基于PLC的污水处理监控系统毕业论文.doc
《基于PLC的污水处理监控系统毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PLC的污水处理监控系统毕业论文.doc(56页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、 基于PLC的污水处理监控系统 摘要我国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只要问题。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
2、。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制和自动控制线路,主要包括设备的起停、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;PLCSewage treatment monitoring system based on PLC AbstractOur country majority of wastewater treatment control system automation horizontal anti higher -low stability, manage not appr
3、opriate, the efficient is more widespreadly low than a world standard. The Pu gas process control in the wastewater treatment system, data telecommunication and supervision are the key problems that needs settle urgently. Chinese wastewater treatment from control system contra to fall behind, the wa
4、stewater treatment cost is high, the fluid matter instability of sewage of handling of sewage plant emissions super, so how create useful from control system, excellent effect for turning run-time, decrease running expense, have important meaning. This text introduced that basic craft and flow proce
5、ss of works wastewater treatment, and design a wastewater treatment system that control according to PLC though a search. The article introduced according to the craft and related flow process of PLC wastewater treatment control system first, control system hardware structure and design, operate pri
6、niple and design PLC control system.Keyword:Wastewater treatment; PLC 目录第1章 绪论 11.1选题的目的和意义 11.2当今国内外污水处理自动控制系统发展状况 2第2章 污水处理概论 32.1污水处理概述 32.2污水处理工艺技术的现状及发展 32.3污水处理工艺流程 42.4SBR污水处理工艺概述 5第3章 设计方案的确定 53.1PLC控制系统的设计分析 53.2污水处理PLC控制系统的设计分析 9第4章 硬件部分的设计 104.1PLC的选择 104.2硬件电路接线图 104.3SBR污水处理系统设备 10第5章 软
7、件部分的设计 125.1总体流程设计 125.2I/O分配表 195.3梯形图程序 20第6章 组态软件对现场状态监控的实现 206.1组态王6.53的特点 20 6.2S7-200系列PLC的网络通信协议 216.3数据交换存储区的定义 226.4组态软件与PLC的通信设置 226.5变量和数据的定义 286.6数据采集的实现 296.7污水处理控制系统监控程序 29第7章 调试和运行结果 30第8章 结束语 30谢辞 31参考文献 32附录A 外文翻译原文部分 33附录B 外文翻译译文部分 38附录C 主要源代码41附录D 硬件接线图48 第1章 绪论 水与人的生活息息相关,特别在现代社会
8、生活及生产中人们对水的需求量与日俱增。然而,水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为2400吨,为世界平均值的1/4,在全球149个国家(参与统计国家中),我国人均淡水资源位居110位,属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡,全国500多个城市缺水,其中多个严重缺水,北方地区缺水现象尤其严重,人均拥有淡水量仅有240吨。令人担忧的是淡水总量日益减少,用水成本不断升高,淡水的浪费非常严重。我国北方地区水资源的超采,己形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。 我国淡水资源不断减少,而且污染现象较为严重。随着社会的发展,水资源
9、已经成为影响工业发展的重要因素,现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。但是我国工业用水耗费高,重复利用水少,中水使用率不高,有关资料显示,我国的工业用水重复利用率平均为40%50%。目前全国城市污废水的处理率(达排放标准的)仅有10%左右,其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化,无疑是“雪上加霜”。据统计,由于水质污染,我国已有大约3亿人的饮水发生不安全现象,其中1.9亿人的饮水是超标水。气象学家预测,2100年全球变暖加剧,地表将有1/3的面积变为沙漠,那时,干旱将威
10、胁全球一半的大陆人类的生存。这些现象都是水污染产生的严重后果,因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。众多迹象表面,水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈,因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用,通过各种技术进一步提高供水质量,提高经济效益。并且工业污水处理过程中,经过厌氧和好氧处理,污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源,真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境保护的呼声越来越高,工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性,对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中,污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性,对工业污水处理的工
