基于PLC的污水处理系统设计_开题报告
基于PLC的污水处理控制系统设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于PLC的污水处理控制系统设计一、课题研究意义及现状我国是一个严重缺水的国家，水资源的匮乏和污染已经严重的影响了人民的日常生活以及我国的经济建设和发展。
我国城市污水处理的电耗为0.365k Wh/m3、日本为0.304k Wh/m3、美国为0.243k Wh/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：污水处理厂管理水平低、自动控制手段差。
因此建设符合我国国情的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境等具有重要意义。
我国现有城市污水处理厂大部分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。
批序式活性污泥法简称SBR，是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺。
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳定生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
与其他的处理工艺相比，SBR 工艺具有工艺流程简单，造价低，运行稳定，处理效率高，出水水质好净化效果好等优点，且工艺过程中各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
本次研究的课题是利用PLC技术来实现污水处理系统的控制。
PLC是以嵌入式CPU为核心，加上输入、输出等模块。
PLC的程序设计大多采用类似于继电器控制线路的梯形语言。
这样我们可以很方便的根据污水处理的各个功能，来编写出程序语言。
从而实现污水处理各个功能，完成控制系统所需要达到的设计要求。
二、课题研究的主要内容和预期目标1．主要内容完成一个污水处理控制系统的设计，主控部分用PLC来实现，具体实施可以参照某一实际过程设定。
系统总体指标及功能要求：研究污水处理的发展及现状，分析污水处理的工艺流程；研究PLC控制系统的硬件结构、运行原理以及PLC控制系统的设计原则和步骤；具体分析污水处理工艺流程，确定被控对象，给出具体实施方案和综合考虑；硬件电路设计，进行PLC选型、I/O点数分配和综合电气控制设置等考虑，并结合应用考虑给出电气控制详图；对污水处理工艺各环节进行具体的软件编程，给出系统控制的程序框图、控制梯形图和具体程序等；综合考虑安全性和可靠性等问题。
基于PLC的污水处理系统设计
中的污水进行 ｐ Ｈ值检测 ， 酸碱度检测设备会将检测结果通过通
讯 工 具 实 时传 送 给 酸 碱 控 制 设 备 。酸 碱 控 制 设 备 会 根 据 检 测 结 果 来 控 制 酸 泵 酸 液 和 碱 泵 碱 液 的加 入 情 况 ， 以此 来 确 保 污 水 ｐ Ｈ 值 达 到 要 求 标 准 。污 水 经 过 ｐ Ｈ值 调控 之后 ， 被送入 Ｓ Ｂ Ｒ池中 ， 使其经过无氧 、 曝气 、 沉 淀等 一 系 列 处 理 过 程 。 在设计之初 ， 要 为 Ｓ Ｂ Ｒ池 预 先 设 定 一 个 液 位 标 准 ， 在 水 泵 的作 用 下 ， 集 水 池 的污 水 进入 到 Ｓ Ｂ Ｒ池 中 。 当 Ｓ Ｂ Ｒ池 的 污 水 液 面 达 到 预设 的 液 位 时 ， 停 止向Ｓ Ｂ Ｒ 池 供应 污 水 的 操 作 。经 过 搅 拌 电 机 和 鼓 风 机 的作 用 ， 污水 的溶 解 氧 增 多 ， 为好 氧微 生 物 提供 了 生 存 环 境 ． 进 而 污水 中
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基于 Ｐ Ｌ Ｃ的污水处理 系统设计
赵 小 军
垫 丛 墨 鱼
摘
（ 九江学院 机械与材料工程学院。 江 西 九 江 ３ ３ ２ ０ ０ ５ ） 要： 本 文设 计 了一 种 基 于 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 的 污水 处 理 系统 。Ｐ Ｌ Ｃ具 有 通 用 性 良好 、 可靠性较高、 编 程 控 制 快 捷便 利 、 安 装 较 为 简单
要 负责将前一级设备 中的污水传输 到下一级设备 当中。
３ ． ２ 污水 系统 Ｓ Ｂ Ｒ池 、 集 水 池 的设 计 集 水池 设 计 的 重 点 是 其 控 制 部 分 ， 由系 统 自动控 制 酸 碱 液 的 排 放 阀 门 ． 以此 来 调 控 污 水 的 ｐ Ｈ 值 达 到 设 定 标 准 。 污 水 在
PLC含油污水处理控制系统设计--开题报告
PC机（含microsoft word软件），实验室三菱FX2NPLC实验设备（含FX2N编译软件SW0PC-FXGP/WIN-C）及相关文献资料。
主要参考文献有：
[1]求是科技。PLC应用开发技术与工程实践[M]。北京：人民邮电出版社，2005。302～336。
[2]陈国华。水体油污染治理[J]。北京：化学工业出版社，2002。55～66。
（4）、处理效果受管理人员制约较大。
含油污水厂的管理目前大都停留在经验决策阶段，因此含油污水处理质量极大程度上受管理人员素质的制约。随着污水处理水质要求的日趋严格，污水处理工艺过程更趋复杂，控制要求越来越高，管理水平将是污水处理事业进一步发展的障碍之一。
目前国际上普遍采用的自动化管理系统一般都采用这一模式：人←→计算机←→PLC←→现场设备。PLC是这一模式中的关键设备，PLC中事先已输入工艺运行的程序，PLC可以根据工艺参数按运行模式自动监控、运行设备。PLC作为一种新型的工业控制器，以其通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到越来越广泛的应用，在污水处理中也得到一定程度的推广。本文介绍的PLC控制系统用于含油污水处理，可以对粗格栅、细格栅、鼓风机、水泵、液位、一些开关量输入/输出点等一些量进行控制，从而存在的问题
（1）、含油污水处理厂建设资金的短缺。
我国虽然已建成含油污水处理厂一百多座，但在某一个油田或炼油厂本身的处理率不高，也就是污水的除油率低。目前大油田或炼油厂已着手进行污水处理厂建设的规划工作。但在中小油田或炼油厂还没有将含油污水处理的规划建设纳入发展的议程。其主要原因之一就是没有专门建设资金来加快水环境污染治理，为子孙后代留下一个优美的生活环境。
基于PLC的污水处理系统设计
基于PLC的污水处理系统设计摘要随着工业的发展，不同类型的工厂都建立起来，污水的组成变得十分复杂，污水的处理成为了一个很大的问题，应该加快实施污水处理项目。
我国在研究污水处理系统的过程中不断地提升自己，控制和监控技术也逐渐的提高。
该系统的发展过程分很多个阶段，传统的污水处理厂一般都是工人用仪表手动进行操作，而现在的污水处理厂使用自动控制系统，很大程度的提高了处理污水的效率。
