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，效率普遍低于世界标准，而且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。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。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。
本系统设计的污水处理采用O
A/2处理工艺，整个监控系统分为三部分:现场数据采集部分，完成数据采集功能；现场控制单元，分现场控制柜和PLC站，现场控制柜主要完成手动控制，PLC站主要完成数据处理、自动控制及通讯功能；上位监控部分，主要监视现场各工艺流程运行状况并实施远程控制功能。
本系统以OMRON公司的PLC作为数据采集及控制单元，配合各种检测仪表和控制设备对污水的液位、流量、pH值、温度及溶解氧浓度等控制量进行数据采集。同时，按照控制要求对各个现场设备如粗细格栅、提升泵、鼓风机等进行相应控制。根据工艺流程和控制要求设立了3个分布站，各站通过以太网与上位机相连。上位机通过组态王和各站进行数据交换，从而实现集中控制。
关键词：污水处理，PLC，工艺流程
Abstract
At present, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, efficiency is generally lower than the world standard. And high cost, the quality of sewage treatment is unstable. In the sewage treatment system, the aeration process control, data communications and monitoring and management are the main issues that need to be resolved. So how to establish effective automatic control system to optimize the operating results, and reduces operating costs is of great significance.
The system of sewage treatment plant using the O
A/2 processing technology, the whole monitoring system is divided into three parts: the field data acquisition, to complete the data acquisition function; field control unit, divided into the control cabinet and PLC station, the control cabinet is mainly to complete the manual control, PLC station mainly completes the data processing, automatic control and communication; PC monitoring section, the main surveillance site the process operating conditions and the implementation of remote control function.
This system using OMRON PLC as the data collection and control unit, with a variety of instrumentation and control equipment for sewage liquid level, flow rate, pH value, temperature and dissolved oxygen concentration control data collection, at the same time, in accordance with the requirements of the control the field equipment such as thickness grille, lifting pump, blower and the corresponding control. The system according to the technical process and control requirements for the establishment of 3 distribution stations, each station through the Ethernet and the PC connected. PC is using Kingview to exchange data with each station, thus realizing the centralized control.
Keywords：Sewage treatment, PLC, process
目录
摘要.................................................................... I ABSTRACT................................................................ II 目录.................................................................. III 前言................................................................... VI 第一章绪论. (1)
1.1城市污水处理国内外发展现状 (1)
1.2课题研究的目的和意义 (2)
1.3本论文的主要工作 (2)
1.4本章小结 (3)
第二章城市污水处理的工艺流程 (3)
2.1污水处理指标 (3)
2.2污水处理的基本工艺方法 (5)
2.3本系统采用的工艺介绍 (6)
2.4本章小结 (7)
第三章城市污水处理控制系统方案设计 (8)
3.1设计原则 (8)
3.2设计思想 (8)
3.3系统构成 (8)
3.3.1系统结构图 (8)
3.3.2 各单元功能描述 (9)
3.4本章小结 (10)
第四章控制系统硬件设计 (11)
4.1仪表系统 (11)
4.1.1 仪表选型原则 (11)
4.1.2本系统主要仪表 (11)
4.2PLC1站设计 (12)
4.2.1粗格栅 (12)
4.2.2 提升泵房 (12)
4.2.3 细格栅 (13)
4.2.4 曝气沉砂池 (13)
4.2.5 控制柜设计 (14)
4.2.5.1 OMRON CJ1M介绍 (14)
4.2.5.2 PLC1站设计 (14)
4.2.5.3 PLC1站选型 (15)
4.3PLC2站设计 (16)
4.3.1 鼓风机电器控制原理 (16)
4.3.2 控制柜设计 (18)
4.3.2.1 PLC2站设计 (18)
4.3.2.2 PLC2站选型 (18)
4.4PLC3站设计 (18)
4.4.1 生化反应池 (19)
4.4.2 二沉池 (19)
4.4.3 污泥回流泵房 (19)
4.4.4 污泥贮池 (19)
4.4.5 控制柜设计 (20)
4.4.5.1 PLC3站设计 (20)
4.4.5.2 PLC3站选型 (20)
4.5本章小结 (21)
第五章控制系统软件设计 (23)
5.1PLC编程 (23)
5.1.1 编程软件 (23)
5.1.2 PLC编程 (23)
5.1.2.1 硬件组态 (23)
5.1.2.2 程序设计 (24)
5.2上位监控画面设计 (28)
5.2.1 图形界面设计 (28)
5.2.2 定义设备 (31)
5.2.3 定义变量 (32)
5.2.4 定义动画连接 (34)
5.2.5 建立上位机的曲线、报表和报警系统 (35)
5.2.6 其它设置 (38)
5.3系统调试 (41)
5.4本章小结 (41)
结论 (43)
前言
随着近年来经济飞速发展对人民的生活也带来了巨大的变化，但城市的基础设施
滞后于经济发展，特别是城市污水问题日益突出。为响应国家扩大内需的要求和解决
我国在污水处理自动控制系统起步较晚，污水处理效率低和成本高等方面的问题，研
究设计适合自己的污水处理系统，解决水污染的问题和水资源匮乏的问题。根据污水
处理工艺的不同，每种污水处理模式都有其适应性的问题，在不同的地方根据环境状
况选择不同的污水处理工艺非常重要。而本篇论文设计的污水处理自动监控系统采用A/2工艺，论文首先介绍了污水处理的工艺流程，各个部分的功能和控制要求，再O
以此画出控制流程图，进行网络的配置和连接，最后通过对系统的硬件选型和软件编
程和组态进行实现。
第一章绪论
水是生命的源泉，人离不开水。水一旦被污染，它对人类身体的危害、生态环境的破坏是显而易见的。而水污染问题已成为世界各国关注的问题。如今水污染对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大阻碍。据权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水全球至少造成2000 万人死亡。因此，水污染问题越来越被人类重视。