11、艺和控制方式提出了非常高的要求。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
12、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,如北京、天津、沈阳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、巢湖、滇池)、“两区”(酸雨控制区、二氧化硫控制区)、“一市”(北京)、“一海”(渤海流域)1。我国城市污水处理的电耗为0.365kwh/m、日本为0.304
13、kwh/m、美国为0.243kwh/m,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:污水处理厂管理水平低、自动化控制手段差。因此建设符合我国国情的污水处理自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会,保持我国经济高速发展具有重要意义。1.2当今国内外污水处理自动控制系统发展状况1.2.1国外污水处理自控系统发展状况国外的一些发达国家,如美国、日本、西欧等国,由于这些国家经济发达,并较早的实现了工业现代化。这些国家经济发展较早而且较快,环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来,同时也得到了这些国家政府的重视,投入
14、了大量的人力、物力,进行水处理的研究。这些国家在研究水处理新理论和工艺的同时,也重视污水处理自控系统的研究。这些国家先后投资研究高效型、智能型、集约型污水处理设备和自动化控制仪表。一些发达国家经过十几年的努力,污水处理率几经达到了80%90%,成功地解决了来自于城市和工业的点源污染问题。同时一些国家开始重视污水的回用,如以色列的污水回用率达到了90%。由于控制技术、网络通信技术以及现场总线技术的飞速发展,国外的污水厂很早便实现了污水厂的网络控制,如DCS、FCS系统。同时国外较早的将SCADA技术引入到了给水排水工程中,并取得了良好的经济效益和社会效益。国外同时注重水处理中PLC的开发,相继研
15、制出了一些智能、稳定、小巧的控制单元,如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSX Quantum系列;同时国外也很重视在线仪表的研制,如德国E+H公司,美国的哈希公司相继研制了溶解氧DO(Dissolved Oxygen)、化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)分析仪。国外污水处理自控系统主要存在以下几个特点:(1)采用集散控制系统DCS和现场总线控制系统FCS。按照厂区的自身情况和工艺段来划分若干个控制站,站与站之间可以平级关系也可以是上下级关系,站与站之间一般独立运行。设立中控室,中控室有操作员和工程师站,负责全厂的数据管理与记录
16、、报表等工作。(2)采用在线监测的水质分析仪表,对全厂的水质实行实时监测,并由上位机记录下来,提高了测量精度。(3)生产过程中不同程度上采用了智能控制,可以根据水质和水源的变化自动地调整相应的控制方式。(4)大量采用遥测、遥控设备,并开始有效地利用社会信息资源,如电话网络、移动电话网络、国际互联网、气象信息等。1.2.2国内污水处理自控系统发展状况解放初期由于工农业生产刚刚起步,当时的污水污染程度很低,且提倡利用污水进行农业灌溉,特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广,如著名的沈抚灌溉等,全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂(还包括19211926年间外国人兴建3座污水处理厂),在
17、处理工艺有的还是一级处理,处理的规模也很小,每天只有几千个立方米,最大的也只有每天5万立方米左右,致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。我国第一座大型污水处理厂天津市纪庄子污水处理厂于1982年破土动工,1984年4月28日竣工投产运行,处理规模为26万立方米/天。纪庄子污水处理厂投产运行后多年来达到设计出水水质标准,使黑臭的污水变为清流,它的诞生填补了我国大型污水处理厂建设的空白。在此成功经验的带动下,北尔、上海、广东、广西、陕西、山西、河北、江苏、浙江、湖北、湖南等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂。与国外相比,我国污水处理自动化控制起步较晚,七十年代开始采用热工仪
18、表,实行集中巡检;八十年代应用分析仪表和DCS系统;至九十年代,随着一大批利用国际贷款的大型污水处理厂的建设投产,我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大的提高。从国外引进污水厂的自动控制系统已经广泛采用集散式计算机监控系统,应用了自动化程度较高的检测仪表,各种新工艺,新设备大量出现并得到应用。可以说我国污水处理自动化的现状是:手动与自动皆备,自制和引用并举。可以看出我国的污水处理自控系统有以下特点:(1)对于新建的污水处理厂,引进了计算机分散控制系统,手动与自动并存的控制方式。大部分以前建设的污水厂自动化程度仍然很低,仍采用人工巡检的方式。(2)国产在线仪表的稳定性还没有达到要求,所以大部分
19、采用进口的在线仪表,但是由于进口仪表价格昂贵,所以应用并不是很广泛。水质的检测主要是有实验室人员通过实验来测量。(3)各个控制站之间完全独立,没有信息的交换。并且各个控制单元由于其内部资源的限制,只是实现了简单的时间控制和逻辑控制。 通过对比,不难看出整体上和国外相比我国污水的自控系统仍然存在很大的差距,但是我国的应用前景却非常广泛、潜力很大。 第2章 污水处理概述2.1污水处理概述城市污水、生活污水、生产污水或工业企业局部处理后的生产污水,往往都排入城市排水系统,故把生活污水和生产污水的混合污水叫做城市污水。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
20、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:排放水体;灌溉田地;重复使用。水处理的目的不外乎三种:(1)去除水中影响使用水质的杂质以及污泥的处置,这是最主要的内容。(2)为了满足用水的要求,在水中加入新的成分以改变水的化学性质,如食用水中加氟以防止龋齿病,循环冷却水中加缓蚀剂以控制腐蚀和结垢等。(3)改变水的物理性质的处理,如水的冷却,降低水的粘滞度等。2.2污水处理工艺技术的现状及发展我国现有城市污水处理厂80%以上采用的是活性污泥法,其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。“七五”、“八五”、“九五”国家科技攻关课题的建立与完成,使我国在污水处
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于PLC的污水处理监控系统 毕业论文 基于 PLC 污水处理 监控 系统
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3939089.html