本文设计了一个基于PLC技术的污水处理系统，首先指出污水中所含杂质和处理标准，介绍PLC相关知识；然后提出污水处理的主要流程，其中需要的设备包括粗格栅除污机、SBR池、滗水器、鼓风机等，这些都通过计算机、PLC等进行控制，本设计主要使用S7-300 PLC对主要流程进行程序的开发。
本设计采用先进的PLC控制技术，有很高的可靠性，抗干扰能力强，能很稳定的进行工作，通过自动控制实现了污水的处理。
关键词：PLC；污水处理；STEP7Design of Wastewater Treatment ControlSystem Based on PLCABSTRACTWith the development of industry, different kinds of factories are set up, the composition of wastewater becomes very complex, how to deal with wastewater has become a big problem, we should speed up the implementation of wastewater project. We improve ourselves in the process of the research of wastewater treatment system, the technology of control and monitoring are also gradually improved. The development of the system is divided into a number of stages, the traditional wastewater treatment plants generally use instrument manual ly operation by workers, but today’s wastewater treatment plants use automatic control system, greatly improve the efficiency of wastewater treatment. The article design a wastewater treatment control system based on PLC, first it points out that the impurity content in the wastewater and processing standards, introduces the relevant knowledge of PLC, and then put forward the main wastewater treatment process, among it the required equipments including coarse grille decontamination machine, SBR, water decanter, blower, etc, these are all controlled by computers, PLC, etc. This design mainly uses S7-300 PLC to develop the program for the main process. This design uses advanced control system based on PLC with a high reliability, it has a strong anti-interference ability, it can work stably, wastewater treatment is realized through the automatic control.Keywords: PLC; treatment of wastewater; STEP7目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3国内外污水处理厂自动化现状 (2)1.3.1国内污水处理厂自动化现状 (2)1.3.2国外污水处理厂自动化现状 (2)1.4软件的选择 (3)1.5课题研究的主要内容及章节安排 (3)2污水处理系统相关介绍 (4)2.1污水处理系统相关介绍 (4)2.1.1污水分类 (4)2.1.2污水直接排放的后果 (4)2.1.3污水净化后流向 (5)2.1.4水质指标分类 (5)2.2污水处理的工艺流程 (6)3PLC系统控制功能 (8)3.1PLC概述 (8)3.1.1PLC介绍 (8)3.1.2PLC特点 (8)3.1.3PLC分类 (8)3.1.4PLC结构 (9)3.1.5PLC工作原理 (10)3.2S7-300 PLC介绍 (12)3.2.1S7-300简介 (12)3.2.2S7-300组成 (12)4污水处理系统编程 (13)4.1STEP7软件介绍 (13)4.2STEP7编程配置 (13)4.3程序介绍 (15)4.4编程 (16)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论1.1课题研究背景在我们的日常生活和生产中水是最重要的一种资源，没有水就没有一切，就不能正常的生活。
基于PLC污水处理控制系统毕业论文开题报告
辽宁工程技术大学
毕业设计（论文）开题报告
题目基于PLC的污水处理系统设计指导教师王棋萍
院（系、部）机械工程学院
专业班级机电10-1班
学号**********
姓名李俊良
日期2014年03月13日
一、选题的目的、意义和研究现状
二、研究方案及预期结果
主要研究内容包括：
本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成：
（1）介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程；
（2）介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对工业污水处理控制系统进行设计分析；
（3）具体分析设计工业污水处理的硬件系统；
（4）具体分析设计工业污水处理的软件系统；
（5）工业污水处理系统的调试与运行。
主要解决的问题：本次毕设的主要内容是用PLC做控制器，完成对污水处理的控制，以满足污水处理和环保的要求。
如果有参数超出环保要求，则PLC控制器向输入端发出电信号，PLC输出端通过控制电路作出相应的处理，调整整个污水中的参数，使它们保持在环保的要求范围内
预期的结果：当设备处于自动工作方式下，相关设备按PLC程序工作，实现污水处理法的流入、反应、沉淀、排放的自动化。
三、研究进度
四、主要参考文献
五、指导教师意见。
基于PLC的污水处理系统设计