1.1城市污水处理国内外发展现状
随着人口的不断增加，经济的不断发展，人类不但消耗大量的水资源，而且还随意的乱砍滥伐和不合理的放牧以及向环境大量排入污染物，造成水资源环境明显恶化，使全球可利用的淡水日益减少，供需矛盾日益加剧。而供人类使用的淡水仅占地球上总水量的0.34％，目前世界60﹪的地区供水不足，许多国家用水紧张。自上个世纪以来，全世界淡水使用量增加了近8 倍。其中，城市生活用水增加了12 倍，工业用水增加了20 倍，且每年仍以5%左右的速度递增。全球目前有14％以上的水体约5000 立方千米受到污染，污染导致本来就紧缺的水资源量大减，供需矛盾更加严重。在亚洲有60%的地区缺水；在非洲连年干旱有85%的地区缺水，缺水已直接威胁到生存；美洲，欧洲出现用水紧张的现象，现今全球有80 多个国家正面临着水资源不足，俄罗斯、加拿大也受到威胁，16%的城市人口缺水，约12 亿人严重缺少饮用水，在发展中国家约有10 亿多人达不到安全用水[1]。
污水处理是经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。污水处理在发达国
家已有较成熟的经验。如。英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均已投资对因工
业革命和经济发展带来的水污染进行治理；日本、新加坡、美国、澳大利亚等国
家也对污水处理给予了较大的投资，特别是新加坡并没有走先污染后治理的道
路，而是采取经济与环境协调发展的政策。国外对污水的处理主要是通过建造污水处理厂。美国平均每1 万人拥有一座污水处理厂；瑞典和法国每5000 人有一座污水处理厂；英国和德国每7000~8000 人拥有一座污水处理厂。国外城市都在为污水处理普及率达到100%而努力，将推广低能耗高性能的污水处理工艺技术，提高水处理排放的标准，完善污水处理的有关政策。
我国的城市污水量正以每年6.5%的速度增大，然而由于资金、能源等方面原因的制约，城市污水处理率很低，我国在建国初期只有几个过去有国外租界留下来的城市污水处理厂，日处理量还不过万吨；解放后，城市污水处理厂有了较大的发展，特别是“六五”期间；截止1987 年底全国污水处理厂建成投产的已有78 座；至1990 年有污水处理厂的城市56个，省和直辖市增加到21个；1999 年全国建成污水处理厂389 座，处理率为29.65%。同发达国家相比，我国城市污水处理事业无论数量、规模、普及率还是自动化程度，都存在着较大的差距。
1.2课题研究的目的和意义
我国的人口多，城市多，企业多，所需的污水厂也多。而我国污水处理事业起步较晚，目前还处于发展阶段，国内大部分城市污水处理厂都是引进国外的设备和技术，虽然在污水处理上取得了一定的效果，但引进国外技术和设备存在以下问题：1．引进费用昂贵；2．维护费昂贵，维护不方便；3．不利于培养我国相关专业的工程技术人员。另外，我国经济发展水平还比较低，资金匮乏，投资力度不足等诸多因素，造成我国的污水处理技术处于较低的水平。为了改变我国污水处理技术现在，中央政府、有关职能部门和研究机构都倾注了较大的注意力，非常重视开展这方面的研究。
因此，对于我国这样一个污水严重、水资源短缺的国家，研制出一批能满足排放要求、处理效果好、运行费用低、自动化水平较高的污水处理控制系统对我国经济的发展具有重大的现实意义。
1.3本论文的主要工作
本课题应用先进的工业控制计算机、可编程控制器、工业自动化组态技术、电力电子控制技术以及网络通信技术等，结合污水处理厂的特点，设计出运行状态和参数能够自动检测和自动控制、具有自动故障应急处理能力并且具有网络通信能力的高性能、高可靠性的污水处理厂自动监控系统。本文的研究内容包括如下几个部分：l)了解污水处理工艺，分析各设备在污水处理厂的功能及控制要求，确定总体的控制方案。
2)自动控制系统控制柜的设计及各工艺控制流程图和程序的开发;
3)上位机监控软件的开发;上位机的人机界面采用北京亚控公司的组态王 6.55
开发，通过不同协议分别与西门子PLC、欧姆龙PLC进行数据通讯，完成数据采集、处理、监督及控制功能。
1.4本章小结
本章主要介绍了城市污水处理国外的发展现状，分析了本课题研究的意义，以及介绍了本论文该做的主要工作。
第二章城市污水处理的工艺流程
2.1 污水处理指标
城市污水的主要来源：①生活污水：日常生活中用过并被生活废料所污染的水，
包括：卫生间、厨房、洗衣房，其他还包括公共场所、机关、学校、医院、餐饮业以及工厂中的各种生活用水②工业废水：工业生产过程中排放的水，主要夹带了生产过程中所用的原料，反应的中间体，产物等。③降水。
为了检测污水处理系统的处理效果，国家规定了许多水质指标。水质指标主要包括：温度、色度、浑浊度、溶解性固体和悬浮性固体（SS）、生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总需氧量（TOD）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮、有毒有害有机污染物、细菌总数、总大肠杆菌数、pH值等。下面主要介绍几个常用指标[2]。
1.生化需氧量(BOD)
生化需氧量(BOD)，是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，是目前城市污水和大多数有机废水广泛采用的污染指标。它说明水中有机物因微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，单位为mg/L。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。污水耗氧速度一般在开始时最快，5天内能降低BOD68%左右，因此目前实际应用中常规定，将污水在20℃温度下培养5天，作为BOD检验的标准，在此条件下测得的结果称作5日生化需氧量，记作。一般要求经过污水处理后的废水，其BOD必须小于或等于40mg/L。2.化学需氧量(COD)
化学需氧量(COD)，是指在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为二氧化碳和水所消耗的氧量，单位为m留L。与BOD相比，COD能在较短时间内，较精确地测出废水中耗氧物质的含量，而不受水质的限制，但它不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。在城市污水处理分析中，常用BOD/COD的比值来分析污水的可生化性。可生化性好的污水BOD/COD≥ 0.3。
3.悬浮固体(SS)
悬浮固体是水中未溶解的非胶态的固体物质，在条件适宜时可以沉淀。悬浮
固体可分为有机性和无机性两大类，反映污水汇入水体后将发生的淤积情况，其
含量的单位为mg/L。
4.PH值
酸度和碱度是污水的重要污染指标，用pH值来表示。一般生活污水呈中性或弱碱性，工业污水多呈强酸或强碱性。一般污水的pH值均在6.5-9，当pH<6或者pH>9都会影响生物处理，并对混凝上和金属有腐蚀作用，这时需要进行污水预处理并对处理设备进行防腐蚀处理。
5.温度
废水温度过高而引起的危害叫做热污染，废水温度过高，使水体溶解氧浓度降低，相应含氧量随之减少，另一方面，水温升高会导致生物耗氧速度加快，促使水中溶解氧更快耗尽，水质恶化。因此必须控制废水温度，一般废水温度控制在35℃以内。
2.2 污水处理的基本工艺方法
现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类[3]。如下图2-1所示。
一级处理，又称物理处理。主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，可去除50%的悬浮物，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。
二级处理，又称生化处理。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质)，去除率可达90%以上，污水中BOD值可降至20-30mg/L，使有机污染物达到排放标准。
三级处理，又称深度处理。进一步处理难降解的有机物，氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。
处理后雨水排入水体
/自然死亡能达
图2-1 污水的三级处理
2.3 本系统采用的工艺介绍
本文设计的污水处理系统采用O
A/2工艺是20
A/2 (厌氧-缺氧-好氧) 工艺，O
世纪70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的[4]，它具有同步脱氮除磷功能。由于将脱氮除磷统一在一个系统中，所以简化了污水处理的操作，又增加了处理工艺的功能。该工艺为污水回用和资源化开辟了新的途径，具有良好的环境效益和经济效益。它是生物脱氮除磷工艺中应用较多的一种方法。其总体工艺流程图如图2-2所示。
污水处理流程：污水进入厂区,先通过进水井（让厂能处理的污水进入厂区进行处理）进入粗格栅（打捞较大的渣滓）到进水泵房（提升污水的高度）到细格栅（打捞较小的渣滓）到曝气沉沙池（在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，除泡以及加速污水中油类和浮渣的分离，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用）到生化池（采用O
