污水净化处理系统的PLC控制

维修电工技师资格考评论文

论文题目：

污水净化处理系统的PLC控制

单位名称：

作者：

2012年 04 月 18 日

摘要

目前，我国大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主要问题。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。

本文介绍了工业污水净化处理的基本内容，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污水净化处理控制系统的工艺及相关流程以及设计PLC控制系统的步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、I∕O分配以及按照污水处理工艺编制PLC程序。关键词：污水处理，PLC，工艺流程

目录

摘要 (1)

1 前言 (3)

2 设计课题要求 (4)

3 工业污水处理控制系统介绍 (5)

3.1工业污水处理基本概念 (5)

3.2 常用的工业污水处理工艺 (5)

3.3本次设计任务描述、系统组成及工艺流程 (6)

4 PLC的设计 (10)

4.1 PLC的介绍 (10)

4.2 PLC选型 (12)

4.3 PLC的I/O分配图及接线图 (14)

4.4 PLC程序设计 (16)

5 调试和运行结果 (21)

5.1硬件系统的调试 (21)

5.2软件系统的调试 (21)

5.3运行结果 (22)

参考文献 (23)

总结 (24)

致谢 (25)

1 前言

水与人的生活息息相关，特别在现代社会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。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艺和控制方式提出了非常高的要求。

2 设计课题要求

本课题主要设计的内容是冶金企业污水净化处理工艺和基于PLC 污水净化处理系统的设计方案和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：

首先介绍了工业污水处理的概念和几种主要的污水处理方式；然后对自己本次设计的任务、系统组成和工艺流程进行了介绍。

（2）介绍了PLC的基本结构和工作原理和PLC的选用：首先介绍了PLC的背景及基本构成、工作原理，然后介绍了本次课题自己所选择的PLC类型及其特点和PLC用于污水净化处理系统的优势。

（3）画出输入∕输出接线图及相关图纸：

首先列出了系统组成示意图和系统工艺流程图及PLC设计的I/O分配图并画出了详细的PLC输入∕输出接线图。

（4）设计梯形图控制程序：

详细的列出了此次课题PLC设计的梯形顺序图。

（5）污水净化处理系统的PLC调试与运行：

首先对硬件进行调试，然后对软件进行调试，最后再进行总体的调试运行。

（6）设计总结。

列出了此次课题设计的参考文献及自己对此次设计课题的总结和鸣谢。

3 工业污水处理控制系统介绍

3.1工业污水处理基本概念

城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水，往往都排入排水系统。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：①排放水体；②灌溉田地；③重复使用。

污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。

3.2 常用的工业污水处理工艺

不同的工业污水处理对象，不同的工业污水处理环境，将需要有不同的工业污水处理工艺来处理。因此，在选择工业污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的工业污水处理的环境。

工业污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种。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，工业污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法。常用的工业污水处理工艺有以下几种。

（1）传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种最古老的工业污水处理工艺，其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池。

（2）A/O法。A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化----反硝化反应系统，很好的处理了污水中的氮含量，具有明显的脱