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。
基于PLC技术的污水处理系统设计与控制
基于PLC技术的污水处理系统设计与控制本次任务的目标是设计与控制一套基于PLC技术的污水处理系统。
在本次回复中，将回答以下几个方面的内容：污水处理系统的基本原理、设计流程、PLC控制系统的应用以及基于PLC技术的污水处理系统的优势。
首先，我们来了解一下污水处理系统的基本原理。
污水处理系统是将废水中的有害物质去除或转化，使其达到排放标准或可再利用的程度。
一般而言，污水处理包括物理处理、化学处理和生物处理三个主要过程。
物理处理主要通过过滤、沉淀、吸附等手段去除悬浮物、沉淀物等固体杂质。
化学处理利用化学反应将污染物转化为无害物质或减少其对环境的影响。
生物处理则依靠微生物的作用，将有机物质降解为无机物质。
接下来，我们来看一下基于PLC技术的污水处理系统的设计流程。
设计流程可以分为以下几个步骤：1. 系统需求分析：确定污水处理系统的输入和输出要求，包括污水的处理效率、排放标准、处理能力等。
2. 设计方案确定：根据系统需求分析的结果，确定适合的处理工艺，如物理处理、化学处理和生物处理等，并选择使用的设备和仪表。
3. PLC控制逻辑编程：根据处理工艺和设备的要求，使用PLC编程软件编写控制逻辑，确定各个设备的动作顺序和控制参数。
4. 系统布线和连接：根据PLC编程的控制逻辑，进行布线和连接，将传感器、执行器等连接到PLC控制系统上。
5. 联动调试：按照设计的控制逻辑，对系统进行调试，确保各个设备的动作顺序、控制参数等都符合要求。
6. 运行监控和维护：系统正常运行后，进行运行监控和维护，对设备进行定期巡检和维护，保证系统的稳定运行。
接下来，我们来看一下PLC控制系统在污水处理系统中的应用。
PLC是一种可编程的电子设备，广泛应用于工业自动化领域。
在污水处理系统中，PLC控制系统可以实现以下功能：1. 监测和控制：PLC可以通过传感器实时监测污水处理系统的温度、液位、流量等参数，并根据设定的控制逻辑控制设备的开关状态，实现对污水处理过程的自动化控制。
基于PLC的污水处理系统设计
摘要本论文主要研究污水处理系统的PLC控制系统，随着城市的快速发展，环境问题显得日益重要。
污水是破坏环境的一个重要因素，目前中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水站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，具有重要的意义。
文章首先介绍了PLC控制系统的硬件结构、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤。
然后以SBR污水处理工艺为例，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气控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号等。
最后按照工艺要求设计PLC控制系统，包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处工艺编制PLC程序等。
建立高度自动化污水处理站，不仅可以加强整个系统的可靠性、准确性，还可以减少劳动强度，降低处理成本和节约能源。
污水处理站自动控制系统的建设将降低生产和维护成本，减轻生产及维护工人的劳动强度，并为生产工艺进一步改进提供方便，具有很好的经济效益和社会效益。
关键词：污水处理；PLC；硬件配置；软件设计AbstractMy main research is the PLC control system of sewage treatment. With the rapid development of cities, the environment becomes more and more important. Wastewater is one of the major factor of pollute the environment. The automatic controlling system of wastewater treatment is not very advanced in China. The water qualities of the treated wastewater are unstable. So how to solve the problems is very meaningful to our country.This paper introduced the hardware structure, work principle of PLC control the system and design PLC control system’s basic principle and step, then with the SBR wastewater treatment craft for example to illustrate the PLC in the application in the wastewater treatment process. Designed the electricity control of equipments and automatically control circuit according to the sewage treatment requirements, mainly include the start and stop of equipments, the state of the signal and so on. Finally design PLC control system according to the technological requirements, include the PLC type selection, the allocation of system resources and draw up PLC procedure according to the wastewater treatment craft.Establish a highly automated of sewage treatment plant, not only may strengthen the system’s reliability but also may reduce the labor intensity and reduce processing costs and save energy. The establishment of sewage treatment plant’s automatic control system will reduce the production and maintenance costs, also can reduce