A/2法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷）进入终沉池（排除剩余污泥和回流污泥）进入D型滤池（进一步减少SS，使出水达到国家一级标准）进入紫外线消毒（杀灭水中的大肠杆菌）然后出水。生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运。
图2-2 城市污水处理工艺流程图
2.4 本章小结
本章首先介绍了污水处理的主要指标，然后介绍了污水处理的基本工艺方法，最后对本系统采用工艺进行了介绍，阐述了整个工艺流程。
第三章城市污水处理控制系统方案设计
3.1 设计原则
污水处理控制系统的设计要结合我国国情，设计时按照以下原则进行：
(1) 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后的污水的排放水质达到有关排
放标准；
(2) 采用的系统应技术先进、运行可靠、操作维护管理简单；
(3) 在保证处理效果的前提下尽量降低工程投资和运行成本；
(4) 采用的系统必须是开放的，可扩展的。
3.2 设计思想
根据污水处理的工艺要求及现场环境，本系统主要采用了工业控制计算机(IPC)+可编程控制器(PLC)+现场检测仪表的监控模式。本控制系统通过现场检测仪表采集工艺参数，PLC作为主要现场控制单元，根据污水处理工艺流程读取现场仪表信号及各被控设备状态信号，同时将控制信号传至各控制设备。利用IPC作为上位机，进行复杂的数据处理。通过工业以太网将各控制站、中央控制室的工程师站相连，形成一个完整的通讯网络，实现监控。整个自动化监控系统完成数据采集、处理、监视及对现场设备进行控制的功能。
3.3 系统构成
3.3.1系统结构图
整个系统由中央控制室、各分布PLC控制站和现场仪表及电控柜构成三级
监控网络。系统结构如图3-1所示。
离心泵
图3-1系统结构图
3.3.2 各单元功能描述
一、中央控制级
中央控制级工业控制计算机构成，既能完成系统组态、调试及控制参数的在线修改和设置等，又能完成对整个污水处理厂的数据采集、监控，报表及打印等功能。
二、分布式控制站
监控系统共设PLC1-PLC3 三个分布控制站，现场PLC完成对各点信号的采集及控制。现场PLC站通过工业以太网与中央控制室的工控机连接。当控制模式选择置于“远程”位置时，操作人员将不能利用电气控制柜或电控箱上的启/停按钮对设备进行运行/停止操作，此时设备的控制权交给工业控制计算机控制，PLC将根据操作员站的控制指令，由PLC控制程序“自动”或“手动”控制设备的运行。
三、现场控制柜及仪表系统
各现场控制柜具有两部分功能，一是进行现场的手动操作，二是与各个PLC站连接，将各设备状态信号传送到PLC的相关采集模块。现场手动操作具有比分布控制站和中央控制室更高的优先权，只有将状态选择开关打到自动状态，远程控制程序才起作用。仪表系统用来连续测量污水处理厂工艺流程中的主要工艺参数，并将测量数据送入计算机数据采集及监控系统。整个污水厂的过程检测仪表分散设置于各个工艺处
理构筑物内及工艺管道上。
3.4 本章小结
本章首先介绍了本系统设计的原则和思想，主要说明了系统的构成及各个单元的功能，将整个设计思路解释清楚。
第四章控制系统硬件设计
要构成一个控制系统，首先应根据控制要求对硬件进行选型配置，然后通过网络把各部件连接起来，形成控制系统的框架。再通过软件编程、组太，从而形成一个能实现一定功能要求的系统。本系统的硬件设计包括仪表的选型、各PLC站的具体设计、中央监控室的设计及数据通讯网络的选择等。
4.1 仪表系统
4.1.1仪表选型原则
仪表选型应根据工艺装置的规模、工艺流程特点和操作要求等因素确定的控制方式进行，主要有以下几个原则[5]:
(1) 选用的仪表必须性能先进、运行稳定可靠；
(2) 量程选择应保证仪表长期工作在满量程的2/3左右。在满足工艺要求的前提下，
不必追求过高的测量精度，以节省投资；
(3) 仪表的防护等级应不低于IP65，在短时浸水场合，防护等级为IP67，在长期
浸水场合，防护等级为IP68；
(4) 仪表应便于安装、检修；
(5) 在同一工程项目中，仪表品种规格不宜过多，应力求统一。
4.1.2本系统主要仪表
根据控制要求，本系统主要选择以下仪表对参数进行检测:
4.2 PLC1站设计
PLC 1站主要负责粗格栅、提升泵、细格栅、曝气沉砂池等位置仪表的数据采集及设备控制。
4.2.1粗格栅
在粗格栅间共设有2个粗格栅，粗格栅的主要作用是除污水中大块漂浮物。粗格栅能够根据PLC程序或上位机设定的时间实现轮流自动启停。粗格栅的启停可由上位机直接远程控制机，也可以通过现场控制柜实现手动控制。
与粗格栅关联的设备螺旋压榨机负责将粗格栅过滤出的悬浮物脱水、粉碎。在控制时，为确保设备安全，应使粗格栅与螺旋压榨机联动，以防止螺旋压榨机空转。联动顺序为：螺旋压榨机、粗格栅，关机顺序相反。螺旋压榨机在粗格栅停止之再运行30-60s。螺旋压榨机故障时，粗格栅停止运行。
4.2.2 提升泵房
提升泵房水泵主要用来将粗格栅间流出的污水提升到细格栅间。在提升泵房，需要测量和控制的是四台提升泵的运行状态以及他们的启停。
四台提升泵三用一备，通过切换开关既可手动控制也可自动控制，自动控制过程大体如下:首先通过上位机设定超低、低、中低、中、中高、高、超高七个水位值，正常时只启用一台提升泵，即可使水位维持在中水位，当水位上涨到中高水位时则开一台停止时间最长的提升泵，若此时水位仍然继续上涨，则涨到高水位时再开一台提升泵，当上涨到超高水位时报警;若水位下降到中低水位时则关一台工作时间最长的提升泵，若水位持续降低，当到低水位时，则关另一台提升泵，当水位降至超低水位
时，停泵并报警。
4.2.3 细格栅
细格栅的目的在于拦截污水中的大量细小的漂浮物，为污水处理厂的各类设备提供更好的运行条件。对于细格栅的控制，可通过现场柜实现手动控制，也可对细格栅进行远程控制。细格栅的运行状态信号送至PLC站，以监视其行情况。细格栅也要和螺旋压榨机实现联动，以保证设备安全。
为检测细格栅前后水位差，在格栅前后安装压阻式液位计。变送器输出4-- 20mA电流信号，接入PLC站，然后送往中央控制室上位机监测显示。PLC可以根据细格栅前后液位差对细格栅进行自动启停控制。
4.2.4 曝气沉砂池
为检测污水的pH值和温度，在曝气池前安装了pH十温度计P53+6028P0，其输出4-20mA的模拟信号送入PLC，再送到中控室监视[6]。
沉砂池的作用是为了避免砂粒对处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入生化池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期;进入曝气池，在池底沉积，减少有效容积，有时还会堵塞微孔扩散器；大量砂粒进入浓缩池将可能堵塞排泥管路，使排泥泵过度磨损;砂粒进入带式压滤脱水机将大大损伤脱水机，并使滤布过度磨损。以上情况足以说明除砂对污水处理的重要性，也是城市污水收集系统杜绝砂粒进入污水管道的原因。
曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。通过调节曝气量，控制污水的旋流速度，可使除砂效率稳定。沉砂池内部有一台桥式吸砂机、两台吸砂泵和一台砂水分离器，其主要作用是将砂粒吸走，需要对其进行监测和控制。吸砂机和吸砂泵的启停，可由现场控制柜手动控制，也可以由中央控制室的上位机进行远程控制。吸砂泵与砂水分离器联动运行。联动顺序:砂水分离器一吸砂泵，关机顺序相反。
鼓风机给曝气池鼓风，鼓风机由PLC根据时间控制启停，自动轮换，运行时间均等。
4.2.5 控制柜设计
PLC柜是实现现场自动控制的核心。各PLC分布控制站主要负责采集现场各个传感器的信号，除了把信号转换后传给上位机，由上位机进行显示和控制外，还要根据控制要求对现场控制柜和执行机构做出相应的自动控制，所以各分站PLC不但具有中心控制的作用，而且起着数据中转站的作用。由此可见，对PLC的选型十分重要，PLC 选型主要考虑以下几方面：
1)CPU处理速度: CPU执行指令速度越快，扫描周期越短，实时性越好；
2)CPU存储器性能:存储器存放程序和数据，存储器容量要达到要求；
3)IO点数:IO点数要达到要求，并留有充分的备用点；
4)通信能力:通信速度和可扩展性也是一个重要指标。
4.2.
5.1 OMRON CJ1M介绍
本站的PLC采用OMRON公司CJ1M系列。OMRON公司是世界知名公司，中文资料充足、备品备件方便、技术服务方便、国内有生产维修能力，在国内外水处理行业有大量的成功业绩。为了满足控制性能的要求，PLC选型时充分考虑了可靠性、先进性、可扩充性。能够承受工业环境的要求，具有良好的抗酸性、抗腐蚀性，适应较宽的温度变化范围，选用的PLC设备的平均故障间隔时间(MTBF)均满足系统稳定可靠运行要求。PLC系统结构简单、使用方便、程序编制方法简单易学。
4.2.
5.2 PLC1站设计
现场PLC1站具体实现功能为:
l)监视粗格栅、螺旋压榨机及前后启闭机的运行状态，控制粗格栅及启闭机的启停；
2)监视进水CON值；
3)监测提升泵房液位和提升泵的运行状态，并对提升泵进行控制；
4)对细格栅、螺旋压榨机及启闭机运行状态进行监控；
5)监测细格栅出水流量及污水pH值和温度；
6)对曝气池两个闸门、桥式吸砂机、吸砂泵、砂水分离器运行状态进行监视和控制；
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕 业 设 计 说 明 书 题目： 基于PLC 的污水处理系统的设计 SJ005-1
