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辽宁石油化工大学继续教育学院论文
Design of industrial wastewater treatment control
system based on PLC
Abstract
Our country majority of wastewater treatment control system automation horizontal anti higher -low stability, manage not appropriate, the efficiency 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 wastewater 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 the basic craft and flow process of works wastewater treatment, and design a wastewater treatment system that control according to PLC through 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 priniple and design PLC control system
Keyword: Wastewater treatment; PLC; process flow
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目 录
摘 要 .................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................... II 1 绪 论 ............................................................................................................................... 1
1.1 工业污水处理的国内外现状 .............................................................................. 1 1.2 课题的背景 .......................................................................................................... 1 1.3 研究目的和意义 .................................................................................................. 2 1.4 课题主要设计的内容 .......................................................................................... 2 2 工业污水处理控制系统总体介绍 ................................................................................. 3
2.1工业污水处理基本概念 ....................................................................................... 3 2.2 常用的工业污水处理工艺 .................................................................................. 3 2.3工业污水处理系统控制形式 ............................................................................... 7 2.4 工业污水处理系统的功能要求 .......................................................................... 8
2.4.1信号输入 .................................................................................................... 8 2.4.2控制输出信号 ............................................................................................ 9
3 硬件系统配置 ............................................................................................................... 10
3.1主要组成部分 ..................................................................................................... 10 3.2电气控制系统 ..................................................................................................... 11 3.3工业污水处理系统的工作原理 ......................................................................... 12
3.3.1控制系统总体框图 .................................................................................. 12 3.3.2工作过程 .................................................................................................. 12 3.3.3工业污水处理系统主电路设计 .............................................................. 13 3.4 PLC选型 ............................................................................................................. 14 3.5 PLC的I/O资源配置 ......................................................................................... 15
3.5.1数字量输入部分 ...................................................................................... 15 3.5.2数字量输出部分 ...................................................................................... 16 3.5.3模拟量输入部分 ...................................................................................... 16 3.5.4模拟量输出部分 ...................................................................................... 16 3.6 变频器与电动机 ................................................................................................ 18
3.6.1变频器简介 .............................................................................................. 18
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3.6.2变频与变压（VVVF）原理 ................................................................... 18 3.6.3变频调速的基本原理 .............................................................................. 19 3.6.4电动机的选型 .......................................................................................... 20 3.6.5变频器选型 .............................................................................................. 21 3.6.6变频器参数设置 ...................................................................................... 21 3.7接触器选型 ......................................................................................................... 22 3.8液位差计 ............................................................................................................. 22 3.9溶解氧仪 ............................................................................................................. 23 4软件系统设计 ................................................................................................................ 24
4.1总体流程设计 ..................................................................................................... 24
4.1.1手动模式 .................................................................................................. 24 4.1.2自动模式 .................................................................................................. 25 4.2曝气过程控制的任务 ......................................................................................... 33 4.3氯气投加环节 ..................................................................................................... 33 4.4絮凝剂投加环 ..................................................................................................... 34 4.5 PID控制 .............................................................................................................. 34 4.6 PLC和变频器通讯 ............................................................................................. 35 5 调试和运行结果 ........................................................................................................... 37
5.1硬件系统的调试 ................................................................................................. 37 5.2软件系统的调试 ................................................................................................. 37 5.3运行结果 ............................................................................................................. 38 6结 论 .............................................................................................................................. 39 参考文献 ........................................................................................................................... 40 致 谢 ............................................................................................................................... 41 附 录 Ⅰ 部分主要程序介绍 ......................................................................................... 42 附录 Ⅱ ............................................................................................................................. 51 附录 Ⅲ ............................................................................................................................. 52
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1 绪 论
1.1 工业污水处理的国内外现状
我国工业污水处理技术经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力，我国在工业污水处理技术方面取得了较大的成就。目前在水污染治理技术上，我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳定塘技术等，这些污水治理技术已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用，标志着我国工业污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。
国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而展开的。工业污水处理设施中，城市排水管线和工业污水处理厂的兴建和运行在水污染控制中发挥着骨干作用。至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市工业污水处理厂。这些工业污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。现在，这些国家的工业污水处理水平又有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。
1.2 课题的背景
未来10年，采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化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，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。
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