production and maintenance workers in the labor intensity. Key words: sewage treatment; PLC; Hardware disposition; Software design目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................. I I 第1章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2课题目的和意义 (5)1.3国内外发展现状 (6)1.4本文研究的主要内容 (7)第2章污水处理系统工艺流程 (8)2.1SBR的结构及工作原理 (8)2.2PLC控制系统设计原则与步骤 (9)2.3污水处理工艺过程阐述 (10)2.4PLC与MCGS组态软件的通信 (11)2.5本章小结 (13)第3章电气控制系统方案的选择及硬件设计 (14)3.1PLC的工作原理 (14)3.1.1 循环扫描技术 (14)3.1.2 PLC的输入/输出响应时间 (15)3.2SBR污水处理电气控制系统设计要求 (15)3.3SBR污水处理电气控制系统的总体设计 (16)3.3.1 设计过程 (16)3.3.2 控制系统方案设计 (17)3.3.3SBR污水处理电气控制系统硬件电路设计 (17)3.4本章小结 (25)第4章污水处理系统的软件设计 (26)4.1污水处理系统软件设计的总体概述 (26)4.2污水处理各个子程序的设计 (26)4.2.1 粗、细格栅除污机控制子程序的设计 (26)4.2.2 进水阀门控制子程序的设计 (28)4.2.3 空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵控制子程序的设计 (29)4.2.4 滗水器控制子程序的设计 (30)4.3本章小结 (31)第5章MCGS组态软件在本系统中的应用 (32)5.1对上位机监控软件的要求 (32)5.2上位机设计 (32)5.2.1 定义数据对象 (33)5.2.2 主画面的设计 (35)5.2.3 实时报警 (38)5.2.4 设备与变量连接 (39)5.3程序调试运行及安全机制 (40)5.4本章小结 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)第1章绪论1.1课题背景地球虽然有70.8％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0.26％，而且分布不均。
基于PLC的工业污水处理控制系统设计开题报告
本科毕业设计开题报告题目：基于PLC的工业污水处理控制系统设计专题：院（系）：电气与信息工程学院班级：电气09-12 姓名：学号：指导教师：教师职称：副教授黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。
对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。
其中处理过的污水还可以循环再利用，由于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。
所以水资源也是一种保护。
因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。
因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控方法。
3、研究/设计的目标1.用PLC控制实现对污水水位的控制；2.用传感器实现对污水中所包含的各种有害物质的检测及其水位的控制；3.用PLC控制实现对污水中所包含的各种有害物质的自动清除；4.用PLC实现对现场仪表采集数据进行分析，当超过设定报警值时发出报警信号提醒操作人员注意；5.使经过处理的污水达到国家规定排放标准。
4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）工业污水处理系统的电气控制系统总框图如图所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。
电气控制系统框图工作过程在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。
在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对。
基于PLC的城镇污水处理控制系统设计
总体来看，国外一些发达国家的水处理控制系统发展水平较高，更加稳定智 能，自动化技术水平更高。
我国开始工业化以来，水体污染也逐渐加剧。之前由于技术欠缺、设备不足、 成本过高等问题，国内城镇污水处理效率一直较低，自动化程度也不高，需要投 入大量人员进行手动操作。近些年来，伴随着环保意识的提高以及资金的投入， 国内水处理系统得到了较快发展，自身技术不断创新，也引入了许多国外高新技 术以及先进测量仪表，例如 AB 法、氧化沟法、A/0 工艺、A/A/O 工艺、SBR 法， 在国内水处理厂中均得到应用。
在社会现代化的进程中，可以利用信息化设备，依托计算机技术组成高效率， 高控制精度的智能化信息处理服务平台，通过智能化仪表监测，系统自动做出调 整，大幅提升设备的自动化程度，减少人员的投入，完善系统的局限性。就控制 系统来说，城镇污水种类繁复，要求的处理方法也截然不同，PLC 用法简单，结 构可调整，可以根据对象的不同应用环境做出相应调整，这些优势就使得使用 PLC 技术十分适合作为水处理系统的核心控制方式。
时，通过 WINCC 与 STEP-7 建立连接，设计一个控制、监控的人机互动界面，本 设计的目的是模拟实现城镇污水的净化过程，通过程序可以有效实现各个环节有 序进行。
研究内容：研究内容主要包括分析系统的体系结构和工作原理，通过西门子 S7-300 系列作为控制器，仿真模拟我国城镇污水处理系统。首先要对硬件进行 选型，结合参数完成硬件组态，选择相应的 I/O 模块。完成所有的硬件连接与调 试。之后进行软件编程以及人机互动界面的建立，程序要能够对格栅、泵机、曝 气器、除砂机等设施进行控制，达到系统稳定性、精确性的要求。人机交互界面 要能够完成系统手动、自动模式切换、系统各个部分的控制、监测实时数据以及 创立预警界面，并配有一定的动画，使控制画面更加生动，能够显示现场数据及 图像信息。
污水处理的PLC控制系统设计 开题报告
[12]何献忠.工业工业污水处理的PLC控制应用[J].湖南冶金职业技术学院学报，2004，43（4）：86-87.
[13]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2006.153.
[14]程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析 [M].北京：电子工业出版社，2008.1.
