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毕业设计（论文）

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毕业设计（论文）报告

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自动化毕业设计(论文)-电气控制PLC水处理系统设计

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自动化毕业设计(论文)-电气控制PLC水处理系统设计

摘要：本文针对水处理系统自动化控制的需求，提出了一种基于PLC的电气控制水处理系统设计方案。通过对水处理工艺流程的深入分析，设计了系统的整体架构和各个模块的功能。详细阐述了PLC控制系统的硬件选型、软件编程以及系统调试方法。实验结果表明，该系统具有稳定可靠、操作简便、易于维护等优点，为水处理系统的自动化控制提供了有效的解决方案。

随着工业生产和生活用水的需求日益增长，水处理技术在水环境治理和水资源保护方面发挥着越来越重要的作用。传统的手动控制水处理系统存在着自动化程度低、效率低、劳动强度大等问题，已经无法满足现代水处理工艺的需求。因此，研究开发一种基于PLC的电气控制水处理系统具有重要的实际意义。本文旨在探讨PLC在水处理系统中的应用，提出一种自动化程度高、运行稳定、易于维护的电气控制水处理系统设计方案。

第一章绪论

1.1水处理技术概述

(1)水处理技术是水资源保护与利用的重要手段，它通过物理、化学和生物等方法对水体中的污染物进行去除，以实现水质的净化和资源化利用。在全球水资源日益紧张和环境污染问题日益突出的背景下，水处理技术的发展和应用显得尤为重要。据世界卫生组织（WHO）统计，全球约有7.8亿人无法获得安全的饮用水，而水处理技术的进步对于改善这一状况具有直接的影响。

(2)水处理技术主要包括预处理、主体处理和深度处理三个阶段。预处理阶段通常包括沉淀、过滤、絮凝等步骤，旨在去除水体中的悬浮物、胶体和部分有机物。主体处理阶段主要采用生物处理、化学处理和物理化学处理等方法，如活性污泥法、生物膜法、混凝沉淀法等，以去除水中的溶解性有机物、氮、磷等污染物。深度处理阶段则侧重于去除处理过程中未能完全去除的污染物，如消毒、去除重金属等，以确保出水水质达到国家标准。

(3)以我国为例，近年来，随着城市化进程的加快和工业生产的扩大，水污染问题日益严重。根据中国环境监测总站的数据，2019年全国地表水水质监测结果显示，劣V类水质的比例为11.3%，较2018年有所下降。在众多水处理技术中，膜分离技术因其高效、可靠、操作简便等优点，得到了广泛应用。例如，在长江经济带的水处理项目中，膜分离技术被用于处理工业废水，有效提高了废水的回用率，减少了污染物排放。

1.2PLC在水处理系统中的应用

(1)可编程逻辑控制器（PLC）作为一种先进的工业自动化控制设备，因其结构简单、可靠性高、编程灵活等特点，在水处理系统中得到了广泛应用。据统计，全球PLC市场在2019年的规模已达到约100亿美元，预计到2025年将增长至150亿美元。PLC在水处理系统中的应用主要体现在以下几个方面：首先，PLC可以实现对水处理设备的高效控制，如调节阀门、泵的启停和流量等；其次，PLC能够实时监测水处理过程中的各项参数，如pH值、浊度、余氯等，确保出水水质稳定；最后，PLC具有强大的数据处理能力，能够对水处理系统进行优化控制，提高运行效率。

(2)在实际案例中，某污水处理厂采用PLC对整个水处理过程进行自动化控制，取得了显著成效。该厂原有水处理系统采用传统的手动控制方式，不仅效率低下，而且难以保证出水水质。通过引入PLC控制系统，实现了对污水进水流量、污泥浓度、曝气量等关键参数的实时监测和精确控制。据统计，PLC系统投入运行后，污水处理效率提高了30%，出水水质达到了国家一级排放标准。此外，系统运行稳定，故障率降低了50%，维护成本也相应减少。

(3)另一例是某自来水厂在升级改造过程中，将原有的模拟控制系统更换为PLC控制系统。改造前，自来水厂的水处理系统存在自动化程度低、运行效率低、能耗高的问题。采用PLC控制系统后，实现了对水源地水质监测、原水预处理、水处理工艺流程、清水输送等环节的自动化控制。据厂方统计，PLC系统运行后，原水处理效率提高了25%，清水输送效率提高了20%，同时降低了30%的能耗。此外，系统具有远程监控和故障诊断功能，提高了运行安全性。

1.3本文研究内容与目标

(1)本文针对水处理系统自动化控制的需求，旨在设计并实现一种基于PLC的电气控制水处理系统。研究内容包括对现有水处理工艺的深入分析，确定系统控制需求，选择合适的PLC硬件和软件平台，以及开发相应的控制策略。具体研究目标包括：一是优化水处理工艺流程，提高水处理效率；二是设计可靠的PLC控制系统，实现水处理过程的自动化和智能化；三是通过实验验证系统性能，确保出水水质达到国家标准。

(2)本研究的目标是