基于plc的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(已修改)

　

【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：1. 查閱與本課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，掌握相關(guān)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。2. 熟悉PLC原理及其應(yīng)用、傳感檢測(cè)技術(shù)。3. 掌握PLC編程方法、系統(tǒng)硬件集成技術(shù)。4. 熟悉AutoCAD繪圖技術(shù)。要求完成的主要任務(wù):1. 按照時(shí)間安排及時(shí)完成外文翻譯工作，英文文獻(xiàn)不少于20000字符。2. 對(duì)城市污水處理做詳細(xì)的需求分析，掌握污水處理工藝，提出污水處理系統(tǒng)的總體方案。3. 設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)的輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行PLC設(shè)備選型及其擴(kuò)展。4. 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)操作與顯示接口。5. 根據(jù)污水處理工藝過(guò)程，完成控制系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì)，并利用PLC編程軟件實(shí)現(xiàn)，要求手動(dòng)與自動(dòng)控制。6. 完成污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路的繪制，圖紙規(guī)范，并不少于三張。7. 根據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作管理辦法，完成論文的撰寫工作，制作演示PPT，做好答辯準(zhǔn)備工作。必讀參考資料：1. ：(01)2. 張運(yùn)剛,宋小春,：(06)指導(dǎo)教師簽名 楊胤鐸 系主任簽名 院長(zhǎng)簽名(章) 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）長(zhǎng)期以來(lái),在我國(guó)城市建設(shè)快速發(fā)展的過(guò)程中，由于對(duì)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重視不夠、投入不足，污水直接排入城市水系及相關(guān)流域,造成江河湖泊水質(zhì)和地下水污染,城市水環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，污水凈化就成為改善城鎮(zhèn)居民生活環(huán)境、提高人民健康水平的主要手段之一。為保證污水處理工藝可靠、順利實(shí)施，自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及控制技術(shù)的運(yùn)用要以可靠性為基礎(chǔ)，綜合考慮控制技術(shù)先進(jìn)性、可擴(kuò)展性，同時(shí)兼顧降低系統(tǒng)造價(jià)。在污水處理控制系統(tǒng)中，除了存在分布區(qū)域廣、設(shè)備分散、控制點(diǎn)多及控制信息復(fù)雜等要求外，同時(shí)具有控制輸入和輸出以開(kāi)關(guān)量參數(shù)居多，模擬量參數(shù)少的特點(diǎn)，而這些都是PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。原有的污水處理廠其控制部分采用傳統(tǒng)的繼電器控制，控制線路復(fù)雜，繼電器多，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，線路老化，頻繁出現(xiàn)控制故障。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，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。國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、日本、西歐等國(guó)，由于這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，并較早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。這些國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較早而且較快，環(huán)境問(wèn)題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)也得到了這些國(guó)家政府的重視，投入了大量的人力、物力進(jìn)行水處理的研究。這些國(guó)家在研究水處理新理論和工藝的同時(shí)，也重視污水處理自控系統(tǒng)的研究。這些國(guó)家先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動(dòng)化控制儀表。一些發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)幾十年的努力，污水處理率已經(jīng)達(dá)到80%90%，成功的解決了來(lái)自于城市和工業(yè)的水污染問(wèn)題。同時(shí)一些國(guó)家開(kāi)始重視污水的回收利用。其特點(diǎn)有：大量采用在線監(jiān)測(cè)的水質(zhì)分析儀表，對(duì)全廠的水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并有上位機(jī)記錄下來(lái)，提高了測(cè)量精度；生產(chǎn)過(guò)程中不同程度的采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動(dòng)的調(diào)整相應(yīng)的控制方式；大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備，并有效地利用社會(huì)資源，如電話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息等。目前,國(guó)產(chǎn)化污水處理設(shè)備具有品種不全,結(jié)構(gòu)不合理,技術(shù)水平比較低,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的特點(diǎn)。