基于s7200plc污水处理控制系统设计20大学论文Word下载.docx

基于s7200plc污水处理控制系统设计20大学论文Word下载.docx

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软件设计

WastewatertreatmentbasedonS7-200PICControlSystemDesign

ABSTRACT

SequencingBatchReactor,whichiscalledtheSBRlaw,isakindofcenterandsmallsewagetreatmentmethod.ThecoreofSBRcraftsewagetreatmentcomputersupervisorysystemistheprogrammableforewordcontroller.TheprogrammablecontrollerwasPLCisthegrandtotalcomputertechnology,theautomaticcontroltechnologyandthecommunicationonekindnew,thegeneralautomaticcontroldevice.Nowtheprogrammablecontrolleralreadybecameimportantly,mostreliable,theapplicationsituationmostwidespreadindustrycontrolmicrocomputer.Ithasthefunctionstrong,thereliabilityhigh,theusenimbleconvenient,easytoprogramaswellastheadaptationindustryenvironmentandsoonaseriesofmerits.Inordertoenhancethesewagetreatmentplantthemovementmanagementlevel，alsoitrepresentsthemodernindustrydevelopeddirection.

KEYWORDSPollutedwater，processing，Hardwaredisposition;

Softwaredesign.

1绪论

“水是生命之源，没有水就没有生命。

”水资源是基础自然资源，是生态环境的控制因素之一，同时又是战略性经济资源。

当前水资源短缺已经成为我国经济持续发展的限制因素特别是人为的水环境污染，严重威胁着人类自身的健康，因此，世界各国都越来越重视污水的处理和回用技术的发展水资源的短缺，水污染的加重是我国当前水问题的两大主要方面。

实现水资源的可持续利用，遏制水污染加剧的趋势，乃至恢复良好的水环境，是我们急需解决的问题。

1.1选题的目的和意义

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，同时近年来江南水乡出现严重干旱，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。

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。

降低运营成本，提高污水处理率，一直是污水处理行业面临的最现实的问题。

采用计算机技术、跟踪经常变化的水位情况，检测不同时间的水质指标数据，在计算机上动态显示，对这些数据进行分析处理，并记录下来，已被在需要时间查询。

通过分析数据趋势走向，随时调整设备及工艺参数，使其达到优化控制状态，经济运行，节省能耗。

采用计算机代替人工操作，减少事故，保证安全，降低劳动强度，节约人力，甚至可以完成许多人工难以完成的任务，提高运行的可靠性。

，改善环境，保持我国经济高速发展具有重要意义[1]。

1.2当今国内外污水处理自动控制系统发展状况

1.2.1国外污水处理自动控制状况

在20世纪60年代末，世界各国给排水工程建设的重点均放在城市供水，因此给排水设备的发展主要以大型的城市给水工程及分散式的小型工业废水处理为主，给排水设备以通用设备为主。

由于对水质的要求也不是非常之高，仪器仪表也比较简单。

进入70年代，为了适应工业化的发展和人民生活水平的提高工业发达国家的供水普及率达到85%—95%，工业化的飞速发展，用水量的与日俱增，同时也带来了严重的水质污染问题,因此这些国家投入大量的人力物力对污水处理进行研究，同时其也对污水自动控制系统进行研究和开发。

一些发达国家经过十几年的努力，污水处理率几经达到了80%~90%，成功地解决了来自于城市和工业的点源污染问题。

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，国外的污水厂很早便实现了污水厂的网络控制，如DCS、FCS系统。

同时国外较早的将SCADA技术引入到了给水排水工程中，并取得了良好的经济效益和社会效益。

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、小巧的控制单元，如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSXQuantum系列。

国外污水处理自控系统主要存在以下几个特点：

（1）采用集散控制系统DCS和现场总线控制系统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，中控室有操作员和工程师站，负责全厂的数据管理与记录、报表等工作。

（2）采用在线监测的水质分析仪表，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地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。

