基于plc的污水處理系統設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 PLC 自動控制對污水進行處理的設計，論文的各章節安排如下： 飯均荽 第一章主要介紹污水處理的背景，指出國內外污水處理的發展情況，我國研發的污水處理系統還不太先進。還表明了本課題 需要的相關軟件 ，本設計需要 S7300 系列 PLC，軟件為 STEP7。 飯均荽 第二章主要介紹污水處理的相關內容，說明污水的分 類、污水所含成分以及最終流向，介紹了污水處理的工藝流程，介紹每個設備的功能。 飯均荽 第三章主要介紹了 PLC 的相關知識，介紹了 PLC 的工作原理、功能等， PLC 的功能強大、易于使用，介紹了 S7300 系列 PLC 和其各模塊的主要功能。 飯均荽 第四章先介紹 STEP7 軟件相關知識，說明如何使用 STEP7，然后介紹 STEP7 電源、CPU 等配置，根據設計的流程編寫主程序和各功能塊。 飯均荽 飯均荽 飯均荽 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 4 頁 飯均荽 2 污水處理系統相關介紹 飯均荽 污水處理系統相關介紹 飯均荽 污水分類 飯均荽 （ 1） 工業廢水： 制造行業和工廠生產在工作的過程中，水被 工業污染包括一些廢氣和固體廢物， 形成了工業廢水。工業廢水 一般都有污水處理站在工廠中 ， 只有達到了要求才能對廢水進行排放， 由于各廠的 污 水雜質類型、 污染物 含量都不相同 ， 所以 需要的處理方法也不太相同，這就要求工廠先進行一下處理 [4]。 飯均荽 （ 2） 生活污水： 水被廣泛的使用于人們生活中 ， 在洗漱 、 做飯 、 清潔等過程中 產生許多 污水，人們日常生活中污染比較小，所以生活污水有比較小的污染物濃度，在生活中包含油脂的污水占大多數， 有些污水中還有垃圾 、 渣土、果蔬皮和排泄物 等。 飯均荽 （ 3） 地表污 水：主要指地面 會有 農藥或者垃圾 ，雨水和雪水沿著地面流入 下水道的過程受到污染 ，也屬于一種需要被凈化的污水。 飯均荽 （ 4） 商業污水：在一些商業地區，例如商場 、 飯店 、 理發店等，都會產生一些廢水，這些水的 污染物濃度會比生活污水高一些，需要被集中起來并進行凈化處理。 飯均荽 污水直接排放的后果 飯均荽 （ 1） 富營養的植物：富營養主要指的是在水中水草和藻類等植物如果生長的過多對水也會產生污染， 產生的生活污水中包含了很多磷 、 氮等這些植物所需要的營養成分，如果污水直接排放到河中，這些營養成分被吸收，水中就會長滿了 這些植物，造成了水的污染，破壞了水質。 飯均荽 （ 2） 病原體的產生：家禽飼養場 、 醫院還有生活中所產生的污水會有很多病毒和細菌，如果這些污水沒有處理而直接排放會污染水源，其中會產生很多的致病菌，如果嚴重的話會產生傳染病，造成人們死亡，因此應該對這些污水嚴格的凈化，達到標準后再排放。 飯均荽 （ 3） 分解消耗氧氣：生活生產中產生的 油脂等碳水化合物如果直接排放到水中，它們在分解的過程中會需要氧氣，當它們過多的排放到水中，會消耗掉大量的氧氣，導致水中的動植物缺氧，而且這些物質分解后產生污染，對水造成了進一步的污染。 飯均荽 （ 4） 石油污染：油船 、 清洗油船的船只等未被處理進入水中會在水中殘留石油， 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 5 頁 飯均荽 石油會阻礙動植物呼吸，使它們死亡，造成水質的惡化。 飯均荽 （ 5） 溫度污染：工業廢水往往都會有很高的溫度，如果直接投入到河水中，會造成水溫升高，動植物生長都需要適當的溫度，溫度過高會造成水中動植物的死亡，而且水溫過高會加速 污染物的分解，對水質造成嚴重的污染。 飯均荽 污水凈化后流向 飯均荽 （ 1） 澆灌植物：污水經過處理后如果水中的各成分含量符合植物所需要求，則可以將處理后的水用于澆灌植物。 飯均荽 （ 2） 循環利用：城市中有很多需 要用水的地方，如清洗道路 、 樓房建筑等，生活污水的污染物含量較低，經過一系列的處理過后達到標準就可用于城市中。 飯均荽 （ 3） 直接排放：大部分污水最終都還會流入河中，但河水大都會給我們提供水源，因此在排放時應該嚴格的凈化處理，達到一定的標準后才可以排放，如果不凈化徹底會對水源造成嚴重污染。 飯均荽 水質指標分類 飯均荽 （ 1） 物理性指標：主要是指水質的 味 和 嗅 、 顏色 、 溫度以及固體含量。 污染成分之間的反應會生成味 和 嗅 ；膠狀或溶液一般會使污水的顏色發生變化，顏色的標準比較重要；溫度 很 高或 很 低都會 對 污水 產生不 同的作用 ，甚至會產生變化 [5]。 飯均荽 （ 2） 化學性指標： 飯均荽 無機物： PH 值 、 氯化物 、 硫化物以及總氮和總磷。污水的處理需要一個適當的 PH值范圍，當過高或過低都會對相關的反應造成影響；氯化物會腐蝕相關的裝置，未經處理排放會影響植物的生長； 重金屬離子一般會與硫化物進行反應生成沉淀物，造成水質的污染；總氮是含氮化合物總稱，無機磷和有機磷被總稱為總磷，這些成分會造成水中植物瘋長，魚類死亡，造成水質污染，因此含量不能超標。 