基于PLC控制的生活小区污水处理系统设计

基于PLC控制的生活小区污水处理系统设计

一．选题简介，意义

经济的发展推动社会的进步，促进工业农业生产力的提高，促使人民生活得到保障，但也随之带来不同程度的环境污染，污水的肆意排放是造成污染的原因之一。

随着时代的飞速发展，我国的城市建设发展迅速，高楼大厦拔地而起，一个个环境优美居家适宜的小区成为年轻人的首选，由于现在的年轻人对环境的保护基础设施不够重视，投入不足，导致生活污水直接排放进城市水系统和相关的流域，造成江河湖泊的水质和地下水的污染，城市的水环境问题日益突出，污水处理成为改善人民生活用水环境，提高生活水平，保障身体健康的重要手段。为保证生活污水处理的工艺可靠安全，顺利实施，自动化控制系统技术的运用变得尤为重要，自动控制系统对降低污水处理成本，改善环境，建立可持续发展的社会有着重大的意义。

在污水处理控制系统中，要考虑到小区分散区域广，设备凌乱，控制点繁多的特点，又要同时具有输入输出控制和开关量参数的设置，模拟量参数少的特性，这恰好是PLC控制系统的优点所在，以前的小区污水处理系统大部分都采用古老出传统的继电器控制，接线复杂，继电器多，长时间运用后，线路容易老化，出现故障检修十分繁琐，还需要花费大量的人力物力，而随着PLC控制技术的成熟，它以其通用性好，安装简便灵活，性价比合理等一系列优点，在生活中得到广泛的应用与推荐，我们大二的时候修读过这门课程，对PLC有一点点熟悉和了解，希望通过对这个课题的研究，我能够更好地掌握这门技术，提高我的综合知识与工程实践能力，在以后的工作岗位中有出色的发挥。

二．课题综述（课题研究，主要研究内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤，方法及措施等）

主要内容：

本课题是以PLC控制系统的运行原理，硬件结构为设计依据，以污水处理工艺流程为基础开发实现对小区的污水控制处理系统。

模拟解决的主要问题

1.PLC硬件结构，运行原理的总体结构设计

2.污水处理工艺的控制板电路扩展设计

3.PLC进行选型，I/O点数分配

4.污水处理的发展现状和工艺流程

5.对污水处理工艺各个环节进行具体的软件编程

预期目标

根据项目的需求，采用PLC 控制技术实现对生活小区污水排放的控制。实现对污水的流入，反应，沉淀排放的自动化。

研究步骤

第一阶段：查阅文献，市场调查研究，搜集资料，确定课题方案，完成开题报告。

第二阶段：完成系统构架，进行结构设计，流程分析，线路排布规划

第三阶段：进行总体方案确定，绘制主流程图，梯形图的设计与仿真调试与修正

第四阶段：整理设计材料，编写编写毕业设计以及答辩

工作方法及措施

工作方法：实验法（PLC实验装置外加若干导线进行简易的开发和实验）

措施：基于PLC控制污水处理控制所获得的经验，在陆荣老师的指导下，以PLC自动控制为基础，完成设计方案.设备选型.流程图的绘制。

三．设计（论文）体系.结构（大纲）

第一章序言

1.1生活污水处理的国际现状

1.1.1国内的生活污水处理现状

1.1.2国外的生活污水处理现状

1.2课题的背景及意义

1.3课题的主要设计内容

第二章生活污水的处理设计方案

2.1污水处理的基本概念

2.1.1什么是污水

2.1.2污水的处理方法

2.1.3生活污水的性质及受到污染的指标

2.2生活污水处理系统的控制形式

2.3 常用的生活污水处理工艺

2.4生活污水处理的方案设计

第三章系统硬件处理

3.1主电路设计

3.2控制电路设计

3.2.1PLC机型选择

3.2.2PLC的主要特点

3.2.3PLC的应用领域

3.2.4PLC的程序设计

3.2.5I/O地址分配及控制电路原理图

3.2.6控制电路原理图

3.3电器元件布局设

3.4触摸屏的介绍

第四章软件设计

4.1总体流程设计

4.1.1手动控制模式

4.1.2自动控制模式

4.2人机界面设计

4.2.1组态模拟

4.2.2参数及报警画面

4.3梯形图设计

第五章调试

5.1软件调试

5.2硬件调试

第六章结论

小结致谢

参考文献

第一章序言

1.1生活污水处理的国际现状

1.1.1国内生活污水处理现状

我国的污水处理相对与发达国家起步较晚，但是随着经济发展的快速化，城市数量的增加，居民楼的拔地而起，我国的城市污水处理达标率仅为15.8％，相比于国外的发达国家而言，对水资源的浪费率占到很高的比重，我够水然是一个水资源大国，但是对可利用的淡水资源相当紧缺，大量的污水随意排放对不堪重负的环境也造成了极大的压力，因此人们对污水处理这一领域越来越关注。提上了日常生活的议程。