此系统中，需要采集模拟量并利用模拟量控制的功能要求，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ此需要在扩展一个模拟量输入输出扩展模块，所以应用西门子公司专门为S7—200系列PLC配置的模拟量输入输出模块EM235。
2.组态王在污水处理项目中的具体应用
通过学习组态王，按照本系统要求，首先创建污水处理项目，然后建立组态王与SIMATIC S7 PLC的通讯，接着建立标签、编辑工艺流程画面、数据查询，最后设置运行环境和参数。
二、基本内容及解决的主要问题
问题一： 1.工业污水处理系统控制形式
问题二： 1.PLC选型
2.PLC的I/O资源配置
3.各种器件的选择比如水泵、空压机、电磁阀、电动机、接触器、变频器等的选型，
4.可编程控制器控制系统的抗干扰措施
5.PLC和变频器通讯
问题三： 1.基于STEP7的PLC程序开发
2.组态王与SIMATIC S7 PLC的通讯
[4]赵芳、李从冰，基于PLC的污水处理控制系统，工业控制计算机，2006
[5]刘贯华，基于PLC的污水处理控制系统的设计，应用技术，2008
[6]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 [M].北京：机械工业出版社，2004
[7]孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程 [M].北京：清华大学出版社，2005.2.
毕业设计开题报告
姓名
基于PLC的污水处理控制系统设计
基于PLC的污水处理控制系统设计摘要：污水处理是一项重要的环境保卫工作，它涉及到对废水中的有害物质进行有效去除和处理，以保卫水资源的安全和保障生态环境的健康。
传统的污水处理控制系统通常接受传统的电气控制方式，存在操作复杂、控制精度低等问题。
本文提出了一种基于PLC（可编程控制器）的污水处理控制系统设计方案，通过PLC控制技术和网络通信技术，实现对污水处理过程的自动化控制，并进行了系统建模与仿真验证。
关键词：PLC、污水处理、控制系统、自动化控制、系统建模1. 引言随着工业化进程的不息加快和城市化进程的不息深度，废水排放量不息增加，严峻影响到水环境的质量和水资源的可持续利用。
为了实现对废水进行高效处理和净化，提高水资源的利用效率和环境保卫水平，探究和设计一种高效可靠的污水处理控制系统至关重要。
2. 污水处理控制系统概述污水处理控制系统是指对污水处理过程中的各个环节进行监控和控制，并依据实际状况进行调整和优化的系统。
传统的污水处理控制系统主要接受PLC控制技术，通过传感器采集废水处理过程中的关键参数，如水位、PH值、浊度等，然后将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。
但传统的污水处理控制系统存在操作复杂、控制精度低等问题，不利于实现对废水处理过程的自动化控制和优化。
3. 方案为了解决传统污水处理控制系统存在的问题，本文提出了一种方案。
该系统主要包括数据采集模块、PLC控制模块、通信模块和人机界面模块。
3.1 数据采集模块数据采集模块通过传感器对污水处理过程中的关键参数进行实时采集，并将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。
数据采集模块主要包括传感器模块和数据传输模块。
传感器模块负责对污水处理过程中的水位、PH值、浊度等参数进行实时采集，数据传输模块负责将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。
3.2 PLC控制模块PLC控制模块是整个系统的核心部分，它负责对采集到的数据进行处理和控制，以实现对污水处理过程的自动化控制。
基于PLC污水处理控制系统毕业论文开题报告
基于PLC污水处理控制系统毕业论文开题报告
辽宁工程技术大学
毕业设计（论文）开题报告
题目基于PLC的污水处理系统设计
指导教师王棋萍
院（系、部）机械工程学院
专业班级机电10-1班
学号 08
姓名李俊良
日期 2014年 03月13日一、选题的目的、意义和研究现状
二、研究方案及预期结果
入沉淀池中，在刮泥机的作用下进行物理沉淀，为了加强沉淀效果，同时加入混凝剂和絮凝剂利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用更加容易沉降。
污水经沉淀池处理最后到达脱水环节，离心式脱水机作用下进行脱水处理后排出清水。
主要研究内容包括：
本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成：
（1）介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程；
（2）介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对工业污水处理控制系统进行设计分析；
（3）具体分析设计工业污水处理的硬件系统；
（4）具体分析设计工业污水处理的软件系统；
（5）工业污水处理系统的调试与运行。
主要解决的问题：本次毕设的主要内容是用PLC做控制器，完成对污水处理的控制，以满足污水处理和环保的要求。
如果有参数超出环保要求，则PLC控制器向输入端发出电信号，PLC输出端通过控制电路作出相应的处理，调整整个污水中的参数，使它们保持在环保的要求范围内
三、研究进度
四、主要参考文献
五、指导教师意见。
基于PLC的污水处理系统的设计
2
Байду номын сангаас
1.2.1 国外污水处理自控系统发展状况 ...........................
2
1.2.2 国内污水处理自控系统发展状况 ...........................
3
1.3 课题的主要研究内容 . ........................................
0.243k Wh/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：污水处理厂管理 水平低、自动控制手段差。
因此建设符合我国国情的污水厂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和和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要 意义 [2] 。
II
第 1 章 绪论 .....................................................
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1.1 选题的目的和意义 . ..........................................
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1.2 当今国内外污水处理自控系统发展状况 .........................
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4.3 传感器 ...................................................
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4.3.1 超声波传感器 .........................................
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4.3.2 溶解氧传感器 .........................................
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3.1.3 PLC 控制系统设计原则和设计步骤 ........................