飯均荽 有機物： 農藥 、 油脂 、 碳水化合物以及蛋白質。農藥的毒性比較大，處理分解不是很容易，很容 易堆積起來污染水源；碳水化合物成分比較簡單，分解比較容易，毒性比較小，不會對水源造成很大的污染； 氮元素主要是在蛋白質中產生，蛋白質越多氮就越多，對水的影響就越大 。 飯均荽 （ 3） 生物性指標：一般指的是細菌總數和大腸菌群指數 。各種菌群和病毒的總體為細菌總數，過高就表示水源被污染，水質沒有達標；人們生活會產生糞便，其中一般 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 6 頁 飯均荽 都會有病原菌和大腸菌，當水源被污染后，就會檢測出病原菌和大腸菌的存在。 飯均荽 污水處理的工藝流程 飯均荽 本設計使用 SBR 法除污，成本較低， 通過粗格柵除污機 、 細格柵除污機 、 SBR 池 、鼓風 機 、 潷水器 、 排泥電機 等對污水進行處理 [6]， 污水處理的 主要流程如圖 。 飯均荽 （ 1） 粗格柵除污機： 過濾出水中 較大的雜質，是對污水的第一步處理。 飯均荽 （ 2） 細格柵除污機：是對污水進行 更深層 的過濾，能 將 細小的雜質 排出去 。 飯均荽 （ 3） SBR 池： 在 SBR 池中主要進行曝氣 、 沉淀處理，當 SBR 池的進水量達到限定值時停止進水， 雜質的反應主要 通過 空氣閥門等 作用 。 飯均荽 （ 4） 鼓風機：主要作用于 SBR 池中的污水，和空氣閥門 、 攪拌電機 同時開啟，對污水進行曝氣處理。 鼓風機停止后污泥會通過重力沉淀下降到池底，分離了泥和水。 飯均荽 （ 5） 潷水器：將 SBR 池中的上清液緩慢的排出，通過活性炭的進一步除雜，最終進入儲水設備中。 飯均荽 （ 6） 排泥電機：主要指剩余污泥泵， 排泥電機在潷水器結束工作后開始工作，將污泥全部排到儲泥機中。 飯均荽 （ 7） 水泵： 它的主要作用是將污水提升并抽取到格柵除污機中 ，當水位過高時會發出報警信號 。 飯均荽 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 7 頁 飯均荽 飯均荽 圖 污水處理流程圖 飯均荽 飯均荽 污水 飯均荽 粗格柵除污機 飯均荽 水泵 1 飯均荽 飯均荽 飯均荽 細格柵除污機 飯均荽 水泵 2 飯均荽 飯均荽 飯均荽 污泥處理 飯均荽 儲泥機 飯均荽 排泥電機 飯均荽 SBR 池 飯均荽 鼓風機 飯均荽 儲水設備 飯均荽 活性炭 飯均荽 潷水器 飯均荽 攪拌電機 飯均荽 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 8 頁 飯均荽 3 PLC 系統控制功能 飯均荽 PLC 概述 飯均荽 PLC 介紹 飯均荽 PLC 是可編程 序控制器， Programmable Logic Controller 是其全稱。可編程序控制器是為了工業環境而設計的一種電子數字運算操作系統， 根據用戶的指令邏輯運算 、 算術運算 、 順序控制 、 計數和定時等都在存儲器中操作，其存儲器是可編程序的，其輸入和輸出主要依靠用戶指令的數字式和模擬式的轉換 并 對過程和裝置進行控制 [7]。 飯均荽 PLC 特點 飯均荽 （ 1） PLC 有很簡單的控制系統，不同的要求需要不同的系統，有的系統需要擴展，PLC 能夠通過很簡單的連接對模塊進行擴展；控制對象不同時，同一個 PLC 設備通過簡單的修改程序就能繼續使用，有很強的通用性。 飯均荽 （ 2） PLC 功能全面，在工業生產中有不同的需要， PLC 能應用于各行各業的控制系統，無論簡單還是復雜都能進行控制； PLC 系統 的 連接 不是很復雜 ， 節約了成本 。 飯均荽 （ 3） PLC 易于人們編程和使用，人們在用 PLC 之前都用傳統的繼電器，在使用 PLC時編程語言很多都是使用的之前的編程語言，會方便人們接受，有一定基礎的人都可以很容易的掌握。 飯均荽 （ 4） PLC 有很高的可靠性， PLC 的程序代替了連線和邏輯器件，電子存儲器應用于 PLC 的控制系統，提升了它的可靠性；工業生產一 般都有很多的干擾，例如溫度、濕度、電磁干擾或電壓波動等， PLC 有很強的診斷故障和抵抗干擾等能力，能實時的對系統進行監控，使其抗干擾能力比較強 [7]。 飯均荽 （ 5） PLC 很便于維護，可以通過程序和信號的變化對控制系統進行監控，當系統發現異常能通過控制程序很快的找到故障，提高了效率，減少了維護所需時間。 飯均荽 （ 6） PLC 能在很短的時間內進行設計、施工還有調試， PLC 主要用程序控制，不需要進行接線，在設計和調試的過程基本都是編制程序，很大程度的縮短了時間。 飯均荽 PLC 分類 飯均荽 PLC 可以按兩種 方式分類：按 I/O 點數容量分類 、 按結構形式分類 飯均荽 遼寧科技大學本科生畢業設計（論文） 第 9 頁 飯均荽 （ 1） 按 I/O 點數容量分類：可分為大 、 中 、 小 三種