我國(guó)自主生產(chǎn)的設(shè)備在很大程度上是依托國(guó)外相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造,再經(jīng)過(guò)自我消化、研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐,逐步填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展壯大。不過(guò),我國(guó)污水處理設(shè)備會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)落后于其他國(guó)家,還有許多空白,很多設(shè)備還停留在仿制的水平上,對(duì)于其理論研究尚顯不足。因而,國(guó)產(chǎn)化設(shè)備將會(huì)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)在技術(shù)水平上處于劣勢(shì),特別是先進(jìn)設(shè)備的技術(shù)保密與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),其競(jìng)爭(zhēng)力將在未來(lái)市場(chǎng)中不斷接受考驗(yàn)。基本內(nèi)容和技術(shù)方案基本內(nèi)容：掌握多種污水處理工藝，并確定其中一種處理工藝，提出污水處理方案；設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)的輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行PLC設(shè)備選型及其擴(kuò)展；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)操作與顯示接口；設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制流程，并利用PLC編程軟件實(shí)現(xiàn)，要求手動(dòng)與自動(dòng)控制；繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路。細(xì)格柵、清污機(jī)清污機(jī)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)技術(shù)方案：本設(shè)計(jì)采用氧化溝處理工藝，主要包括：進(jìn)水系統(tǒng)、除砂系統(tǒng)、氧化溝系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)和污泥脫水系統(tǒng)。其工藝流程圖如下圖1所示。污水氧化溝反應(yīng)池沉砂池粗格柵潛水泵分離機(jī)潛水?dāng)嚢铏C(jī)污泥回流泵排泥灌刮泥機(jī)沉淀池離心式脫水機(jī)清水排出污泥脫水圖1 污水工藝流程圖如上圖所示，污水由進(jìn)水系統(tǒng)中的進(jìn)水管道和潛水泵通過(guò)粗格柵和清污機(jī)進(jìn)行初步排除大塊雜質(zhì)物體。在除砂系統(tǒng)中細(xì)格柵和清污機(jī)進(jìn)一步凈化污水中的細(xì)小顆粒物體，將污水中的細(xì)小沙粒濾除，并由分離機(jī)對(duì)沉砂池中的沙粒進(jìn)行排除后進(jìn)入氧化溝反應(yīng)池。在該氧化溝系統(tǒng)中進(jìn)行生化處理，分解污水中的有害物質(zhì)，此環(huán)節(jié)用到一些化學(xué)藥劑來(lái)加強(qiáng)處理效果。同時(shí)在該系統(tǒng)中設(shè)置有溶解氧儀超聲波檢測(cè)器，通過(guò)它對(duì)污水中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)其反饋到PLC的值來(lái)控制曝氣機(jī)變頻器的運(yùn)行，改變污水中溶解氧的含量。潛水?dāng)嚢铏C(jī)的作用是推進(jìn)水流，使氧化溝的污水和活性污泥處于劇烈攪拌充分混合接觸，使生化反應(yīng)更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。污泥回流泵根據(jù)污泥回流泵房?jī)?nèi)由液位傳感器檢測(cè)到液位，進(jìn)行運(yùn)行或停止，將剩余的污泥及使用過(guò)的污泥進(jìn)行處理。經(jīng)處理的污水進(jìn)入沉淀池中，在刮泥機(jī)的作用下進(jìn)行物理沉淀。污水經(jīng)沉淀池處理最后到達(dá)脫水環(huán)節(jié)，離心式脫水機(jī)作用下進(jìn)行脫水處理后排出清水。進(jìn)度安排第12周 及時(shí)完成外文翻譯工作，英文文獻(xiàn)不少于20000字符；第3周 對(duì)城市污水處理做詳細(xì)的需求分析，掌握污水處理工藝，提出污水處理系統(tǒng)的總體方案；第45周 學(xué)習(xí)PLC指令的編程，進(jìn)行PLC設(shè)備選型及其擴(kuò)展，并包括水泵、電機(jī)等型號(hào)的選定；第67周 設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)的輸入檢測(cè)環(huán)節(jié)，根據(jù)污水處理工藝過(guò)程，完成控制系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì)；第89周 根據(jù)系統(tǒng)控制流程及相關(guān)工藝，繪制程序流程圖，編寫程序，利用PLC編程軟件STEP 7Micro/WIN，得出梯形圖程序，要求手動(dòng)與自動(dòng)控制；第1011周 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)操作與顯示接口，利用MCGS軟件設(shè)計(jì)界面；第1213周 繪制污水處理系統(tǒng)的電氣硬件電路，圖紙規(guī)范，并不少于三張；第1415周 根據(jù)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作管理辦法，完成論文的撰寫工作，制作演示PPT，做好答辯準(zhǔn)備工作。