基于PLC的污水处理自动控制系统设计

【摘要】：水资源、水环境是人类生存的基础。随着国家城市化、工业化的快速发展，大量生活废水和工业废水的排放,导致了我国现有水源水质急剧下降，水体污染日益严重。为了保证我国经济的可持续发展，污水处理已经成为城市建设中不可缺少的配套措施。近年来，随着人们对水环境保护的关注和需求不断增强，污水处理过程自动化程度的不断提高，大量的先进控制技术和设备被运用到了对污水处理过程来，为了提高污水处理的效率以及经济效益，设计一套有效的监控系统十分必要。 论文以霍利威尔公司的Allen-Bradley品牌PLC作为平台，通过一个现实的工程案例，介绍了PLC控制系统在污水治理工艺中的应用。在平台中，以PLC为控制器，结合各种在线仪表，完成对污水水质（如：PH值、COD值）的检测，根据污水处理过程的特点以及设备控制要求完成了对现场设备的控制；工作人员通过监控系统可以在远程控制模式下实现对污水厂的监控，同时系统还设计报表功能，供工作人员后期分析。一般来说，污水处理过程存在大时滞、非线性、强干扰等特点，很难对污水处理过程建立精确模型进行控制。本案例通过分析污水处理过程机理，同时根据实际应用中的污水处理的各工艺环节设计了污水处理控制系统的整体的DCS结构及通讯网络层次，并对重点的工艺处理环节有详细的程序及控制说明。 设计的污水处理自控系统可以通过中央监控系统的管理层和PLC控制站的现场层实现完整的污水处理过程,并完成整个污水处理厂全工艺流程的监控和调度管理;在控制效果上，精确性、便捷性、兼容性这几方面都得以实现并达到了预期的目标。因此，本文对污水处理控制系统有一定的现实意义。 【关键词】：污水处理工艺 PLC DCS通讯网络
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 插图索引10-12
• 附表索引12-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 概论13-14
• 1.2 国内外污水处理研究状况及技术展望14-17
• 1.2.1 国外污水处理研究状况14-15
• 1.2.2 国内污水处理研究状况15-16
• 1.2.3 污水处理技术展望16-17
• 1.3 本课题的研究任务17-18
• 第2章 污水处理工艺简介18-22
• 2.1 污水概论18-19
• 2.1.1 城市污水的组成18
• 2.1.2 污水主要水质指标18-19
• 2.2 污水处理工艺使用的方法19-22
• 2.2.1 污水处理方法分类19
• 2.2.2 污水处理分级19-21
• 2.2.3 城市污水处理工艺选择一般原则21-22
• 第3章 AB 系列 PLC 介绍22-35
• 3.1 可编程逻辑控制器(PLC)概述22
• 3.2 AB 公司 PLC 平台 RSlogix5000 控制系统简介22-25
• 3.2.1 RSlogix5000 控制系统的信息流22-23
• 3.2.2 RSlogix5000 系统的基本结构和控制功能23
• 3.2.3 RSlogix5000 控制器类型和系统网络类型23-24
• 3.2.4 RSlogix5000 系统编程环境24-25
• 3.3 RSlogix5000 硬件平台及其特性25-26
• 3.3.1 RSlogix5000 系统硬件基本结构25
• 3.3.2 RSlogix5000 系统控制器特性25-26
• 3.4 RSlogix5000 控制器的在线连接26-28
• 3.4.1 通过 RSlinx 组态软件进行网络组态26-27
• 3.4.2 RSlogix5000 控制器在线运行模式27-28
• 3.4.3 RSlogix5000 控制器的在线操作28
• 3.5 在 RSlogix5000 PLC 平台上建立项目及编程28-35
• 3.5.1 如何在 RSlogix5000 上建立新项目28-29
• 3.5.2 创建程序文件29-30
• 3.5.3 创建数据文件30-32
• 3.5.4 运用梯形图进行程序的编辑32-35
• 第4章 污水处理厂的 PLC 控制系统整体设计35-41
• 4.1 污水处理厂 PLC 控制系统的设计原则35-36
• 4.2 污水处理厂 PLC 控制系统的总体设计36-41
• 4.2.1 污水处理工艺流程及水质指标36-37
• 4.2.2 自控及网络系统总体设计37-39
• 4.2.3 污水处理厂工程自控系统实现的功能39-41
• 第5章 污水处理控制系统各控制站设计41-69
• 5.1 中心控制室主站41-44
• 5.1.1 中心控制室站组成41
• 5.1.2 中心控制室站的主要功能41-44
• 5.2 配电间 PLC1 控制主站44-50
• 5.2.1 AAO 生物反应池的曝气与可调堰开度控制45-47
• 5.2.2 氧化沟反应池的曝气与推流控制47-48
• 5.2.3 回流污泥泵循环运行与水位控制48-50
• 5.2.4 剩余污泥泵运行与二沉池刮泥机控制50
• 5.3 预处理配电间 PLC1-I01 控制子站50-54
• 5.3.1 进水提升泵的控制51-52
• 5.3.2 粗细格栅系统控制52-54
• 5.3.3 输送机与旋流除砂系统控制54
• 5.4 污泥脱水间 PLC2 控制主站54-55
• 5.4.1 污泥脱水系统控制方式54-55
• 5.5 加氯加药间 PLC3 控制主站55-57
• 5.6 滤池操作间 PLC4 控制主站57-69
• 5.6.1 活性砂滤池控制方式58-59
• 5.6.2 活性砂滤池相关控制程序59-69
• 结论69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73

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