基于PLC的污水处理电气控制系统设计文档格式.docx
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摘要:
本设计首先介绍了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，以SBR污水处理流程为例来说明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。
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
DesignofSewageTreatmentElectricalControlSystemBasedonPLC
Abstract:
ThehardwarestructureandtheworkprincipleofPLCcontrolsystemandthebasicprincipleandstepofPLCcontrolsystemareintroducedinthepaper,PLCappliedtothewastewatertreatmentprocessisillustratedbytheexampleofSBRwastewatertreatmentprocess.Theelectricitycontrolofequipmentsandautomaticallycontrolcircuitaredesignedaccordingtothesewagetreatmentrequirements,mainlyincludethestartandstopofequipments,thestateofthesignalandsoon.FinallyPLCcontrolsystemisdesignedaccordingtothetechnologicalrequirements,includetheselectionofPLCtype,theallocationofsystemresources.
Theestablishmentofsewagetreatmentplantusedautomaticcontrolsystemwillreducetheproductionandmaintenancecosts,alsocangeteconomicandsocietybenefit.
Keywords:
sewagetreatment;
PLC;
Hardwaredisposition;
Softwaredesign
1前言
1.1污水处理的研究背景
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。
全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8升淡水。
世界上许多国家正面临水资源危机：
12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施[1]。
中国污水处理行业概况:
1）中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。
随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。
在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。
2）虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。
但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。
3）一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。
另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。
4）因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。
污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。
中国污水处理行业由此迎来高速发展期[2]。
1.2研究的目的与意义
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[3]。
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，污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。
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[4]。
1.3本设计主要研究内容
本设计论述了污水处理工艺及污水处理系统的组成和PLC控制系统的设计，主要由以下内容组成：
1）介绍了污水处理的基本内容，包括污水处理的发展及污水处理的工艺流程。
2）介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对污水处理控制系统进行设计分析。
3）具体设计污水处理的硬件系统及软件系统。
2污水处理系统流程
2.1SBR废水处理
SBR废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水进行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节约水资源的目的[5]。
SBR废水处理系统示意图如图1所示。
图1SBR废水处理系统示意图
Fig.1SBRwastewatertreatmentsystemdiagram
SBR废水处理系统方案要充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到设备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。
废水处理过程中环境温度对菌群代谢产生的作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的影响。
同时，SBR废水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复杂，采用先进的PLC控制技术可以提高SBR废水处理的效率，方便操作和使用。
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