1.2.2国内污水处理自动控制状况

与国外相比，我国污水处理自动化控制起步较晚，七十年代开始采用热工仪表，实行集中巡检；

八十年代应用分析仪表和DCS系统；

至九十年代，随着一大批利用国际贷款的大型污水处理厂的建设投产，我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大的提高。

从国外引进污水厂的自动控制系统已经广泛采用集散式计算机监控系统，应用了自动化程度较高的检测仪表，各种新工艺，新设备大量出现并得到应用。

可以看出我国的污水处理自控系统有以下特点：

（1）对于新建的污水处理厂，引进了计算机分散控制系统，手动与自动并存的控制方式。

大部分以前建设的污水厂自动化程度仍然很低，仍采用人工巡检的方式。

（2）国产在线仪表的稳定性还没有达到要求，所以大部分采用进口的在线仪表，但是由于进口仪表价格昂贵，所以应用并不是很广泛。

水质的检测主要是有实验室人员通过实验来测量。

（3）各个控制站之间完全独立，没有信息的交换。

并且各个控制单元由于其内部资源的限制，只是实现了简单的时间控制和逻辑控制。

我国自主生产的设备在很大程度上是依托国外相关设备构造，再经过自我消化、研发和生产实践,逐步填补国内空白并在此基础上不断发展壮大。

我国污水的自控系统与国外相比仍然存在很大的差距，但是我国的应用前景却非常广泛、潜力很大。

2污水处理方案的确定

2.1污水处理概述

污水处理即使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。

污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。

生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：

漂浮和悬浮的大小固体颗粒,胶状和凝胶状扩散物,纯溶液。

2.2污水处理的基本方法

水处理方法技术，按原理可以分为三类。

（1）物理处理方法利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。

主要方法有：

筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法和反渗透法等。

（2）化学处理方法利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态污染物质。

主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。

（3）生物化学处理方法利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。

主要分为两大类：

好氧氧化法和厌氧氧化法。

其中好氧氧化法分为活性污泥法和生物膜法。

水处理按处理程度不同可分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理及处置。

预处理：

主要包括格栅和沉砂池。

其主要作用是截留大块物质、砂石，以保证后续设备的正常运行。

一级处理：

主要是初次沉淀池。

目的是将污水中悬浮状态的固体污染物质尽可育出或沉降去除，经过一级处理后的污水，可去除50%左右的悬浮物，污水五日需氧量一般只能去除30%左右，达不到排放标准。

二级处理工艺：

主要有曝气池和二沉池构成。

它是城市污水处理厂的核心，一般采用生物处理方法中的活性污泥法，主要去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。

经二级处理后，有机污染物质的去除率可达90%以上，污水中污水五日需氧量值可降至20mg/L~30mg/L，有机污染物达到排放标准。

深度处理：

通用的工艺有混凝沉淀和过滤。

主要目的是为了满足高标准的受纳水体要求或用于工业等特殊用途，它是城市污水处理未来发展的方向。

污泥处理和处置：

主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或卫生填埋[1]。

2.3常用污水处理工艺

不同的污水处理对象，不同的污水处理环境，将需要有不同的污水处理工艺来处理。

因此，在选择污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的污水处理的环境。

（1）传统活性污泥法。

传统活性污泥处理法是一种最古老的污水处理工艺，其污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池，主要处理部分关系框图如图2-1所示。

图2-1传统活性污泥法工艺流程图

污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥需要回流到曝气池中。

该工艺的优点有：

有机物去除率高，污泥负荷高，池的容积小，耗电省，运行成本低。

该工艺的缺点有：

普通曝气池占地多，建设投资大，满足国家标准相关指标范围小、易产生污泥膨胀现象，磷和氮的去除率低。

（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，其中A代表Anoxic（缺氧的），O代表Oxic（好氧的）。

A/O法是一种缺氧----好氧生物工业污水处理工艺。

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