常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书二级学院：电子信息与电气工程学院 专业：自动化班级： 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 评阅教师：职称： 2013年9 月
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。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。本系统设计了格栅池，调节池，反应池和除盐池，通过除盐池的最后的浓度检测保证了污水的盐浓度的达标排放。 然而本系统也存在一定的缺陷，整个系统的设计偏于简单，最后对于污水中的微生物的排放也没有详细的检测。这就需要在以后的设计中不断改善。 关键词：污水处理； PLC；工艺流程
Abstract Currently, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world standards. China is relatively backward automatic control system of sewage treatment, sewage treatment and the high cost of wastewater treatment plant discharge of the treated effluent quality is unstable, so how to establish an effective automatic control system to optimize operating results, reduce operating costs, has important significance. This article describes the basic process of sewage treatment plants and processes, and through the research and design of a PLC-based control of sewage treatment systems. The article first introduces the PLC-based control system for wastewater treatment technology and related processes, control system hardware architecture and design, operating principles and design of the basic principles of PLC control system and steps to illustrate PLC in the application of the sewage treatment process. The system was designed grille pool, regulation pool, in addition to the reaction tank and Yanchi, Yanchi through except final concentration detection ensures the salt concentration of sewage discharge standards. However, the present system, there are some flaws, overall system design are somewhat simpler, and finally for the microorganisms in wastewater discharge there was no detailed testing. This requires continuous improvement in the design of the future. Keywords: sewage treatment; PLC; process
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 可编程控制器课程设计 小型污水处理控制系统 学院：电气信息工程 班级：农业电气1101 姓名学号：马舒童 学号： 3110506015 指导教师：刁晓燕
目录 一、小型污水处理控制系统设计要求 1．技术要求 (1) 2．动力设备 (2) 3．设计要求 (2) 二、小型污水处理控制系统程序电路图 1. 程序流程图 (3) 2. 主电路设计 (4) 3. 交流控制电路设计 (4) 三、小型污水处理控制系统硬件软件设计 1. 可编程控制器控制电路设计 (5) 2. 输入输出口分配 (6) 3. 可编程控制器控制程序设计 (8) 4. 梯形图 (9) 5.出现问题及改进方式 (15) 6. 心得 (15) 四、参考文献
一、小型污水处理控制系统设计要求 1．技术要求 SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水进行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节约水资源的目的。 SBR废水处理系统方案要充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到设备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。废水处理过程中环境温度对菌群代谢产生的作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的影响。同时，SBR废水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复杂，采用先进的PLC控制技术可以提高SBR废水处理的效率，方便操作和使用。 SBR废水处理系统分别由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱以及水泵、罗茨风机、电动阀门和电磁阀等部分组成，在污水处理池、清水池、中水水箱中分别设置液位开关，用以检测水池与水箱中的水位。SBR废水处理系统示意图如图1所示。 图1 SBR废水处理系统示意图 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
东北大学秦皇岛分校控制工程学院自动控制系统课程设计基于PLC的污水处理系统设计 专业名称自动化 班级学号5090309 学生姓名李伟 指导教师高原 设计时间2013.7.8~2013.7.19
绪论 随着我国经济的快速发展，人民生活水平逐步提高，随之带来一系列的环境问题，特别是水环境的污染问题。我国政府对水污染的重视程度正在逐步提高，目前我国对大中城市的生活污水和工业污水己采取了一定的治理措旌，但中小城镇污水的处理情况不容乐观。全国许多小城镇没有污水处理设施，这不仅污染了当地水环境，影响了居民的身体健康，而且严重阻碍了经济的发展。为此，改善水环境，保护我国紧缺的水资源，成为刻不容缓的事情。 序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactors，简称SBR)符合中小城市(镇)污水处理的基本要求，其运行条件与中小城市(镇)污水的基本特征接近。SBR工艺集调节、初沉、曝气、二沉等过程于一池，按不同的时间顺序进行不同的操作，所有过程都在一个池体内进行，不需另建二沉池，也不需专用的回流污泥泵房，使水处理工艺简洁易行，构筑物占地少，布局紧凑合理，节省投资。SBR工艺抗冲击负荷能力较强，有较好的脱氮除磷效果，是一种先进的污水处理系统。SBR 工艺的这些优越性表现了其强大的生命力与广阔的应用前景。同时，SBR法本身也有一些缺点，主要表现为操作比较复杂，对自动化控制的要去较高。所以设计一套稳定可靠，节能，低成本的控制系统是十分必要的。 可编程控制器是专为工业环境下应用而设计，它采用可编制程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各类型的机械或生产过程。是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC 生产厂家约为200家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业领域都得到广泛的应用。随着微处理器技术和现代通信技术的发展，PLC也得到了迅速发展，其技术和产品日趋完善 将PLC应用于污水处理中大大提高了自动化程度，减少了人力投入，降低了成本。 1 系统主体设计 1.1 常用的工业污水处理工艺
电子技术课程设计报告题目： plc控制的污水系统 学生姓名：张晗 学生学号： 1314050341 年级： 13级 专业：电气工程及其自动化 班级：电气（3）班 指导教师：聂文燕 机械与电气工程学院制 2015年11月
PLC的污水控制系统的设计 学生：张晗 指导老师：聂文燕 机械与电气工程学院电气工程及其自动化 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
