基于PLC工业污水处理控制系统的设计

基于PLC的污水处理自动控制系统研究1. 引言1.1 研究背景污水处理是保障环境卫生和人类健康的重要工作，而自动控制系统在污水处理过程中的应用已经成为提高处理效率和节约能源的重要手段。

传统的污水处理系统存在操作复杂、维护成本高等问题，而基于PLC的污水处理自动控制系统则能够实现自动化控制，提高处理效率，减少人力资源成本，实现节能减排的目标。

随着工业化和城市化进程的不断加快，污水处理系统的规模和需求也在不断增加，对系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求。

借助PLC技术，污水处理过程中的各种参数监测与控制可以更加精准和可靠，同时PLC系统的可编程性和灵活性也为系统的优化提供了更多可能性。

研究基于PLC的污水处理自动控制系统，对于提高污水处理效率、降低运行成本、实现智能化管理具有重要意义。

本文旨在探讨基于PLC技术的污水处理自动控制系统的设计与实现，为我国污水处理领域的技术创新和发展提供参考和借鉴。

1.2 研究目的本研究的主要目的是探讨基于PLC的污水处理自动控制系统在实际应用中的效果和优势。

通过对比传统的手动控制系统和基于PLC的自动控制系统，分析其在污水处理中的应用效果，验证基于PLC的控制系统在提高处理效率、节约能源消耗、减少人力成本等方面的优势。

通过本研究还可以为污水处理领域的自动化技术提供更多实践经验和借鉴，为提高污水处理的自动化水平和技术含量提供参考和指导。

通过本研究的目的是为了推动污水处理领域的技术创新和发展，提高污水处理的效率和质量，为环境保护和资源利用做出更大的贡献。

1.3 研究意义在现代社会，随着城市化进程的加快和工业化的发展，污水处理逐渐成为一个重要的环境问题。

传统的污水处理方法存在着设备运行成本高、效率低、操作不便等问题。

研究基于PLC的污水处理自动控制系统具有极其重要的意义。

基于PLC的污水处理自动控制系统能够实现对污水处理过程的自动化监测和控制，提高了系统的稳定性和效率。

通过PLC 控制系统，可以实时监测污水处理设备的运行状态，及时调整处理参数，确保设备正常运行，有效提高污水处理效率，并降低运行成本。

基于 PLC的污水处理控制系统的设计摘要：在实施现代化工业生产的过程中，多种生产污水会随之产生。

为此以污水处理设备为基础建立的工业污水处理系统逐渐的建立完善，污水处理设备本身的体积结构较为庞大，各个环节之中所涉及到的单元电气设备本身分布较为凌乱，在实施操作的过程中往往需要多种方式进行协调沟通处理，继而逐渐稳定其内部工作核心，随之也会产生大量的人力资源成本消耗。

本文结合触摸屏相关理论，以人机交互媒介为基础，设计了一套可编程的操作方式，将可编程的逻辑控制器（PLC）作为主控的单元结构，结合多种传感器和执行机构内容，设计出了一套能够集中实施污水处理评价管理的控制系统结构。

这种结构不仅集成化的程度相对较高，同时运作能力相对稳定，能够为污水处理提供一定的支撑保障。

关键词：污水处理；控制系统；PLC在现代工业生产的过程中，由于生产方式、加工手段、使用材料等多种内容的影响，在生产中会产生大量的污水，要想更好地推动可持续发展战略落地，就要求工业生产部门严格管控当前的污水处理工作模式，加快内部管理协调，对内部的各项设备进行统筹管理，继而全面提升污水处理的质量。

而在实施污水处理的过程中，由于污水处理本身的设备体积相对较大，各种仪器仪表和电机设备等内容都需要多个方面的控制单元进行集中管理，但是因为技术原因实际的控制单元的分布相对较为松散，不能达到实时的监控管理。

不仅需要手动管理对各个电机进行启动停止管控，转速分析制动，也需要对仪器仪表上所显示出的数字内容进行一定的研究分析，其操作的实际难度相对较高，很容易因为错误的操作方式导致危险的产生，让生产企业造成巨大损失。

