基于PLC的污水处理系统的设计设计要点.doc
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毕业设计要点
本文介绍了城市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。
作者通过阅读学习相关资料,对该课题的研究现状进行了系统的综述。并进行了如下的研究工作:
1.了解了污水处理的发展以及现状,并对污水处理工艺进分析,其中又以SBR法作为重点分析。
2.对PLC控制系统进行学习,通过对系统的控制要求来确定被控对象,对PLC进行选型和I/O配置。
3.硬件电路分析。
4.根据工艺流程各环节的控制要求进行程序的编写。
毕业设计总结
在大学的最后一个学期,我们开始了毕业设计,来对大学这几年来所学知识进行一次综合性的应用考察。经过这几个月的学习,终于完成了毕业设计。在此为我的毕业设计做一个总结。
开始,我被分到了常国祥老师的小组,和金晓明、李大伟等同学一起在常老师的指导下做毕业设计。在经过一番讨论之后,老师为我选的题目为:基于PLC的污水处理系统的设计。拿到题目后,我开始着手准备我的毕业设计了。
从题目上看,可以分为2部分,一部分是污水处理,一部分是PLC控制系统。所以我首先要收集这2方面的资料进行学习。在学校的图书馆里,我上网查找了有关方面的资料,搜集了很多关于污水处理方面的资料,包括污水处理的发展、现状、工艺以及很多污水处理厂的信息。同时,我也借阅了许多PLC相关的书籍,进行了较为细致的学习。在收集够了资料以后,我开始进行题目的设计。
经过对PLC控制系统的设计使我了解到,要想设计一个PLC控制系统,首先要对工艺进行细致的分析,详细了解被控对象和控制要求,这样才能真正明白自己所要完成的任务是什么。所以我首先对污水处理的工艺流程进行了细致的分析。通过学习得知污水处理分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理以及填埋这几个过程,而污水处理又分许多种工艺,我选择了一种自动化程度要求较高,工艺比较简单的SBR法来进行我的设计。SBR法是按流入、反应、沉淀、排水这四个工序,依次在同一个SBR池内周期性运行的。污水从格栅除污机进来,当水位达到一定容积以后,关闭水泵,打开空气阀门、鼓风机,同时池内开始搅拌(曝气等)。经过一定时间以后,完成反应阶段,空气阀门和鼓风机关闭,同时搅拌机与污泥泵也停止运行,开始进入沉淀阶段。经过沉淀后,上层清夜由滗水器排出,而下层污泥由剩余污泥泵排出,这样就完成了整个的污水处理过程。整个过程当中,PLC需要对水泵、鼓风机、污泥泵、空气阀门等电机与闸阀进行启动、停止的控制。
分析完控制对象,明白了控制要求,接下来就该对PLC进行选型了。PLC分为整体式与模块式2种结构。整体式(又称箱体式)结构的PLC由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)单元、电源电路和通信端口等组成,并将这些组装在同一机体内。这种结构的特点是结构简单、体积小、价格低、输入/输出点数固定、实现的功能和控制规模固定,但灵活性较低;模块式(又称组合式)结构的PLC是将中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块,应用时将这些模块根据控制要求插在机架上,各模块间通过机架上的总线互相联系。其中PLC的CPU和存储器设计在一个模块上,有时把电源也放在这一模块上,该模块在总线上的安装位置一般是固定的。模块式的PLC安装完成后,需进行登记,以便PLC对安装在总线上的各模块进行地址确认。模块式的特点是系统构成的灵活性高。可以构成不同控制规模和功能的PLC。考虑到污水处理环境恶劣,并且需要对设备进行分散控制,对灵活度要求较高,所以我决定选用模块式PLC。我所设计的SBR处理工艺用了4个SBR池,所以需要控制的对象比较多,输入输出信号较多,所以PLC的型号选用华光SU-6B系列PLC来进行污水处理控制。华光SU-6B系列PLC的程序容量为15.5K,具有512的I/O点,处理速度为0.33μs,指令种类多达191条,数据寄存器容量为7840个字,有2、4、6、8槽框架以及8、16、32点I/O模块,可灵活组合,构筑经济型、省空间系统,最适用于分散控制的系统。
对于系统的硬件电路,只需要控制电机的启动、停止和通过控制电机的正反转来实现阀门的开关,再就是一些在测量一些模拟量时用到的传感器。接下来就是程序的编写了。
针对工艺流程各个部分的控制要求,我分部分来编写了应用程序。设备的控制要求是:1.开粗格栅机,由时间间隔来控制,开10min,停1h;2.水泵由浮球控制,当集水池水位低的时候,开水泵;当水位超高的时候报警;3.开细格栅机,由时间间隔来控制,开10min,停1h;4.SBR池内进水阀门依次开启, 进水阀门关闭后,空气阀门开启潜水搅拌器和回流污泥泵同时开启。曝气一段时间后关闭空气阀门,潜水搅拌器和回流污泥泵也随之关闭;5. 空气阀门关闭一段时间后,滗水器开始运行。当SB
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