1工业污水处理控制系统总体介绍 1.1工业污水处理基本概念 城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水，往往都排入排水系统。这些污水除含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最后出路有三种：①排放水体；②灌溉田地；③重复使用。 污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。 好氧有机污染物的性质稳定，在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定的无机物。有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程实际中，采用以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧量（Bio-chemical Oxygen Demand, BOD）mg/L、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、总有机碳(Total Organic Carbon) mg/L、总需氧量(Total Oxygen Demand) mg/L。 虽然BOD 20 。能较精确地描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需20天。考虑到好氧分解速率一般在开始的几天最快，在20℃温度下，污水五日 生化需氧量(BOD 5)，约占BOD 20 的70%～80%，因此把BOD 5 作为衡量污染水的有机 物浓度指标。化学需氧量(COD)的特点是能够精确的表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，但它不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。 1.2本设计系统工业污水处理工艺及描述： 本工业污水处理工艺流程图如下图2-4所示：
目录 1 欧姆龙PLC通讯方式说明 (1) 1.1 驱动设备简介 (3) 1.2 PLC的接线 (3) 1.3 通讯参数的设置 (3) 1.4 驱动对各系列PLC的支持 (6) 1.5 FINS驱动简要介绍及与Host Link驱动对比 (6) 2 驱动的基本使用 (6) 2.1 欧姆龙驱动通讯协议和通讯方式 (6) 2.2 欧姆龙驱动通讯连接方式 (6) 2.3 欧姆龙构件驱动的添加 (6) 2.4 欧姆龙构件采集通道 (6) 2.5 欧姆龙构件内部属性设置 (8) 2.6 欧姆龙驱动设备命令 (11) 3 驱动通讯的典型应用方案 (15) 4 常见问题及解决方案 (16) 4.1 根据通讯状态返回值判断的问题 (16) 4.2 通讯连接不上问题 (17) 4.3 新旧型号PLC寄存器说明 (17) 4.4 欧姆龙PLC数据读取速度慢问题 (17) 前言
1欧姆龙PLC通讯方式说明 1.1驱动设备简介 本驱动构件用于MCGS软件通过HostLink串口读写欧姆龙PLC设备的各种寄存器的数据。 本驱动构件支持欧姆龙C、CV、CS/CJ、CP系列部分型号的PLC。具体见第3节 驱动类型串口子设备，须挂接在“通用串口父设备”下才能工作 通讯协议采用欧姆龙HostLink(C-Mode)协议 通讯方式一主一从、一主多从方式。驱动构件为主，设备为从。 1.2PLC的接线 通讯连接方式： <1>采用欧姆龙串口编程电缆与PLC的HostLink串口或RS232扩展串口通讯。通讯电缆 接线请参见 图1 <2>采用RS422方式与PLC的RS422扩展通讯板通讯, 通讯电缆接线请参见相应硬件连 接手册。 HostLink串口或RS232扩展口接线图： 图1 注： 1.通讯扩展板及部分型号的PLC引脚定义与此有所不同，具体请查看相应手册确认接线 方式，并参照其说明进行接线。 2.如果是自制电缆请注意，PLC RS232端并非标准RS232，4和5是短接的。 1.3通讯参数的设置 “通用串口父设备”通讯参数设置如下：
1 绪论 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。与此同时，在我国大部分城市和地区，本已极为有限的水资源还受到水质恶化和水生态系统破坏的严重威胁。由于80%以上的污水未经有效处理就直接投进水域，已造成我国1/3以上的河段受到污染，90%以上的城市水域严重污染，近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准。尤其伴随着城市化和工业化进程的加速，需水量和污染物排放量迅速增长，水危机不仅会长期存在，而且有迅速加剧的趋势。水资源短缺和水环境污染造成的水危机已经成为我国社会经济发展的重要制约因素。国外水环境恢复与再生的实践表明，污水深度处理与再利用是通向健康水循环的桥梁，推进污水深度处理和普及再生水，利用人类与自然兼容协调，创造良好水环境，促进人类可持续发展的重要举措。 1.1 选题的目的和意义 世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。 我国是一个严重缺水的国家，虽然我国年平均水资源总量为28000亿m2，居世界第六位，人均水资源量为2220m2，居世界第110位，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一。目前我国约300个城市缺水，其中严重缺水城市有50个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常需要，年缺水总量约为300亿～400亿立方米，因缺水造成的经济损失每年达2300亿元，超过洪涝灾害。水资源的匮乏和水资源的污染，已经严重影响了人民的日常生活，严重影响了我国的经济建设和发展。特别是我国北方城市，如、、等城市水资源更为短缺。根据国家十五发展纲要，十五期间各县市都要建立污水处理厂，如何保证处理过程的正常运行，减少运行成本成为环保部门、城建部门所关注的问题。目前国家治理污染的重点是“33211”工程，即“三河”(淮河、海河、辽河流域)、“三湖”(太湖、、滇池)、“两区”(酸雨控制区、二氧化硫控制区)、“一市”()、“一海”(渤海流域)[1]。我国城市污水处理的电耗为0.365kwh/m3、日本为0.304kwh/m3、美国为0.243kwh/m3，并且我们的工作人员还要比这些国家多，但是我国城市污水处理深度却远不如这些国家。造成这种结果的原因主要是：污
设计题目：基于PLC的污水处理系统设计 摘要 随着现代生产工艺的飞速发展，我国城市化进程的推动，中小城市(镇)数量的不断增多，由其带来的水污染问题日趋严重。序批式活性污泥法(简称SBR)符合中小城镇污水处理的基本要求，但必须实现自动控制，才能发挥其优势，使其具有更加广阔的应用前景。随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善,污水处理厂的自动化水平也相应提高。而PLC控制器以其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了污水处理厂自动控制系统的组成、功能及如何利用PLC实现自动控制。在污水处理中采用PLC控制系统改造后，提高了自动控制的可靠性,不仅减轻了工人的劳动强度,而且提高了污水处理厂的运行效率和运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。充分证明了自动化控制系统对提高生产率，无人值守或少人值守，提高安全性具有良好的效果。
目录
第一章绪论 国内污水处理行业的发展概况 近几年随着工业迅速，城市人口的逐渐增加，人们生活水平逐渐提高各种用水量亦随之增长。地球虽然有％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％，而且分布不均。 20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。 全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8升淡水；所有流经亚洲城市的河流均被污染；美国40％的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染；欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。20世纪，世界人口增加了两倍，而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机：12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施。 中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。 截至2005年底，全国661个设市城市中，已有383个城市建成污水处理厂792座，污水处理率由2000年的34％提高到52％，并形成了适合国情的污水处理技术路线和管理机制。其中，有135个城市的污水处理率已达到或接近70％，单厂处理规模达到每天100万立方米。 2007年，中国水污染治理投资达到亿元，比上年增加32%，占当年GDP的%。中国水环境质量总体保持稳定。2007年，共取缔一级水源保护区内排污口942个，停建二级水源保护区内可能造成污染的建设项目1294个，限期治理931个。 截至2010年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇（以下简称“城镇”）累计建成污水处理厂2631座，污水处理能力达到亿立方米/日；全国正在建设的城镇污水处理项目达1849个，总设计能力约4660万立方米/日。在全国设市城市中，已有593个城市建有污水处理厂，占设市城市总数的%；累计建成污水处理厂1623座，形成污水处理能力亿立方米/日；其中36个大中城市（直辖市、省会城市和计划单列市）建有污水处理厂376座，处理能力达4368万立方米/日。在县城及乡、镇中，全国已有933个县（含新疆生产建设兵团团级单位）建有污水处理厂，约占县城总数的%；县城及乡、镇建有污水处理厂1008座，处理能力达1826万立方米/日。 虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。 一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。 因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。中国将在“十一五”期间投资3000亿元以推