可编程的逻辑控制器（PLC）的产生其本身的可靠性相对较高，编程更加容易，研发周期相对较短，较为适合对于接触器控制的系统实施全面的改造优化。

本身结合当前经常使用的触摸屏，并且以此为基础，将其作为人机交互的媒介内容，PLC本身作为主控的单元结构，结合多种传感器设备和执行的机构环境，设计出了一套能够集中实施污水评价处理的控制系统。

毕业论文题目基于PLC工业污水处理控制系统的设计学生姓名李世禹学号 ***********学院信息与控制学院专业电气工程及其自动化指导教师袁安富二Ｏ一七年五月二十五日目录1 绪论................................................................. - 1 -2 国内外现状......................................................... - 1 -2.1国内现状......................................................... - 1 -2.2国外现状......................................................... - 2 -2.3所存在的问题..................................................... - 2 -3 本文目标及实施思路.............................................. - 3 -3.1系统设计目标与相应功能........................................... - 3 -3.2处理工艺的选择及其控制要求....................................... - 3 -3.2.1 SBR污水处理工艺........................................... - 3 -3.2.2该工艺对控制系统（PLC）要求................................ - 4 -3.3PLC的选型及介绍.................................................. - 4 -3.3.1可编程控制器（PLC）的选择.................................. - 4 -3.3.2 S7-300 系列主要组成模块 ................................... - 4 -3.3.3本系统中所使用的信号模块................................... - 6 -3.3.4 STEP7软件的介绍........................................... - 6 -3.4传感器的选择..................................................... - 6 -3.4.1浮球式传感器（水位开关）................................... - 6 -3.4.2 pH酸碱度传感器............................................ - 7 -4 污水处理系统软硬件分析设计 ................................... - 7 -4.1系统中设备运行流程............................................... - 7 -4.2系统所需硬件及其电路图........................................... - 8 -4.3 PLC硬件组态的搭建及设备的I/O表。

摘要本论文主要研究污水处理系统的PLC控制系统，随着城市的快速发展，环境问题显得日益重要。

污水是破坏环境的一个重要因素，目前中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水站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，具有重要的意义。

文章首先介绍了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。

然后以SBR污水处理工艺为例，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。

建立高度自动化污水处理站，不仅可以加强整个系统的可靠性、准确性，还可以减少劳动强度，降低处理成本和节约能源。

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AbstractMy main research is the PLC control system of sewage treatment. With the rapid development of cities, the environment becomes more and more important. Wastewater is one of the major factor of pollute the environment. The automatic controlling system of wastewater treatment is not very advanced in China. The water qualities of the treated wastewater are unstable. So PLC control system’s basic principle and step, then with the SBR wastewater treatment craft for example to illustrate the PLC in the application in the wastewater treatment process. Designed the electricity control of equipments and automatically control circuit according to the sewage treatment requirements, mainly include the start and stop of equipments, the state of the signal and so on. Finally design PLC control system according to the technological requirements, include the PLC type selection, the allocation of system resources and draw up PLC procedure according to the wastewater treatment craft.Establish a the system’s reliability but also may reduce the labor intensity and reduce processing costs and save energy. The establishment of sewage treatment plant’s automatic control system will reduce the production and maintenance costs, also can reduce production and maintenance workers in the labor intensity.Key words: sewage treatment; PLC; Hardware disposition; Software design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2课题目的和意义 (5)1.3国内外发展现状 (6)1.4本文研究的主要内容 (7)第2章污水处理系统工艺流程 (8)2.1SBR的结构及工作原理 (8)2.2PLC控制系统设计原则与步骤 (9)2.3污水处理工艺过程阐述 (10)2.4PLC与MCGS组态软件的通信 (11)2.5本章小结 (13)第3章电气控制系统方案的选择及硬件设计 (14)3.1PLC的工作原理 (14)3.1.1 循环扫描技术 (14)3.1.2 PLC的输入输出响应时间 (15)3.2SBR污水处理电气控制系统设计要求 (15)3.3SBR污水处理电气控制系统的总体设计 (16)3.3.1 设计过程 (16)3.3.2 控制系统方案设计 (17)3.3.3SBR污水处理电气控制系统硬件电路设计 (17)3.4本章小结 (25)第4章污水处理系统的软件设计 (26)4.1污水处理系统软件设计的总体概述 (26)4.2污水处理各个子程序的设计 (26)4.2.1 粗、细格栅除污机控制子程序的设计 (26)4.2.2 进水阀门控制子程序的设计 (28)4.2.3 空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵控制子程序的设计 (29)4.2.4 滗水器控制子程序的设计 (30)4.3本章小结 (31)第5章MCGS组态软件在本系统中的应用 (32)5.1对上位机监控软件的要求 (32)5.2上位机设计 (32)5.2.1 定义数据对象 (33)5.2.2 主画面的设计 (35)5.2.3 实时报警 (38)5.2.4 设备与变量连接 (39)5.3程序调试运行及安全机制 (40)5.4本章小结 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)第1章绪论1.1课题背景地球虽然有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。

