò)在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，基本上完成了對(duì)PLC工業(yè)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在這個(gè)過(guò)程中，使我學(xué)到了很多知識(shí)，積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了自己的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。進(jìn)一步加深了解了PLC在實(shí)踐當(dāng)中的應(yīng)用。熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了整個(gè)系統(tǒng)的模擬調(diào)試，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的不斷修改和調(diào)試，基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。對(duì)三菱PLC的特點(diǎn)有了進(jìn)一步的了解，污水處理系統(tǒng)采用了

67、三菱系列PLC的特點(diǎn)，對(duì)一些開(kāi)關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)等一些模擬量進(jìn)行控制，在工藝上實(shí)現(xiàn)了PLC的強(qiáng)大的功能，從而解決了污水處理的實(shí)際問(wèn)題。</p><p>　　這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后無(wú)論是在今后的工作中、生活中還是學(xué)習(xí)中都

68、將激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，感謝我的指導(dǎo)老師郭德龍老師，在這短時(shí)間里他給了我很多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，并且教會(huì)了我很多不懂的知識(shí)。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍。他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。這篇論文的每個(gè)細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)您的細(xì)心指導(dǎo)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西。</p