*********************************************** 读取D寄存器内容 @00FA08000020000000000FC00010182000000000173* 读取D0 @00FA00C000020000FC0000000001010000000132*D0 里面数值为1 @00FA08000020000000000FC00010182000000001073* 读取D0-D15 @00FA00C000020000FC0000000001010000000F000000010000000600000000000000 00000000003000000000000000000041* *********************************************** 写D寄存器内容 @00FA08000020000000000FC000102820000000001000171* 写D0值1 @00FA00C000020000FC000000000102000030* 返回值（固定）@00FA08000020000000000FC000102820001000001000273* 写D1值2 @00FA08000020000000000FC000102820002000001000371* 写D2值3 *********************************************** 读取W寄存器内 @00FA08000020000000000FC000101B100000000010A* 读取W0的数据@00FA00C000020000FC0000000001010000000132* @00FA00C000020000FC0000000001010000F8004D* @00FA08000020000000000FC000101B1000900000103* 读取W9 @00FA08000020000000000FC000101B1000F0000017C* 读取W15 @00FA08000020000000000FC000101B1000000000209* 读取W0和W1的数据@00FA00C000020000FC0000000001010000F80000004D* *********************************************** 写W寄存器内 @00FA00000000001023100000000010176* W0.00置ON @00FA00000000001023100000200010075* W0.02置OFF @00FA00000000001023100020200010176* W2.02置ON @00FA00400000000102000040* 返回值总结：蓝色为W的地址，红色为位地址，黑色为1值ON，为0值OFF *********************************************** 以下是自己用VB辨析的一个通讯试验软件
1．无协议通信 无协议通信是不使用固定协议，协议不经过数据转换，通过通信端口输入、输出指令，如txd、rxd指令，发送接收数据的功能。这种情况下，通过plc的系统设定将串行端口的串行通信模式设为无协议通信（串行端口1、2都可以）。通过该无协议通信，与带有rs-232端口或rs-422a/485 端口的通用外部设备，按照txd、rxd指令进行单方面发送接收数据。 例如，可进行来自条形码阅读器的数据输入以及向打印机的数据输出等简单的数据接收和发送。 无协议通信时发送接收的消息帧：开始代码和结束代码之间的数据用txd指令进行发送，或者将插入“开始代码”及“结束代码”之间的数据用rxd 指令进行接收。当按照txd指令发送时。将数据从i/o存储器中读取后发送。按照rxd指令接收时，仅将数据保仔到i/o存储器的指定区域。“开始/结束代码”均由plc系统设定来指定。1次txd指令或rxd指令可发送的信息的长度（不包括开始代码或结束代码）最大是256字节。 2．nt链接通信 cp1h在pt（可编程终端）及nt链接（1台链接多台的1:n模式）下可进行通信，但在nt链接（1：1模式）下不能进行通信。pt为nt31 /631（c）-v2系列触摸屏或ns系列触摸屏的情况下，可使用高速nt链接。 nt链接可以通过plc系统设定及pt本体上的系统菜单进行设定。 利用pt本体上的系统菜单进行设定时，可通过以下操作进行pt侧的设定。 （1）在pt本体的系统菜单内的存储切换菜单的【串行端口a】或【串行端口b】，选择【nt链接（1：n）】。 （2）按【设定】按钮，将【通信速度】设定为【高速】。 3.上位链接通信 上位链接包括两个方面，即从上位计算机到plc和plc到上位计算机。在前者中，对于cpu单元，从上位计算机发布上位链接指令（c模式指令）或fins 指令，进行plc的i/o存储器的读写、动作模式的变更及强制置位/复位等各种控制。在后者中，对于上位计算机，从cpu单元发出fins指令，发送数据和信息。在上位计算机中，监视plc内的运行结果数据、异常数据、指令数据或对plc指示生产计划数据信息。进行上位链接时，可以通过plc 系统设定将串行端口的串行通信模式设为上位链接通信（串行端口1、2都可以）。 4．串行plc链接通信
SBR污水处理系统说明书 一．工艺流程要求 SBR是活性污泥法的一种，其反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同，只是运行操作方式不尽相同。SBR与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置理想沉淀代替动态沉淀等嘲。整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的，但是通过多个单元组合调度后又是连续的，在运行上实现了有序和间歇操作相结合。SBR集调节、初沉、曝气、沉淀等过程于一池，按不同的时间顺序进行各种目的不同的操作，全部过程都在一个池体内周而复始地进行。不需设置二沉池及污泥回流设备。在该系统中，反应池在一定时间间隔内充满污水，以间歇处理方式运行，处理后混合液沉淀一段时间后，从池中排除上清液，沉淀的生物污泥则留于池内，用于再次与污水混合处理污水，这样依次反复运行，则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为进水、反应、沉淀、排水与闲置五个阶段运行。工艺流程图如下： 污水自动控制的四个阶段 1. 进水过程 进水过程包括污水从前池到泵房，泵房抽水想沉砂池计量槽而后进入反应池的这一过
程，进水泵通过液位行程开关实现间歇性的进水，排水池的液面达到最低液面时，由液面高位行程开关开启进水泵，当液面达到最高时，通过液面低位行程开关关闭进水泵。 而对于粗隔栅的前后，设液位行程开关，自动过程中开始启动粗隔栅机，定时20min；定时到，停止运行粗隔栅机2h；2h定时到，运行粗隔栅机20min，循环运行；检测液面，若超过，启动清污机；液面低于设定值时，停止清污。 而细隔栅机的流程和粗隔栅机的流程基本一致，详细过程见流程图。 2. SBR污水处理过程 SBR池完成间歇曝气，滗水，曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行对曝气机的自动控制，当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的效果，延长了处理时间，严重的可能导致处理失效，因此需要增加曝气机转速以增加溶氧量：当溶解氧值过高时，会导致微生物过氧化，降低了其活性，因此减小曝气机转速以减小供氧量，最终使SBR池中的溶氧量保持在一定的范围内。 3.排水过程 排水泵将滗水器排出的水通过液位行程开关实现间歇性的排水，排水池的液面达到最高液面时，由液面高位行程开关开启排水泵，当液面达到最低时，通过液面低位行程开关关闭排水泵。 4.排泥过程 排泥过程与排水过程类似，具体见其流程图。 二．控制系统的电路图 1.主电路接线图