基于plc的污水处理系统开题报告
一、本课题研究的主要内容、目的和意义目前，环境问题成为了制约世界各国可持续发展的重要因素之一。
水环境的污染问题，不仅严重影响着人们的健康，还加速了水资源的短缺。
众所周知，中国水资源严重缺乏，是世界13个缺水国家之一，如何有效的进行水资源的循环再利用成为社会的一个重要问题，因此，污水处理系统对于全面建设小康社会的中国而言就更重要了。
而与发达国家相比，中国污水处理的效率还很低，主要表现为城市生活污水处理效率低。
城市生活污水处理在发达国家已经成为了一个比较稳定的市场。
而在中国则迫切需要加快污水处理的发展进程。
据有关资料显示，美国平均每1万人就拥有1座污水处理厂，英国与德国则每7000~8000人就拥有1座污水处理厂，而中国平均每150万人才拥有1座污水处理厂。
因此，不断加大我国污水处理的效率和力度，对改善环境质量和人民生存环境，促进社会的可持续发展具有重要的意义。
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。
二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学以及生物等。
这些方法根据实际情况，可以单一使用，也可以针对不同的污水混合使用。
目前，污水处理的方法一般以生物法为主，以物理处理法和化学处理法为辅，常用的污水处理工艺有氧化沟法和SBR法。
氧化沟法。
氧化沟法是活性污泥法的一种变形，属于低负荷、延时曝气活性泥法。
发水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中不断的循环流动，因此又被称为“循环曝气池”氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单，无初淀池和污泥硝化池，有机物去除率高，脱氮、除磷、剩余污泥少且易脱水，处理效果稳定等优点。
但存在负荷低占地大、耗电大、运转费用高等缺点，适合中小规模的低负荷污水处理厂。
SBR法：SBR法师间歇式活性污泥法的简称。
该工艺采用间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术，其主要特征是运行时的有序和间歇操作。
基于PLC的水处理智能控制系统【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化基于PLC的水处理智能控制系统一、课题研究意义及现状我国是一个严重缺水的国家，面临水资源缺乏危机，污水处理成为我国大中小城市建设的必要设施之一。
水污染不仅危害公民的身体健康，还抑制了我国经济的发展，破坏了生态平衡，并且容易引发水荒。
水污染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。
国外一些发达国家工业现代化实现的早，而且经济发展较早较快，水污染问题的严重性也得到较早的体现出来，并且得到国家政府的重视，投入大量的人力，物力进行水处理的研究。
国外污水处理自动控制系统主要存在以下几个特点：1.大量采用在线监测的水质分析表，对全厂的水质实行实时监测，并由上位机记录下来，提高了测量的精度；2.采用集散控制系统DCS和现场总线控制系统FCS；生产过程中不同程度上采用智能控制，可以依据水源和水质的变化自动的调整相应的控制方式；3.大量采用遥测，遥控设备；并且开始有效地利用社会信息资源，如电话网络、移动电话网络、气象信息等。
我国的污水工业开始于1921年，上海建立北区污水处理厂，又在1926年建立了东区和西区污水处理厂。
由于我国城市各项基础设施的建设和资源环境的发展不协调，特别是环境保护设施的建设是近几年我国才开始重视的，这样使得我国大部分城市污水处理厂的要求达不到实际处理的要求，水污染治理的问题也越来越严重。
与国外相比，我国污水处理自动化控制起步比较晚，七十年代开始采用热工仪表，八十年代应用分析仪表和DCS系统，九十年代，随着一大批大型污水处理厂的建成，我国污水处理控制系统的自动化水平有了显著的提高。
科技的发展带动了工业的发展，特别是PLC的出现，对工业自动化系统带来了前所未有的变革。
PLC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的优点，在工业的自动化控制中占领主导地位。
本课题主要研究污水的净化处理和PLC在污水处理过程中的智能控制。
基于PLC的污水处理系统设计__开题报告
word文档整理分享毕业设计（论文）开题报告题目：基于PLC的污水处理系统的设计院（系）信息科学与工程学院专业电气工程及其自动化学生学号指导教师开题报告日期 2010.04.07哈尔滨工业大学教务处制2010年4月基于PLC的污水处理系统的设计开题报告1. 课题来源及研究目的和意义研究目的：世界上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，使人民的生活得到进一步改善，尤其在工业革命之后，各国经济飞速发展，全球大量的不可再生资源（例如石油）被利用。
如果这些污水无净化排出必定会给周围环境造成很大的污染，而且我国是一个严重缺水的国家，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的影响了人民的日常生活，严重的影响了全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。
在这种情况下，油田的污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。
我国污水处理的电耗为0.365kWh/m3、日本为0.304 kWh/m3、美国为0.243kWh/m3，因此建设符合我国具体情况的污水厂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。
2．国内外在该方向的研究现状及分析国外发展情况：国外一些发达国家，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。
环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来，对污水的处理更先进一些，同时也得到了这些国家政府的重视，投入了大量的人力、物力进行油田污水处理的研究。
