1、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，效率普遍低于世界标准，而且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。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。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。本系统设计的污水处理采用处理工艺， 整个监控系统分为三部分:现场数据采集部分，完成数据采集功能；现场控制单元，分现场控制柜和PLC站，现场控制柜主要完成手动控制，PLC站主要完成数据处理、自动控制及通讯功能；上位监控部分，主要监视现场各工艺流程运行状况并实施远程控制功能。本系统以OMRON公司的PLC作为数据采
2、集及控制单元，配合各种检测仪表和控制设备对污水的液位、流量、pH值、温度及溶解氧浓度等控制量进行数据采集。同时，按照控制要求对各个现场设备如粗细格栅、提升泵、鼓风机等进行相应控制。根据工艺流程和控制要求设立了3个分布站，各站通过以太网与上位机相连。上位机通过组态王和各站进行数据交换，从而实现集中控制。 关键词：污水处理，PLC，工艺流程 AbstractAt present, the majority of our sewage treatment control system automation level is not high, low security, efficiency is
3、generally lower than the world standard. And high cost, the quality of sewage treatment is unstable. In the sewage treatment system, the aeration process control, data communications and monitoring and management are the main issues that need to be resolved. So how to establish effective automatic c
4、ontrol system to optimize the operating results, and reduces operating costs is of great significance.The system of sewage treatment plant using the processing technology, the whole monitoring system is divided into three parts: the field data acquisition, to complete the data acquisition function;
5、field control unit, divided into the control cabinet and PLC station, the control cabinet is mainly to complete the manual control, PLC station mainly completes the data processing, automatic control and communication; PC monitoring section, the main surveillance site the process operating condition
6、s and the implementation of remote control function.This system using OMRON PLC as the data collection and control unit, with a variety of instrumentation and control equipment for sewage liquid level, flow rate, pH value, temperature and dissolved oxygen concentration control data collection, at th
7、e same time, in accordance with the requirements of the control the field equipment such as thickness grille, lifting pump, blower and the corresponding control. The system according to the technical process and control requirements for the establishment of 3 distribution stations, each station thro
8、ugh the Ethernet and the PC connected. PC is using Kingview to exchange data with each station, thus realizing the centralized control.Keywords：Sewage treatment,PLC,process目录摘要IABSTRACTII目录III前言VI第一章绪论11.1城市污水处理国内外发展现状11.2课题研究的目的和意义21.3本论文的主要工作21.4本章小结3第二章城市污水处理的工艺流程42.1 污水处理指标42.2 污水处理的基本工艺方法52.3 本