基于PLC小型污水处理系统设计文献综述 何志香 （常熟理工学院，电气工程及其自动化） 1 引言 随着我国经济的快速发展，环境污染已成为我们不得不面对的问题，在国家提出“两型社会”的背景下，环境治理特别是污水处理更是我们的重中之重。尤其是我国水资源的短缺和污染现象严重，国家对水环境保护意识不断增强，对污水处理过程自动化程度要求不断提高，利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控是满足上述要求的最有效手段。如何有效地进行水资源的循环利用成为社会的一个重要问题。这样，污水处理系统就显得尤为重要。本次所做的项目的主要思想是将PLC做为一个控制单元，操作人员通过远程的计算机控制界面来对现场进行实时监控和实时污水处理操作。这里的计算机界面是通过组态王软件制作。 2 工艺 不同的污水处理对象，不同的污水处理环境，将需要有不同的污水处理工艺来处理。因此，在选择污水处理工艺的时候，必须要认真考虑当地污水的情况，以及实际的污水处理的环境。 2.1 污水处理工艺简介 目前，污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理。本课题研究的方向是对于小型单位的污水处理，比如小型工厂、学校等。而由于这些地方污水中有大量的有机物，这种污水成为生化污水，那么通过利用微生物的吸附、氧化和凤姐作用来降解污水中有机物的含量成为可以沉淀的污泥，从而是净化水质达到规定的排放标准。 2.2.2选择工艺流程 （1）污水进行粗略格栅 （2）进行小颗粒的格栅 （3）生物处理 （4）二次沉淀 （5）污泥处理 3 设计思路 3.1 控制硬件设计 污水处理站环境恶劣，操作和维护人员应在中控室完成对整个污水站监控，并根据现场状态及时维护。污水站控制系统由 PLC、变频器、压力传感器及上位机组成。本系统的控制核心为三菱FX2N系列PLC，硬件主要由电源、CPU、数字量输入输出、模拟量输入、通信单元等模块组成。控制系统主要完成数字、模拟信号采集，逻辑分析和控制，数字、模拟信号输出，数据通信控制等功能。变频器根据管网压力结合自带 PID 功能对电机进行调速，保持管网压力恒定。控制系统及污水处理状态采集到 PLC 中，通过组态王在工业计算机实时显示。 3.2 组态王控制 构造适应自己需要的数据采集系统。在本系统中，各工艺单元主要靠本地的PLC进行控制，这样即使在中央控制失效的时候系统也能自主运行。通过组态王采集现场的数据，可以将现场各设备的状态显示在工控机的屏幕上供值班人员监
基于PLC的污水处理系统设计 摘要 近年来，污水处理厂已成为各个城市最重要的基础设施之一。尤其是在中小城市，新建或扩建污水处理厂已成为当地政府改善人民生活水平的头等大事。随着自动化技术、计算机技术的不断发展，完善，污水处理厂的自动化控制水平也相应的提高。而PLC控制器以其技术的成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性价比高等一系列优点、在工业控制领域中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍污水处理厂自动控制系统的组成、功能、及如何利用PLC实现污水处理自动控制。系统采用层次化控制设计，分为管理层，监控层，与控制层。该系统还介绍了基于PLC的污水处理系统自控工程的实现以及在实施中可能遇到的若干问题和解决措施。该污水处理系统不仅减轻了工作人员的劳动强度与难度，而且提高了污水处理的运行效率和效益，实现了污水管理的科学性。 关键词：污水处理，PLC, 控制系统
ABSTRACT In recent years, sewage treatment plant has become one of the most important infrastructure of the cities. Especially in small and medium-sized cities, the newly built or expanded sewage treatment plant has become a top priority for local governments to improve the people's living standard. With the unceasing development of automation technology and computer technology, the level of automation of the sewage treatment plants also improve. And PLC controller have been applied more and more in a series of industrial control advantages with its technology maturity and universal performance, high reliability, flexible, convenient installation, high performance-to-price expansion This paper mainly introduces the sewage treatment plant in automatic control system composition, function and how to make use of PLC realize automatic control of the sewage treatment . The system use hierarchical control design, make up from management layer, monitoring layer and control layer. The system introduce the realization of automatic control engineering of sewage treatment system based on PLC and also refer to some problems encountered in system implementation and counter measures. The sewage treatment system not only reduce the intensity and difficulty of the workers, but also improve the operation efficiency and sewage treatment efficiency and achieve the sewage management scientific. Keywords:Sewage treatment, PLC, Control system
毕业设计（论文） 题目基于PLC的污水处理控制系统设计
武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 基于PLC的污水处理控制系统设计 设计（论文）主要内容： 1.查阅与本课题相关的国内外文献，掌握相关技术的发展动态。 2.熟悉PLC原理及其应用、传感检测技术。 3.掌握PLC编程方法、系统硬件集成技术。 4.熟悉AutoCAD绘图技术。 要求完成的主要任务: 1.按照时间安排及时完成外文翻译工作，英文文献不少于20000字符。 2.对城市污水处理做详细的需求分析，掌握污水处理工艺，提出污水处理系统的总体 方案。 3.设计污水处理系统的输入检测环节，进行PLC设备选型及其扩展。 4.设计控制系统操作与显示接口。 5.根据污水处理工艺过程，完成控制系统控制流程设计，并利用PLC编程软件实现， 要求手动与自动控制。 6.完成污水处理系统的电气硬件电路的绘制，图纸规范，并不少于三张。 7.根据武汉理工大学毕业设计工作管理办法，完成论文的撰写工作，制作演示PPT， 做好答辩准备工作。 必读参考资料： 1.程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.北京：电子工业出版社.2008(01) 2.张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用.北京：人民邮 电出版社.2007(06) 指导教师签名杨胤铎系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告
目录 摘要.................................................................................................................................................. I Abstract......................................................................................................................................... II 绪论. (1) 1 系统总体方案设计 (3) 1.1 系统主要组成部分 (3) 1.2 系统工作原理 (4) 2 系统硬件设计 (5) 2.1 PLC的I/O配置 (5) 2.1.1 数字量输入输出部分 (6) 2.1.2 模拟量输入输出部分 (7) 2.2 设备和器件的选型 (7) 2.3 硬件电路 (10) 2.3.1 主电路 (11) 2.3.2 PLC及扩展 (11) 2.3.3 PLC输入回路 (12) 2.3.4 PLC输出回路 (12) 3 系统软件设计 (13) 3.1 系统控制信号 (14) 3.1.1 输入信号 (14) 3.1.2 输出信号 (15) 3.2 系统总体控制 (15) 3.3 系统手动控制 (15) 3.4 系统自动控制 (16) 3.4.1 粗格栅系统 (17) 3.4.2 细格栅系统 (18) 3.4.3 潜水泵系统 (19) 3.4.4 曝气系统 (20)