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。
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。
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毕业设计（论文）开题报告题目：基于PLC的污水处理系统的设计院（系）信息科学与工程学院专业电气工程及其自动化学生学号指导教师开题报告日期2010.04.07哈尔滨工业大学教务处制2010年4月基于PLC的污水处理系统的设计开题报告1. 课题来源及研究目的和意义研究目的：世界上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，使人民的生活得到进一步改善，尤其在工业革命之后，各国经济飞速发展，全球大量的不可再生资源（例如石油）被利用。
如果这些污水无净化排出必定会给周围环境造成很大的污染，而且我国是一个严重缺水的国家，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的影响了人民的日常生活，严重的影响了全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。
在这种情况下，油田的污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。
我国污水处理的电耗为0.365kWh/m3、日本为0.304 kWh/m3、美国为0.243kWh/m3，因此建设符合我国具体情况的污水厂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。
2．国内外在该方向的研究现状及分析国外发展情况：国外一些发达国家，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。
环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来，对污水的处理更先进一些，同时也得到了这些国家政府的重视，投入了大量的人力、物力进行油田污水处理的研究。
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。
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。
一些发达国家经过几十年的努力，污水处理率已经达到80%~90%，成功地解决了来自于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，国外的污水厂很早就实现了网络控制，如DCS、FCS系统。
同时国外较早的SCADA 技术引入到了给排水工程当中，并取得了良好的经济效益与社会效益。
国外同时注重水处理中PLC的开发，相继研制出了一些智能、稳定、小巧的控制系列。
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特点：（1）采用集散控制系统DCS和现场控制系统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，中控室友操作员站和工程师站，负责全厂的数据管理与记录、报表等工作。
（2）大量采用在线监测的水质分析仪表对全厂的水质进行实时监测，并有上位机记录下来，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的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。
国内发展情况：随着工业的发展，各项先进、成熟的污水处理技术逐渐引进、应用于现场生产。
主要污水处理设备及配套没备基本实现了国产化，并逐步形成了系列化、规模化，如用于不同条件下的过滤设备、气浮选、压力除油、液—液旋流除油等除油处理设备、药剂投加设备等。
水处理的自动化程度有了提高。
过滤处理、污泥脱水、气浮装置、加药装置等实现了PLC集成面板自动控制；流量、液位、以及悬浮周体含量等水质指标也实现了实时在线监测。
水处理更加重视工艺和化学的有机结合。
水处理剂的品种增多、效能提高。
水化学的研究手段增强、水平提高。
特别是针对污水达标外排处理的要求。
开展了水微生物学的研究，发展应用了生化处理技术，特别是开展生化处理以后，水微生物学的研究从无到有逐步发展，开始建立用于污水、污泥处理的菌种库，适应了达标外排处理的需要。
尽管我们在水处理方面取得了一些成果，但新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田水系统面临着严峻的形势，受到前所未有的挑战，存在的主要问题是：（1）各污水厂都面临着水处理设施老化，装备落后，效率较低，技术改造工作量较大，特别需要用先进的技术、先进的装备对系统进行升级换代的彻底改造，以提高水处理系统的水平。
（2）运行成本高，特别是药剂用量大，药剂费用居高不下，与降本增效矛盾较大，影响到处理水质和系统保护。
急需开发高效、多效、低成本的水处理剂。
（3）腐蚀和结垢问题仍然是困扰水系统正常生产的严重问题。
不少设备腐蚀问题没有得到根本解决，腐蚀十分严重，不仅影响生产，而且维修量大，维修费用高。
（4）水系统发展和提高的技术还待解决，如污泥的无害化处理及综合利用、高含盐采出水的处理利用、处理设备的高效化、加强油田水化学研究等。
解决水系统存在的问题除大力推广新技术、新工艺、新设备，加大对水系统改造的投入外，关键的是依靠科技进步，加强科技攻关，针对污水厂急需解决的难题开展研究，开发一批适用新技术，满足油田开发的需求。
3．主要研究内容3.1 系统方案的确定3.1.1 PLC 控制系统的设计步骤开始控制要求分析组态设计PLC 程序设计I/O 点数分配选择合适的PLC 确定输入输出设备模拟调试撰写论文结束图1 设计步骤示意图3.1.2 污水处理过程图2 系统工艺流程图3.2 主控电路的设计电机控制分为本地控制和远程PLC自动控制。
设计主电路的过程应该考虑设计过载保护和过电流控制措施，设计短路保护及其他的电气保护。
根据主电路的要求设计控制回路，设置必要的联锁。