基于PLC控制的污水处理系统毕业设计河南理工大学毕业设计（论文）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。

本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，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PLC在污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，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器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号、故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、系统资源配置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I河南理工大学毕业设计（论文）AbstractAt present, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, mismanagement, efficiency is generally lower than the world standard.Sewage treatment system in the aeration process control, data communications and monitoring and management are the main issues that need to be resolved. China sewage treatment automatic control system is relatively backward, the high cost of sewage treatment, sewage plant's treated effluent quality of instability, how to establish effective automatic control system to optimize the operating results, and reduce operating costs is of great significance.This paper introduces the basic techniques and processes of plant sewage treatment, and a sewage treatment system based on PLC control study design. The article first introduces the PLC-based sewage treatment process and related process control system, control system hardware architecture and design, operating principles and the basic principles of the design of PLC control system and the steps to illustrate the application of PLC in the sewage treatment process. First design of electrical control and automatic control circuit according to the sewage treatment requirements, includingstart and stop equipment, status signal fault signal, and signal acquisition, the final design of PLC control system in accordance with the process requirements, including the selection of the PLC, the system allocation of resources, as well as the preparation of the PLC program in accordance with the sewage treatment process.Key words: sewage treatment the PLC processII河南理工大学毕业设计（论文）目录1 绪论 ........................................................................... ........................................................... 1 1.1课题的背景 ........................................................................... ............................................ 1 1.2工业污水处理的国内外现状 ........................................................................... ................ 2 1.3课题主要设计的内容 ........................................................................... ............................ 3 2 工业污水处理控制系统总体介绍 ........................................................................... ............. 4 2.1工业污水处理基本概念 ........................................................................... ........................ 4 2.2 常用的工业污水处理工艺 ........................................................................... ................... 4 2.3本设计系统工业污水处理工艺及描述 ...........................................................................9 2.4工业污水处理系统控制形式 ........................................................................... .............. 10 2.5工业污水处理系统的功能要求 ........................................................................... .......... 11 2.5.1信号输入 ........................................................................... ....................................... 11 2.5.2控制输出信号 ........................................................................... ............................... 12 3 硬件系统配置 ........................................................................... ........................................... 13 3.1主要组成部分 ........................................................................... ...................................... 13 3.2电气控制系统 ........................................................................... ...................................... 14 3.3工业污水处理系统的工作原理 ........................................................................... .......... 15 3.3.1控制系统总体框图 ........................................................................... ....................... 15 3.3.2工作过程 ........................................................................... ....................................... 15 3.3.3工业污水处理系统主电路设计 ........................................................................... ... 16 3.4 PLC的选型 ........................................................................... .................................... 16 3.4.1 PLC的选择 ........................................................................... .............................. 16 3.4.2 S7-200 PLC概述 ........................................................................... .......................... 17 3.5 PLC的I/O资源配置 ........................................................................... .......................... 18 3.5.1数字量输入部分 ........................................................................... ........................... 18 3.5.2数字量输出部分 ........................................................................... ........................... 18 3.5.3模拟量输入部分 ........................................................................... ........................... 19 3.5.4 模拟量输出部分 ........................................................................... ........................ 19 3.6其他资源配置 ........................................................................... ...................................... 20 3.6.1接触器选型 ........................................................................... ................................... 20 3.6.2变频器简介 ........................................................................... .. (21)III河南理工大学毕业设计（论文）3.6.3变频与变压(VVVF)原理 ........................................................................... .............. 21 3.6.4变频调速的基本原理 ........................................................................... ................... 22 3.6.5变频器选型 ........................................................................... ................................... 23 3.6.6变频器参数设置 ........................................................................... ........................... 23 3.6.7电动机的选型 ........................................................................... ............................... 24 3.6.8液位差计 ........................................................................... ....................................... 25 3.6.9溶解氧仪 ........................................................................... ....................................... 25 4 软件系统设计 ........................................................................... ........................................... 27 4.1总体流程设计 ........................................................................... ...................................... 27 4.1.1手动模式 ........................................................................... ....................................... 27 4.1.2自动模式 ........................................................................... ....................................... 28 4.2曝气过程控制的任务 ........................................................................... .......................... 37 4.3氯气投加环节 ........................................................................... ...................................... 37 4.4絮凝剂投加环节 ............................................................................................................. 38 4.5 PID控制 ........................................................................... .............................................. 38 4.6 PLC和变频器通讯............................................................................ ............................. 39 5 预期效果 ........................................................................... ................................................... 41 5.1硬件系统的调试 ........................................................................... .................................. 41 5.2预期效果 ........................................................................... .............................................. 41 6 结论 ........................................................................... ..................................................... 43 参考文献 ........................................................................... ....................................................... 44 附录 ........................................................................... ........................................................... 45 致谢 ........................................................................... . (58)IV河南理工大学毕业设计（论文）说明书1 绪论1.1课题的背景我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。

