污水处理控制系统

《机床电气控制与PLC》

实训报告

题目：污水处理控制系统

组号：第三组

班级：机制三班

学号：**********

***名：**

***师：***

成绩：

沈阳工学院

1前言 (1)

2课程设计 (2)

2.1 设计题目 (2)

2.2 任务分析 (2)

3总体设计 (4)

3.1 PLC选型原则 (4)

3.2 PLC型号选型 (5)

3.3 I/O点及地址分配表 (5)

3.4 PLC接线图 (6)

4 PLC程序设计 (7)

4.1顺序功能图 (7)

4.2 PLC梯形图 (8)

5 总结 (14)

6 参考文献 (15)

可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程及适应工业环境下应用等一系列优点，在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广，已成为工业控制的四大支柱之一。

（1）PLC概述

PLC（Programmable logic Controller）即可编程控制器，是当今基于计算机技术的常见工业控制装置，主要应用于工业控制领域。PLC内部配有编制程序的存储器，用于存储其内部指令、程序代码及程序运行所需的各种数据，并以数字或模拟的方式与外部进行输入和输出，进而控制各种类型的执行装置。PLC及其有关的外围设备是工业控制系统中的重要组成部分，尤其在底层控制中，PLC 一般都会是控制系统的核心。

（2）PLC的特点

a. 可靠性高，抗干扰能力强

工业生产一般是在恶劣环境中进行的高强度作业，这就要求其设备具有较高的可靠性和抗干扰能力。

b..丰富的I/O接口

在工业生产现场，存在各种不同的设备或变化的生产环境，为了在计算机中进行计算及采取控制措施，PLC配备丰富的IO模块，以便能够将现场的各种信号转换成PLC中可识别的信号。

c..编程简单，易学易用

PLC作为通用工业控制计算机，接口简单易于配置，编程语言也易于工程技术人员所接受。

d..系统搭建容易，维护方便

PLC用存储逻辑代替接线逻辑即使用软逻辑代替硬逻辑，这一方面增加了逻辑运算的灵活性，另一方面大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统结构更加简易实用、系统搭建周期大为缩短。

2课程设计

2.1 设计题目

题目：污水处理控制系统设计

系统有三套子系统。每个子系统组成如图所示。

1．滤水时，打开进水阀和出水阀，污水流经磁滤器中通电的电磁铁，则污水中的氧化铁杂质会附在磁铁上，从水箱流出净化水，实现滤水；

2．一段时间后，断开电磁铁，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，压缩空气将水箱的水打入磁滤器内，冲洗磁铁，污水由排污管流入污水池，进行二次处理，实现反洗。

3．三套子系统同时工作。

2.2 任务分析

系统有三套子系统，每个系统工作均相同，由三台磁滤器和有关管道及电磁阀组成。该系统的用途是把水中的氧化铁杂质过滤出去，来实现污水氧化的作用。一定时间过后，污水由排污管流入污水池，进行二次处理，实现反洗。

污水净化系统的控制过程：

（1）初始放空：

在系统通电初始时，所有的闸门均断开，磁滤器也断开。

（2）净化过程：

按下启动按钮，净化系统按下，规律循环工作。

①接通磁滤器电源2s，是磁滤器的磁性达到额定值。

②2s后接通出水阀，和进水阀，进行滤水工作40min.

③40min后断开进水阀和出水阀。

④5s后，断开磁滤器电源。

⑤2s后，进行反洗工艺，接通排污阀，空压阀，将氧化铁冲洗倒排污池。

⑥1min断开空压阀，排污阀和响铃，反洗结束。

⑦5s后在进行滤洗工作，如此循环。

⑧按下停止按钮，执行完本次循环结束。

污水净化中元件选择:

（1）PLC主机及扩展模块：选择西门子S7-200 CPU224，AC\DC\继电器型PLC，2*EM222 继电器输出型扩展模块;

（2）启动按钮SB1：用于净化系统的初始上电工作；

（3）停止按钮SB2：用于净化系统的整个工作的全面结束；

（4）磁滤器YV1，YV2，YV3：用于控制磁滤器接通与否；

（5）出水阀YV1、YV2、YV3：用于控制出水阀的接通与否；

（6）进水阀YV1、YV2、YV3：用于控制进水阀的接通与否；

（7）排污阀YV1、YV2、YV3：用于控制排污阀的接通与否；

（8）空压阀YV1、YV2、YV3：用于控制空压阀的接通与否；

（9）响铃HA1、HA2、HA3：用于控制响铃的接通与否；

3总体设计

3.1 PLC选型原则

机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。

1．合理的结构型式整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，I／O点数量、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面，选择余地较大。维修时只要更换模块，判断故障的范围也很方便。因此，模块式PLC一般适用于较复杂系统和环境差（维修量大）的场合。

2．安装方式的选择根据PLC的安装方式，系统分为集中式、远程I／O式和多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低。大型系统经常采用远程I／O式，因为它们的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在I／O装置附近，I／O连线比集中式的短，但需要增设驱动器和远程I／O电源。多台联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC ，但必须要附加通信模块。

3．相当的功能要求一般小型（低档）PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A单元。具有加减算术运算。数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC 。但是中、高档PLC价格较贵，一般大型机主要用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

4．响应速度的要求PLC的扫描工作方式引起的延迟可达2－3个扫描周期。对于大多数应用场合来说， PLC的响应速度都可以满足要求，不是主要问题。然而对于某些个别场合，则要求考虑PLC的响应速度。为了减少PLC的I／O响应的延迟时间，可以选用扫描速度高的PLC ，或选用具有高速I／O处理功能指令的PLC ，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

5．系统可靠性的要求对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备用系统。