论文总字数：28478字

摘 要

污水处理厂是目前全国绿色产业发展的一个重要组成部分，该项目位于浙江省某市，属于在原有污水处理项目上进行大规模的提标升级和扩展，并将初步处理、净化并不完全的污水处理设备进行功能深化，计划日处理污水总量达到120000吨，在规模上属于大型污水处理厂项目。全厂使用自动化技术，全过程自动控制。整个自动控制系统的设计主要包括两部分：可编程控制器系统以及监控组态系统。设计范围从提水池开始到排水系统的末端结束。主要的过程是依据污水流经过程来进行设计，根据污水的流量和pH值来进行加入酸、碱和三种辅助剂，实现氧化还原反应、废水曝气、搅拌和催化过程使污水达到国家最新的排放标准。它计划实现整体系统控制室远程监控和自动运行调整功能两大功能，满足污水排放的国家要求。控制器采用的是西门子的S7-400，双机热备工作方式。上位机组态软件分别采用国外和国产的组态软件进行设计，国外产品为西门子winCC，国产产品为组态王。

关键词：污水处理；PLC；自动控制系统

Abstract

Sewage treatment plant is now the country"s development one of the important contents of the green environmental protection industry, the project is located in a city of Zhejiang, the function belongs to the original sewage treatment process mentioned standard upgrade and expansion of, on the front of the initially treated sewage deep treatment, daily processing capacity of 12 million tons, belonging to the large-scale sewage treatment plant. The plant using automation technology, achieved the automatic control all process. The automatic control system design includes PLC system and configuration system two parts. Designs range from pool began, to the end of the drainage system. The main process is in accordance with the sewage flows through the process, in accordance with the order flow and pH by adding acid solution , lye and three auxiliary agents and through aeration, agitation, catalytic process to achieve the sewage oxidation reduction reaction. Plans to achieve the adjustment function of the automatic operation of the whole system of control room remote monitoring and equipment and meet the requirements of the sewage treatment process. The controller uses is Siemens S7-400, dual hot preparation work. PC configuration software were used to foreign and domestic configuration software design, foreign products for Siemens winCC, domestic products for Kingview.

Keywords: sewage treatment;PLC; automatic control system

目 录

诚信承诺 2

摘要 3

Abstract 4

1 绪 论 6

1.1PLC系统应用现状 6

1.2课题背景 7

1.3课题目的和意义 7

1.4课题设计的内容 8

1.5课题工作过程 9

1.6课题设计的要求 12

2 工业污水处理自动控制系统的架构 13

2.1 自动控制设备及仪表选型 13

2.2 自动控制系统变频器 19

2.3 自动控制系统电动阀 23

3 工业污水处理自动控制系统硬件设计 25

3.1自动控制系统三层设计 25

3.2自动控制系统I/O统计 29

3.3自动控制系统概述 33

3.4自动控制系统主要设备 33

4 自动控制系统软件设计 34

4.1自动控制系统程序设计 34

4.2自动控制系统地址分配 39

4.3自动控制系统工艺流程图 44

5 调试和运行结果 45

5.1硬件系统的调试 45

5.2软件系统的调试 45

5.3运行结果 46

6 结 论 46

参考文献 47

致 谢 47

附 录 48

1 绪 论

在现代工业自动化项目以及相应的工艺设备中，会遇到大量的数字量和模拟量控制装置。如电动机的启动和停止和以及电动阀门的开关，产品数量统计等物理量的设置与控制。传统意义上的工业自动化主要组成部分是继电器或者单独的电子电路，这种控制方法虽然在价格上容易被人接受，在某些产品中至今仍然具有一定的应用市场和空间，但它却存在一些固定的缺陷，限制了它的大规模应用。为了克服这些传统设备固有的缺陷，世界上部分发达国家已经在使用可编程逻辑控制器来取代传统的继电器进行控制，其在可靠性、抗干扰性和其它方面是继电器所无法比拟的。可编程序控制器是工业控制技术发展的代表作品。可编程控制器的控制特性及应用领域主要体现在以下几个方面：PLC是可编程逻辑控制器的缩写。它是一个将微处理器作为核心设备，综合了应用广泛的计算机技术和电气控制技术，属于一个崭新的、通用性强的自动控制设备的自动控制技术以及通讯技术的进步。可编程控制器具有以下几个突出的特点：1、可靠性很高；2、编程简单方便，容易学习上手；3、控制功能很强大；4、很方便的进行扩展单元并且连接到外部的设备；5、20年以上的工业实际应用。因为可编程控制器的突出特点，被大多数工业范围领域越来越认识和广泛接受，使可编程控制器迅速渗透到工业控制的各个领域，如：（1）开关逻辑的控制（2）运动控制（3）闭环过程的控制（4）数据的处理（5）机器人的控制。

1.1 PLC系统应用现状

被公认为的世界上第一个可编程控制器诞生于1969美国数字设备公司。在受到计算机水平和条件的限制的影响下，早期的可编程控制器主要由中小型规模的集成电路组成，可以进行简单的逻辑控制功能和定时、计数的基本功能。时间进入二十世纪末，可编程序控制器技术不断的在发展，直到这一点更能够适应现代工业生产的需要。从控制规模上来看，出现了大型机以及超级计算机的发展时期；用于控制压力、温度、速度等多种特殊功能单元应运而生。目前，可编程控制器已经在机械制造、石油化工和轻工业等工业范围领域的应用相比之前已经有了相当大的发展和进步。而在中国，可编程控制器的引入、应用和生产都伴随着改革开放的步伐而得到了长足进步，原装进口设备广泛在工业生产中使用可编程控制器。下一步，在各种工业生产设备和产品中不断增加可编程控制器的使用范围和场合。

可编程序控制器的发展总体趋势如下：

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