基于PLC控制的自动化污水处理系统1. 引言1.1 背景介绍污水处理是一项重要的环保工作，对于改善水质、保护环境具有重要意义。

传统的污水处理系统存在运行稳定性低、能耗高、操作复杂等问题，需要大量人力物力投入。

为了解决这些问题，基于PLC控制的自动化污水处理系统应运而生。

随着城市化进程加快，工业化生产不断增加，污水排放量激增，污水处理压力日益加大。

传统的污水处理系统往往需要大量人力进行监控和调节，运行稳定性较差，且操作复杂，容易出现故障。

急需一种高效、智能的污水处理系统来提高处理效率，减少运行成本，保护环境。

基于PLC控制的自动化污水处理系统，利用程序控制器PLC实现对整个污水处理过程的自动化控制，能够实时监测和调节处理参数，提高运行稳定性和效率，降低能耗，减少人力投入。

该系统的出现，为污水处理行业带来了革命性的变革，是未来环保领域的重要发展方向。

1.2 研究目的研究目的是通过基于PLC控制的自动化污水处理系统，实现对污水处理过程的智能化、自动化管理，提高处理效率和质量，减少人工干预，降低运行成本。

通过研究探讨系统的可靠性和稳定性，提高污水处理系统的操作性和可持续性，为环境保护和资源回收提供技术支持。

本研究旨在探索使用PLC控制技术在污水处理领域的应用前景，并为相关行业提供技术参考和支持。

通过深入研究和实践，将为污水处理行业带来可持续的发展和创新，推动行业的进步和提升，实现环境保护和可持续发展的目标。

1.3 研究意义污水处理对于环境保护和人类健康具有重要意义。

随着工业化和城市化的发展，污水处理成为了一个重要的问题。

传统的污水处理方法存在着效率低、设备老化、运行成本高等问题，因此需要不断进步和改进。

基于PLC控制的自动化污水处理系统具有监测精度高、运行稳定、节能环保等优势，可以更好地满足现代社会对水质要求的高标准。

研究基于PLC控制的自动化污水处理系统的意义在于提高污水处理的效率和质量，减少对环境的污染，保护水资源，保障人类健康。

基于PLC的工业污水处理控制系统设计方案摘要我国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。

本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，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污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，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器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC 的选型、系统资源配置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 (I)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)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)附录Ⅰ部分主要程序介绍 (41)附录Ⅱ (50)附录Ⅲ (51)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。