指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要 IAbstract II緒論 11 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)主要組成部分 4 系統(tǒng)工作原理 52 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 PLC的I/O配置 7 數(shù)字量輸入輸出部分 7 模擬量輸入輸出部分 8 設(shè)備和器件的選型 9 硬件電路 12 主電路 13 PLC及擴(kuò)展 13 PLC輸入回路 14 PLC輸出回路 143 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16 系統(tǒng)控制信號(hào) 16 輸入信號(hào) 16 輸出信號(hào) 17 系統(tǒng)總體控制 17 系統(tǒng)手動(dòng)控制 17 系統(tǒng)自動(dòng)控制 18 粗格柵系統(tǒng) 19 細(xì)格柵系統(tǒng) 20 潛水泵系統(tǒng) 21 曝氣系統(tǒng) 22 污泥回流系統(tǒng) 23 污泥脫水系統(tǒng) 25 軟元件的定義 26 PLC梯形圖程序 28 PLC和變頻器通訊 294 系統(tǒng)的MCGS組態(tài) 31 軟件簡(jiǎn)介 31 系統(tǒng)組態(tài)界面設(shè)計(jì) 32 MCGS與PLC設(shè)備的連接控制 34結(jié)束語(yǔ) 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄 污水處理硬件連線圖 40武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要世界任何國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會(huì)推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民生活得到進(jìn)一步改善，但是也隨之帶來(lái)不同程序的環(huán)境污染。污水也是造成環(huán)境污染的來(lái)源之一。這個(gè)污染源的出現(xiàn)引起了世界各國(guó)政府的關(guān)注，治理水污染環(huán)境的課題被列入世界環(huán)保組織的工作日程。 本文詳細(xì)介紹了一種基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用的是氧化溝法污水處理工藝，氧化溝法是活性污泥法的一種變形，屬于低負(fù)荷、延時(shí)曝氣活性污泥法。文章首先介紹了本課題的目的和意義及國(guó)內(nèi)外污水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，污水處理控制系統(tǒng)的工藝及相關(guān)流程，控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、工作原理以及系統(tǒng)軟件PLC梯形圖程序編寫，來(lái)說(shuō)明PLC在污水處理過(guò)程中的應(yīng)用。先根據(jù)污水處理工藝要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電氣控制與自動(dòng)控制線路，主要包括設(shè)備的啟停、狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)、信號(hào)采集等，最后按照工藝要求設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，其中包括PLC的選型、系統(tǒng)資源配置以及PLC程序的編寫。 最后，本次設(shè)計(jì)還利用MCGS組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)反映污水處理工藝流程的顯示系統(tǒng)。關(guān)鍵詞： 污水處理 氧化溝法 PLCAbstractEconomic development of any country in the world, will promote social progress and to promote industrial and agricultural production capacity and further improve people39。s lives, but also will bring a different program of environmental pollution. Sewage also contributed to one of the sources of environmental pollution. Attracted the attention of the governments of the world39。s pollution sources, water pollution environmental topics to be included in the work schedule of the World Environmental Organization. This thesis describes a sewage treatment control system based on PLC. The system uses the oxidation ditch sewage treatment process, oxidation ditch is a deformation of the activated sludge process, a low load, extended aeration activated sludge process. The thesis first introduces the purpose and significance of this topic, the state of development of the automatic control system at home and abroad sewage treatment, sewage treatment process control system and related processes, the overall control system design, system hardware architecture and design, working principle and system software PLC ladder programming, to illustrate the application of PLC in the sewage treatment process. First design of electrical control and automatic control circuit according to the sewage treatment process requirements, including start and stop equipment, status signal fault signal, the signal acquisition, the final design of PLC control system in accordance with the process requirements, including the selection of the PLC, the system allocation of resources, as well as the preparation of the PLC program.Finally, this design use the MCGS configuration software, and designs a reflection of the disp