我国的生活污水处理一般由污水厂处理，最主要的采用活性污泥法，其他的都采用强化一级处理，土地处理法等。我国原始的污水处理水平不管是技术，水平还是设备远远落后于发达国家。我国的处理水平处于发展阶段，受到很多因素的制约，发展水平面临重重困难：

（1）污水处理厂的规模小，生产设备老化，劳动生产力分散，工人的专业程度不够完善，设备处理体系不健全导致处理结果简陋，市场发育不高，相关的市场秩序比较乱，不具备竞争力。不能发挥应有的水平。污水处理的合格率相当的低，并不能被重新回收重复利用，减轻水资源的负担。

（2）污水处理是一项综合的技术，我国的生活污水处理不根据地区发展现状考虑，不结合人为与环境因素，一味的固守根本，不知变通，不采用国外先进的技术，造成设备闲置增大了建设投资成本，污水处理没有达到真正的无害化，再次投入使用，对环境造成二次污染。

（3）防治水污染，改善生活环境需要具备一个合理完善的污水处理系统。对资金的缺乏，处理维护的设备管理费用的高昂导致处理厂的规模扩大不起来，不能集中有效的处理。

我国的水资源发展趋势：结合国情，对污水处理走高效率，低成本操作简易的路线。对污水的处理可以采取以下几个措施

（1）对传统的污水处理进行达标排放，重复回收处理，循水环再生利用。

（2）扩大污水处理厂的规模，国家对污水处理厂进行统一的调控指挥，增加污水处理厂的数量，使其分布更广，效率更高。对污水进行泥沙沉淀的无害处理，循环再生处理。

我国的污水处理情况刻不容缓，我们作为国家的一份子必须严肃重视，用机子的实际行动来探索新的道路，朝发现更高效更低消耗的道路出发。

1.1.2国外污水处理的现状

欧美的发达国家由于经济发展快速且较早地实现工业化，环境污染和水污染等问题也较早体现出来了，国家对水污染的一些应对方案也较早的被研究和处理。投入了大量的人力物资去研究和发现新理论和工艺来降低对环境造成的污染。欧美国家先后研发的高效型，集约型，智能型的污水处理设备和自动化控制的仪器。基本解除了污水处理的问题，也开始利用先进技术开始对污水进行回收处理和利用。

（1）采用在线监测的水技术分析仪器来对水质进行处理，记录提高精准度，回收利用.

（2）采用智能控制根据污水的水质和水源的变化自动调整来更改控制方式以达到污水回收处理和利用。

1.2选题简介及意义

在污水处理控制系统中，要考虑到小区分散区域广，设备凌乱，控制点繁多的特点，又要同时具有输入输出控制和开关量参数的设置，模拟量参数少的特性，这恰好是plc控制系统的优点所在，以前的小区污水处理系统大部分都采用古老出传统的继电器控制，接线复杂，继电器多，长时间运用后，线路容易老化，出现故障检修十分繁琐，还需要花费大量的人力物力，而随着PLC控制技术的成熟，它以其通用性好，安装简便灵活，性价比合理等一系列优点，在生活中得到广泛的应用与推荐，我们大二的时候修读过这门课程，对PLC有一点点熟悉和了解，希望通过对这个课题的研究，我能够更好地掌握这门技术，提高我的综合知识与工程实践能力，在以后的工作岗位中有出色的发挥。

1.3课题的主要内容

以实际给的课题为基础，调整和完成基于PLC自动控制和处理的生活小区污水处理主要分为以下步骤：

（1）编写和设计生活小区污水处理系统且对应进行实时监控

（2）绘制污水处理的工艺流程并且选择合适的PLC控制器，合理的分配I/O接口

（3）利用组态软件和实时监控系统分析整个运行过程

（4）对课程的研究进行总结与展望

参考文献

1、文献类型有：

2、王万丽-三菱系列PLC王万丽[M]人民邮电出版社，2009

3、高强-PLC应用技术[M]北京邮电大学出版社,2009

4、宋永昌-触摸屏实用技术（三菱）[M]机械工业出版社，2012

5、刘艳梅-三菱PLC基础与系统设计[M]机械工业出版社，2010