近年来，随着科技的不断发展和人民生活水平的提高，当今社会受到污水污染环境的问题越来越严重，工业污水和居民污水治理已经刻不容缓，为此，世界各国都在为解决污水处理问题上投入了大量的金钱和人力。随着当前高新技术的不断发展和完善，人们迫切希望找到一种高效快捷的方法来对污水进行系统的处理。为此PLC以其编程简单、成本低等特点受到了各国研究人员的青睐。本课题首先针对国内外污水处理现状进行了解，并从中找到适合本次设计的方法，本文主要设计思路首先是通过对系统的硬件设计与选型，确定好系统中设备的I/O分配，通过设备功能设计出系统中的程序。本次设计的程序有自动排污程序、手动排污程序和报警指示程序。利用STEP7-MicroWINSMART软件，编写污水处理系统中所设计的程序。并将所设计的程序编译并保存为awl文件，并将该文件通过S7-200仿真软件进行程序的模拟运行，查看程序设计是否正确。最后利用组态王软件去建立出污水处理系统的实物动态模拟系统，并模拟出污水处理系统完整的去污过程。 目 录

一、绪论 ............................................................................................................................................................... 3 （一）选题背景 ..................................................................................................................... 3 （二）选题的国内外发展现状 ............................................................................................. 3 1.国内发展现状 ........................................................................................................... 3 2.国外发展现状 ........................................................................................................... 3 （三）选题的研究目的与意义 ............................................................................................. 4 1.研究目的 ................................................................................................................... 4 2.研究意义 ................................................................................................................... 4 二、PLC简介 ...................................................................................................................................................... 5 （一）PLC的组成 ................................................................................................................ 5 （二）PLC的特点 ................................................................................................................ 5 （三）PLC的运用领域和工作原理 .................................................................................... 6 1.PLC的运用领域 ....................................................................................................... 6 2.PLC的工作原理 ....................................................................................................... 6 （二）PLC控制系统的设计原则和设计步骤 .................................................................... 7 1.设计原则 ................................................................................................................... 7 2.设计步骤 ................................................................................................................... 7 三、污水处理系统的硬件设计 ........................................................................................................................ 9 （一）污水处理的过程和设备控制过程 ............................................................................. 9 1.污水处理的过程 ....................................................................................................... 9 2.设备控制过程 ......................................................................................................... 10 （二）污水处理控制系统的PLC选型和I/O分配 .......................................................... 10 1.PLC的选型 ............................................................................................................. 10 2.PLCI/0分配 ............................................................................................................ 11 （三）污水处理系统的器件选型 ....................................................................................... 11 1.罗茨鼓风机 ............................................................................................................. 11 2.回流泵 ..................................................................................................................... 12 3.滗水器 ..................................................................................................................... 12 4.电动蝶阀 ................................................................................................................. 12 5.传感器 ..................................................................................................................... 12 （四）PLC接线连接图 ...................................................................................................... 12 四、污水处理系统的软件设计 ...................................................................................................................... 13 （一）PLC的程序设计流程图 .......................................................................................... 13 （二）PLC的程序 .............................................................................................................. 14 （三）仿真软件的运用 ....................................................................................................... 18 （四）仿真运行结果与分析 ............................................................................................... 21 五、组态王的仿真与模拟 ............................................................................................................................... 23 （一）组态王软件 ............................................................................................................... 23 （二）组态软件与PLC的通信设置 ................................................................................. 23 （三）变量和数据的定义 ................................................................................................... 29 （四）数据采集的实现 ....................................................................................................... 29 （五）污水处理控制系统监控程序 ................................................................................... 30 六、结论 ............................................................................................................................................................. 30 参考文献 ............................................................................................................................................................. 31 致谢 ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

基于PLC污水处理控制系统目录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从“七五”国家科技攻关开始逐步进行研究。

“七五”1和“八五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术方面的研究较多，以这些成果为设计依据，建立了一些氧化塘、土地处理等污水示范工程。

在人工处理技术方面，“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物膜、一体化氧化沟技术进行了深入研究。

研究成果己被应用于大批工业污水处理厂。

污水厂污泥处置问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。

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，大规模的水污染管理是在第二次天下大战后，随着50年月经济的发达发展带来的60年月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年月末，美国投入了数千亿美元兴建了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度的水体污染改善起了关键的作用，也为人类管理水污染积聚了丰富的经验。

目前，这些国度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成效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了严重的作用。

1.2课题的背景未来10年，中国工业污水处理工程工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设备投入约300亿元。