PLC通讯报文解释 一、规则 （1）下行和上行报文分别用“发：”和“收：”区别开来。在颜色上也不同，发为绿色，收为蓝色。报文不论对错，只要是从串口和得到的数据都会显示出来。所以有时可以直接根据报文显示的情况发现一些问题。具体见第二大条。 （2）报头和报尾：所有完整报文帧的报头一定以字符“@”开始，最后以“*”和一个回车符（界面上是不可见的，但如果用鼠标左键选中报文尾部，是可以看到此字符确实存在且能够被选择，只是无法显示出来）结束。如果没有这两个明显的字符，此帧是无效帧，不会参与处理。 （3）PLC回应信息符（也就是指编程手册中的结束码）：一共用两个字符来表示，这是对当前通讯状态的一个比较重要的指示，表示了本次问答的PLC与后台间数据的交换是否正常。具体各数值的意义见第二大条。本PLC回应信息符位于回答帧的第六和第七两个字符。如正常回答时，前面一部分报文会是：@01RD00 0000……。PLC回复的回应信息符就是这里的字符D后面紧跟的那两个字符。这里00是表示正常回应，如果FCS校验也正确的话，那么一切都OK，可以对本帧数据进行处理了。注意，如果是某些遥控或者强制等WR命令时，PLC回复的回应信息符就是字符R后面紧跟的那两个字符了。非00表示出错了。（4）协议是遵守MODBUS协议的。所以如果对MODBUS协议有一定了解的话，本报文是很容易看懂的。无论上行还是下行报文，帧格式都为： 报头（即@）+ 机号+ 命令+ 起始地址+ 长度+ FCS校验+ 报尾（即*+回车符） 参考报文： 发：@01RD0020001155* 收：@01RD00 0001 300E 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 55* 报头和报尾不再赘述。 机号：一号机为01，二号机为02，为PLC设置里面下传时设定，需对应起来。 命令：常用到的是读命令RD和写命令WR、WD。以前的另一种PLC型号出现过扩展区E 区，所以对应还有RE，WE等命令。 起始地址：表示本帧的读或者写操作的对象区域开始处。与PLC程序里面的内存区完全对应。如协议中规定在PLC里面放置当前水机事故个数到D0020里面。那么上面例子中的RD0020….就会对从D0020这个寄存器开始读起。返回报文的第一个字就是D0020，也就是当前的事故条数了。 长度：要进行读或者写操作区域的长度。 FCS校验：PLC硬件自动响应上传报文及自动计算和校验FCS校验码，不用PLC程序进行额外的编写。 报文中各字符在程序中体现的数据含义的在参考说明书中的设置后，再结合看第三条的详细解释。 二、出错提示 （1）报文是乱码，可能原因是RS422的接线出错，请仔细检查。也可能是PLC的第四个通讯拨码没有拨（一般发货前会在一楼联调时拨好）。 （2）运行过程中，数据不来，或者事故不上传，遥测遥信数据不对等其它不正常情况。首先是要根据回应信息符来判断，如果回应信息帧正确（为00），那么就要查是不是PLC程序中出了问题了。不为00时，要根据下面的列表来解决问题了。
外文翻译 译文： Application of control system on the base of PLC in sewage treatment The paper introduces a distributed control system of sewage treatment, and the core of the system is PLC. The structure of the control system, the assignment and implementation of the tasks, the control scheme and the design concept of program are expounded. The way of central monitoring management and dispersing control is used by the control system; the long一distance control and monitoring of field equipment are uncharged of the upper computer; the software program of designs uses Intouch7. 0. The specific technology, equipment, the controlling of main parameter and several running data are uncharged of the PLC stations, and the software program of designs uses Concept 2. 2XL with online tracking and outline simulating. MB+ net is adopted by the communication between the upper computer and the PLC stations, with its simply building net, quickly running and stable communication. The automatic control of PLC has been successfully completed in sewage treatment, which has improved the operation efficiency and management level of sewage treatment equipment Introduced to take PLC as the distribute type control system of core in the wastewater treatment system of apply。Concretely described the structure, mission of the control system an allotment and carry out, the way of control and the thought of the program design.The way controled the concentration monitor of the system adoption a management and scattered a control, the place of honor machine be responsible for the spot the long range of the equipments control and surveillance, software adoption Intouch7. 0 draw up.The PLC native station is responsible for to the concrete craft, equipments and is mainly controled parameter to carry on control and collect various movement data, the program design adoption have on-line follow with off-line imitate the Concept of true function 2. 2 XL software.Place of honor machine and of the PLC adoption set the net be quickly simple and circulate speed, correspond by letter the stability strong MB+net.The whole control system successfully solved the PLC controls a problem in the automation within wastewater treatment and raised a wastewater treatment equipments to circulate an efficiency and manage level. Recently, for carrying out high quality, low consume, stable dependable movement.Domestic and international many wastewater treatment factorieses adopted a modern forerunner to control technique and calculator technique and constitute calculator direct, control thus, manage system.Make system excellent to turn movement.But the programmable logic controller(PLC) then take microprocessor as