9、系统采用的工艺介绍62.4 本章小结7第三章城市污水处理控制系统方案设计83.1 设计原则83.2 设计思想83.3 系统构成83.3.1系统结构图83.3.2 各单元功能描述93.4 本章小结10第四章控制系统硬件设计114.1 仪表系统114.1.1 仪表选型原则114.1.2本系统主要仪表114.2 PLC1站设计124.2.1粗格栅124.2.2 提升泵房124.2.3 细格栅134.2.4 曝气沉砂池134.2.5 控制柜设计144.2.5.1 OMRON CJ1M介绍144.2.5.2 PLC1站设计154.2.5.3 PLC1站选型154.3 PLC2站设计174.3.1 鼓风机
10、电器控制原理174.3.2 控制柜设计184.3.2.1 PLC2站设计184.3.2.2 PLC2站选型194.4 PLC3站设计194.4.1 生化反应池194.4.2 二沉池204.4.3 污泥回流泵房204.4.4 污泥贮池204.4.5 控制柜设计214.4.5.1 PLC3站设计214.4.5.2 PLC3站选型214.5 本章小结23第五章控制系统软件设计245.1 PLC编程245.1.1 编程软件245.1.2 PLC编程245.1.2.1 硬件组态245.1.2.2 程序设计255.2 上位监控画面设计295.2.1 图形界面设计295.2.2 定义设备325.2.3 定义
11、变量345.2.4 定义动画连接355.2.5 建立上位机的曲线、报表和报警系统365.2.6 其它设置395.3 系统调试425.4 本章小结43结论44前言随着近年来经济飞速发展对人民的生活也带来了巨大的变化，但城市的基础设施滞后于经济发展，特别是城市污水问题日益突出。为响应国家扩大内需的要求和解决我国在污水处理自动控制系统起步较晚，污水处理效率低和成本高等方面的问题，研究设计适合自己的污水处理系统，解决水污染的问题和水资源匮乏的问题。根据污水处理工艺的不同，每种污水处理模式都有其适应性的问题，在不同的地方根据环境状况选择不同的污水处理工艺非常重要。而本篇论文设计的污水处理自动监控系统采用
12、工艺，论文首先介绍了污水处理的工艺流程，各个部分的功能和控制要求，再以此画出控制流程图，进行网络的配置和连接，最后通过对系统的硬件选型和软件编程和组态进行实现。第一章 绪论 水是生命的源泉，人离不开水。水一旦被污染，它对人类身体的危害、生态环境的破坏是显而易见的。而水污染问题已成为世界各国关注的问题。如今水污染对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大阻碍。据权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水全球至少造成2000 万人死亡。因此，水污染问题越来越被人类重视。1.1 城市污水处理国内外发展现状 随着人口的不断增
13、加，经济的不断发展，人类不但消耗大量的水资源，而且还随意的乱砍滥伐和不合理的放牧以及向环境大量排入污染物，造成水资源环境明显恶化，使全球可利用的淡水日益减少，供需矛盾日益加剧。而供人类使用的淡水仅占地球上总水量的0.34，目前世界60的地区供水不足，许多国家用水紧张。自上个世纪以来，全世界淡水使用量增加了近8 倍。其中，城市生活用水增加了12 倍，工业用水增加了20 倍，且每年仍以5%左右的速度递增。全球目前有14以上的水体约5000 立方千米受到污染，污染导致本来就紧缺的水资源量大减，供需矛盾更加严重。在亚洲有60%的地区缺水；在非洲连年干旱有85%的地区缺水，缺水已直接威胁到生存；美洲，欧
14、洲出现用水紧张的现象，现今全球有80 多个国家正面临着水资源不足，俄罗斯、加拿大也受到威胁，16%的城市人口缺水，约12 亿人严重缺少饮用水，在发展中国家约有10 亿多人达不到安全用水1。 污水处理是经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。污水处理在发达国家已有较成熟的经验。如。英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均已投资对因工业革命和经济发展带来的水污染进行治理；日本、新加坡、美国、澳大利亚等国家也对污水处理给予了较大的投资，特别是新加坡并没有走先污染后治理的道路，而是采取经济与环境协调发展的政策。国外对污水的处理主要是通过建造污水处理厂。美国平均每1 万人拥有一座污水处理厂；瑞典和法国每500
15、0 人有一座污水处理厂；英国和德国每70008000 人拥有一座污水处理厂。国外城市都在为污水处理普及率达到100%而努力，将推广低能耗高性能的污水处理工艺技术，提高水处理排放的标准，完善污水处理的有关政策。我国的城市污水量正以每年6.5%的速度增大，然而由于资金、能源等方面原因的制约，城市污水处理率很低，我国在建国初期只有几个过去有国外租界留下来的城市污水处理厂，日处理量还不过万吨；解放后，城市污水处理厂有了较大的发展，特别是“六五”期间；截止1987 年底全国污水处理厂建成投产的已有78 座；至1990 年有污水处理厂的城市56个，省和直辖市增加到21个；1999 年全国建成污水处理厂389 座，处理率为29.65%。同发达国家相比，我国城市污水处理事业无论数量、规模、普及率还是自动化程度，都存在着较大的差距。