采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中遍及采用先进的自动控制技术，是推动环保财产升级，实现环保发展战略的重要环节。

基于PLC的污水处理控制系统设计摘要：随着城市化进程的加快和环境污染问题的日益严重，污水处理成为一个极具挑战性和重要的领域。

本文就基于PLC(可编程逻辑控制器)的污水处理控制系统进行设计和研究，旨在提高污水处理效率，减少环境污染。

1.引言随着经济和人口的快速增长，城市中产生的废水量也越来越多。

如果不进行处理，这些污水将对环境和公共健康带来巨大的威胁。

因此，污水处理成为必不可少的环节。

PLC作为一种先进、高性能的自动控制设备，具有可编程和高稳定性的特点，被广泛应用于各个领域。

本文将介绍基于PLC的污水处理控制系统的设计原理、组成部分以及关键功能。

2.设计原理基于PLC的污水处理控制系统的设计原理是通过对污水处理的各个环节进行分析，确定合适的控制策略并通过PLC实现。

主要包括以下几个步骤：(1) 传感器检测：通过安装各种传感器，如液位传感器、流量传感器等，实时监测污水处理过程中的状态参数。

(2) 信号处理：将传感器采集到的信号进行处理，将其转化为PLC可以识别和处理的数字信号。

(3) 控制策略确定：根据监测到的参数和系统要求，确定合适的控制策略，包括设定阈值、控制模式和控制命令等。

(4) 控制信号输出：将控制策略经过PLC的程序运算后，输出相应的控制信号，控制执行器执行相应操作。

3.组成部分基于PLC的污水处理控制系统主要由传感器、PLC、执行器和人机界面组成。

(1) 传感器：用于监测和采集污水处理过程中的各项参数，如液位、流量、温度等。

传感器将采集到的信号发送给PLC进行处理。

(2) PLC：作为控制系统的核心，接收传感器发送的信号，并根据预设的控制策略进行运算和判断，最后输出相应的控制信号。

(3) 执行器：根据PLC输出的控制信号，执行相应操作，如开关阀门、调节泵的转速等。

(4) 人机界面：通过人机界面，操作人员可以实时监测和控制整个污水处理系统。

人机界面将PLC处理的数据可视化，并提供控制和报警功能。

基于PLC控制的自动化污水处理系统1. 引言1.1 背景介绍现代社会对环境保护和资源节约的重视日益增强，污水处理成为环境保护的重要环节之一。

传统的污水处理方法主要依靠人工操作，存在着运行成本高、效率低、对操作人员的依赖性强等问题。

而基于PLC控制的自动化污水处理系统则能够实现智能化、高效化的运行，有望成为未来污水处理领域的重要发展方向。

随着信息技术和自动化技术的不断发展，PLC控制系统已广泛应用于工业控制领域。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机，具有高可靠性、灵活性和强大的控制能力。

在自动化污水处理系统中，PLC可以实现对整个系统的自动控制和监测，确保污水处理过程的稳定运行和高效处理。

本文将介绍基于PLC控制的自动化污水处理系统的设计原理及实施过程，探讨其在污水处理领域的可行性和优势，为未来污水处理技术的发展提供参考和借鉴。

部分旨在引入读者对于自动化污水处理系统的发展背景和现状，为后续内容的深入讨论做铺垫。

1.2 研究目的研究目的是探讨基于PLC控制的自动化污水处理系统在实际应用中的有效性和可行性，验证其在提高污水处理效率、降低运行成本和减少人为干预方面的优势。

通过本研究，旨在为污水处理行业提供一种更智能、高效的处理方案，促进污水处理领域的技术创新和发展。

通过对自动化污水处理系统的设计、实施和评估，提高污水处理工程的可靠性和稳定性，为实现清洁环境和可持续发展作出贡献。

最终目的是为了更好地保护环境、改善生活质量，推动社会经济可持续发展。

1.3 研究意义自动化污水处理系统的研究意义主要体现在以下几个方面：自动化污水处理系统可以提高污水处理的效率和稳定性。

传统的污水处理系统需要大量人工操作，而自动化系统可以根据预设的程序自动进行处理，减少人为因素对处理效果的影响，提高系统的稳定性和处理效率。

自动化污水处理系统可以减少人力成本和提高工作安全性。

基于PLC的污水处理控制系统设计基于PLC的污水处理控制系统设计摘要：污水处理是一项重要的环境保护工作，它涉及到对废水中的有害物质进行有效去除和处理，以保护水资源的安全和保障生态环境的健康。