根据指示、报警等要求设计辅助电路。
图3 SBR污水处理电气控制系统主电路3.3 PLC的选型和I/O点的分配PLC得选择包括对PLC机型、容量等得选择。
控制系统I/O点及地址的分配。
3.4 外围电路的设计阀门的控制电路：整个过程初步需要用到5个阀门，信号的来源分别如下：阀门（1）：在污水进入储水罐之前要安装阀门（1）和流量传感器，控制阀门（1）的信号来至液位传感器，当液位传感器检测到储水罐中的污水到达最高警戒水位时，液位传感器发出信号给阀门（1），阀门（1）立刻自动关闭，当储水池中另一液位传感器检测到储水罐中的污水到达最低警戒水位时，液位传感器发出信号给阀门（1），阀门（1）立刻自动打开。
阀门（2）：用搅拌器把在储水罐中的污水搅拌均匀，用PH值检测电路检测污水的PH值，PH值检测电路的信号传给加药部分的阀门（2），控制加药量，确保污水的PH值基本呈中性。
阀门（3）：储水罐中的污水在液位传感器的监测下进入SBR池。
当液位传感器（3）检测到SBR池中的污水到达警戒水位时，液位传感器发出信号给阀门（3），控制进入三相分离器中水的流量。
阀门（4）：如果SBR池中的液位太低，低于要求的最低位置，液位传感器（4）检测到的信号传给阀门（4），减少流出的水。
阀门（5）：如果SBR池中的液位太低，低于要求的最低位置，液位传感器检测到的信号传给阀门（5），减少流出的水。
液位传感器：整个过程初步需要用到4个液位传感器。
当液位传感器（1）检测到储水罐中的污水到达最高警戒水位时，液位传感器（1）发出信号给阀门（1），阀门立刻自动关闭。
当储水池中另一液位传感器（2）检测到储水罐中的污水到达最低警戒水位时，液位传感器（2）发出信号给阀门（1），阀门立刻自动打开。
当液位传感器（3）检测到SBR 池中的污水到达最高警戒水位时，液位传感器发出信号给阀门（3），控制进入SBR池中水的流量。
当液位传感器（4）检测到SBR池中的污水到达最低警戒水位时，液位传感器发出信号给阀门（3），控制水的流量。
图4 液位传感器搅拌机电路：控制污水中的杂质均匀，利于检测处理。
图5 “正—停—反”控制线路3.5 系统软件的设计程序设计根据系统的控制要求，以满足控制要求为主线，编写各控制功能的程序，完善系统的指定功能。
1、初始化程序。
在PLC上电后，要做一些初始化操作，为启动做准备，避免系统发生误动作。
主要内容是对某些数据区、计数器等进行清零，对某些继电器进行置为或复位等等。
2、保护和连锁程序。
保护和连锁是程序中不可缺少的部分，可以避免由于非法操作引起的控制混乱。
3、程序模拟调试。
模拟产生现场实际状态，为程序运行提供条件。
4．研究方案及进度安排，预期达到的目标研究方案：1）研究污水处理的发展与现状，分析污水处理的工艺流程2）研究PLC控制系统的硬件结构、运行原理以及PLC控制系统的设计原则和步骤3）具体分析污水处理流程，确定被控对象4）对PLC进行选型I/O点数分配5）硬件电路分析6）对污水处理工艺各环节进行具体的软件编程方案的可行性分析：PLC集顺序控制和过程控制于一体，具有可靠性高，使用方便灵活，组网简单的特点，是实现中小规模工业自动化的有力工具。
在污水处理中，基于PLC的控制系统在实时性、可靠性、精确性等方面满足了设计要求。
11.08—12.02 查阅资料，收集资料，查找数据进行学习12.03—12.23 整理资料，写开题报告12.24—4.07 开题报告的整理与答辩4.08—4.28 系统方案的设计与选型、制定论文计划4.29—5.19 进行系统的方案设计5.20—6.10 主电路的设计6.11—6.25 PLC控制电路设计6.26—6.30 设计总结，完成毕业设计论文5．为完成课题已具备和所需的条件和经费基本的实验室条件，查询文献资料的条件已经具备，就目前的进度来说，没有再需要的条件。
6．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施由于网上有很多关于污水厂的污水处理说明，想要了解污水处理的具体方法和过程并不困难。
但是在学过PLC控制之后，并没有太多具体的实践编程经验，只是做过一次不算太难的课程设计，所以此次毕业设计算是第一次实践，在PLC编程过程中遇到困难在所难免。
由于时间充裕，在确定设计题目后，一直在看相关的书，所以对在此过程中可能遇到的困难有充足的准备。
7．主要参考文献1张卫娜.基于PLC的污水处理研究.沈阳航空工业学院学报.2007,15(3):67-682Tellez,Gilbert T. Performance evaluation of an activated sludge system for removing petroleum hydrocarbons from oilfield produced water.Advances in Environmental Research .2002(6):15-173Campos J C.Borges, R.M.H.Oliveira A.M Filho. Oilfield wastewater treatment by combined mjcrofiltration and biological processes.Water Research. 2002(36):75-784Hyeon Bae, Sungshin Kim.Man Hyung Lee, Yejin Kim Chang Won Kim.Knowledge-based unmanned automation and control systems for the SBR wastewater treatment process. Artif Life Robotics.2003,7(1):107-1115陈东升,韩东宁,王洪臣.小城镇污水处理采用SBR工艺的控制系统.中国给水排水.2006,14(4):76-776何献忠.工业污水处理的PLC控制应用.机电产品开发与创新.2004,17(1):77-787吴凛云,叶献方.基于PLC的SBR法污水处理控制仪.石油仪器.2002,16(5):13-148商敏儿,杜树新.活性污泥法处理过程自动化控制的研究现状.环境污染治理技术与设备.2002,3(1):83-879仝卫卫,王少辉,郝建新.SBR工艺控制问题的PLC程序编制方法.郑州轻工业学院学报.2008,23(5):111-114。