传统的污水处理控制系统通常采用传统的电气控制方式，存在操作复杂、控制精度低等问题。

本文提出了一种基于PLC（可编程控制器）的污水处理控制系统设计方案，通过PLC控制技术和网络通信技术，实现对污水处理过程的自动化控制，并进行了系统建模与仿真验证。

关键词：PLC、污水处理、控制系统、自动化控制、系统建模1. 引言随着工业化进程的不断加快和城市化进程的不断深入，废水排放量不断增加，严重影响到水环境的质量和水资源的可持续利用。

为了实现对废水进行高效处理和净化，提高水资源的利用效率和环境保护水平，研究和设计一种高效可靠的污水处理控制系统至关重要。

2. 污水处理控制系统概述污水处理控制系统是指对污水处理过程中的各个环节进行监控和控制，并根据实际情况进行调整和优化的系统。

传统的污水处理控制系统主要采用PLC控制技术，通过传感器采集废水处理过程中的关键参数，如水位、PH值、浊度等，然后将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

但传统的污水处理控制系统存在操作复杂、控制精度低等问题，不利于实现对废水处理过程的自动化控制和优化。

3. 基于PLC的污水处理控制系统设计方案为了解决传统污水处理控制系统存在的问题，本文提出了一种基于PLC的污水处理控制系统设计方案。

该系统主要包括数据采集模块、PLC控制模块、通信模块和人机界面模块。

3.1 数据采集模块数据采集模块通过传感器对污水处理过程中的关键参数进行实时采集，并将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

数据采集模块主要包括传感器模块和数据传输模块。

传感器模块负责对污水处理过程中的水位、PH值、浊度等参数进行实时采集，数据传输模块负责将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

3.2 PLC控制模块PLC控制模块是整个系统的核心部分，它负责对采集到的数据进行处理和控制，以实现对污水处理过程的自动化控制。

开题报告电气工程及其自动化基于PLC的污水处理控制系统设计一、课题研究意义及现状我国是一个严重缺水的国家，水资源的匮乏和污染已经严重的影响了人民的日常生活以及我国的经济建设和发展。

我国城市污水处理的电耗为0.365k Wh/m3、日本为0.304k Wh/m3、美国为0.243k Wh/m3，并且我们的工作人员还要比这些国家多，但是我国城市污水处理深度却远不如这些国家。

造成这种结果的原因主要是：污水处理厂管理水平低、自动控制手段差。

因此建设符合我国国情的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境等具有重要意义。

我国现有城市污水处理厂大部分采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。

批序式活性污泥法简称SBR，是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺。

与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳定生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。

与其他的处理工艺相比，SBR 工艺具有工艺流程简单，造价低，运行稳定，处理效率高，出水水质好净化效果好等优点，且工艺过程中各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

本次研究的课题是利用PLC技术来实现污水处理系统的控制。

PLC是以嵌入式CPU为核心，加上输入、输出等模块。

PLC的程序设计大多采用类似于继电器控制线路的梯形语言。

这样我们可以很方便的根据污水处理的各个功能，来编写出程序语言。

从而实现污水处理各个功能，完成控制系统所需要达到的设计要求。

二、课题研究的主要内容和预期目标1．主要内容完成一个污水处理控制系统的设计，主控部分用PLC来实现，具体实施可以参照某一实际过程设定。

系统总体指标及功能要求：研究污水处理的发展及现状，分析污水处理的工艺流程；研究PLC控制系统的硬件结构、运行原理以及PLC控制系统的设计原则和步骤；具体分析污水处理工艺流程，确定被控对象，给出具体实施方案和综合考虑；硬件电路设计，进行PLC选型、I/O点数分配和综合电气控制设置等考虑，并结合应用考虑给出电气控制详图；对污水处理工艺各环节进行具体的软件编程，给出系统控制的程序框图、控制梯形图和具体程序等；综合考虑安全性和可靠性等问题。