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1、目 录摘要1关键词1Abstract1Key Words1引言21 设计污水处理系统的缘由21.1 设计的目的和意义21.2 课题的背景21.3 污水处理的国内外现状21.4 课题主要设计的内容32 城市污水处理控制系统总体介绍32.1 污水处理概述32.2 常用的工业污水处理工艺32.3工业污水处理系统控制形式52.4 工业污水处理系统的功能要求62.4.1信号输入62.4.2控制输出信号73 设计方案的确定73.1 PLC控制系统的设计分析73.1.1 PLC的结构73.1.2 PLC的工作原理83.1.3 PLC控制系统设计原则的设计步骤83.2 污水处理PLC控制系统的设计分析103.
2、2.1 污水处理的过程103.2.2 上位监控管理机114 硬件部分的设计114.1 PLC的选择114.2SBR污水处理系统设备114.3 污水处理控制流程124.4I/O分配表135 软件部分的设计135.1 程序的流程图135.2 梯形图程序155.2.1污水处理系统各主要工作指令分析和设计155.2.2根据控制要求、I/O分配表，设计PLC梯形图165.2.3调试过程16总结17参 考 文 献18附录A 污水处理系统梯形图程序19致 谢24基于PLC控制的城市污水处理系统设计机械电子专业学生 XXX指导教师 XXX摘要: 最近几年,城市污水处理厂已经变成最重要的基础设施之一，特别是小城
3、市和中等城市,新增和继续拓展污水处理厂已经成为各个地方政府提高人民生活质量的最关心的事。随着现在自动控制技术和微机技术的不断发展、提高,污水处理厂的自动控制水平也随之提高，而PLC控制器以其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了污水处理厂自动控制系统的组成、功能及如何利用PLC实现自动控制,并介绍了在系统实施中遇到的若干问题及其解决措施。在污水处理中采用PLC控制系统改造后，提高了自动控制的可靠性,不仅减轻了工人的劳动强度,而且提高了污水处理厂的运行效率和运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。关键词：污水
4、处理，PLC，工艺流程 PLC based control of the city sewage treatment system designMachinery and electronics professional student XXXTutor XXXAbstract: In recent years, the city sewage treatment plant has become one of the most important infrastructure. Especially small and medium city, new or expanded sewage
5、treatment plant has become a local government to improve the lives of the people level priority. Along with the automation technology, computer technology continues to develop, improve, sewage treatment plant automation level also improved. While the PLC controller with its technology is mature, goo
6、d commonality, high reliability, flexible installation, easy expansion, high ratio of performance to cost a series of advantages, in the industrial control has been more and more widely applied. This paper introduces the automatic control system in sewage treatment plant composition, function and ho
7、w to use PLC to realize the automatic control, and introduces the system encountered in the implementation of the problems and the solving measures. In the sewage treatment in the PLC control system after modification, improves the reliability of automatic control, not only reduces the work .The lab
8、or intensity, but also improve the sewage treatment plant operation efficiency and operation efficiency, realize the scientific management of sewage plant.Key Words: Sewage treatment, Programmable Logic Controller, Process flow引言根据国家统计局2009年在国际上统计的数据可以发现，我国的人均淡水资源总量为2132立方米，而世界人均淡水资源总量为6624立方米，中等收入国
9、家和低收入国家的人均淡水资源总量分别为6589立方米和4619立方米，由此可见我国的淡水资源总量非常短缺。而且在时空分布上也不均匀，许多地区和城市严重缺水。更严重的问题是80%以上的污水没有经有效的处理就直接投进水域，已造成我国1/3以上的河段受到污染，90%以上的城市水域都受到了严重污染，大部分城镇水源都不符合我国饮用水标准。水资源短缺和水环境污染成为我国社会经济发展的重要制约因素。当今水资源为世界各国所关注，必须引起我国全党十分重视。水是人类生存与发展的不可替代的资源，是经济社会可持续发展的基础。所以推进污水深度处理和普及再生水，利用人类与自然兼容协调，创造良好水环境，促进人类可持续发展的
10、重要举措。1 设计污水处理系统的缘由1.1 设计的目的和意义水资源短缺，是我国目前的基本国情和水情。水少、水脏、水浪费严重成为横亘在我国经济社会发展道路上的三大障碍。节约水资源、保护水环境刻不容缓。当前和今后一个时期，我国处于全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化建设的重要时期。发达国家200多年工业化过程中分阶段出现的资源与环境问题，现阶段在我国集中显现出来。发达国家在经济高度发达后花几十年解决的问题，我们必须在较短的时间内加以解决，难度之大、任务之艰巨前所未有。为了实现人类可持续发展，为了我国的经济发展，为了改善我们周围的水环境，为了提高人民的生活质量，城市污水处理系统必须要进一步完善。
11、1.2 课题的背景党中央、国务院高度重视水资源管理工作。胡锦涛总书记在十七大报告中强调，要保护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率。报告提出，要积极推进水价改革，逐步提高水利工程供非农业用水价格，完善水资源费征收管理体制。我们都不难发现，“节约资源，保护环境，科学发展”，得到了特别的强调。因此实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。1.3 污水处理的国内外现状我国解决城市污水的净化问题始于二十世纪
12、70年代。我国现有许多城市污水处理厂大部分都是采用活性污泥法。此阶段开始重视引进国外先进技术和设备，开展与国外的技术交流，逐步探索适合我国国情的工程技术和设计，为以后的建设奠定了基础。在国际上，19世纪经济发达的国家相继出现了环境污染，政府开始意识到加强污水处理的必要性。经过30多年的大力整治，才基本控制形势。1.4 课题主要设计的内容 本课题主要设计的内容是城市污水处理工艺及污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成：（1）介绍了城市污水处理的基本内容。（2）介绍了PLC的基本结构和工作控制原理，并对城市污水处理控制系统进行设计分析；（3）具体分析设计工业污水处理系统的硬件组
13、成部分；（4）具体分析设计工业污水处理系统的软件组成部分； （5）工业污水处理系统的调试工作以及模拟运行。2 城市污水处理控制系统总体介绍2.1 污水处理概述所谓城市污水，就是指生活污水和生产污水的混合污水。这些污水不仅含有碳水化合物、各种氨基酸、动植物脂肪、尿素、蛋白质和合成洗涤剂等物质，还含有各种使人致病甚至丧命的微生物。经过处理后的污水，最后出路有三种：排放；灌溉田地；循环利用。水处理的目的有三种1：(1)去除水中的杂质以及污泥，这是最主要的内容。(2)为了满足用水的要求，在水中加入新的成分以改变水的化学性质。(3)改变水的物理性质。2.2 常用的工业污水处理工艺我们常用的污水处理的方法
14、主要有物理法、化学法、物理化学法以及生物法等几种。这些方法根据实际情况，可以单独使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，工业污水处理的方法主要用生物处理法2，并且加上物理法和化学法结合使用。常用的工业污水处理的方法有：（1）传统活性污泥法 传统活性污泥法又称普通活性污泥法或推流式活性污泥法，是最早成功应用的运行方式，传统的活性污泥法污水治理的主要部分包括反应池（也叫曝气池）和沉淀池，关系框图如图2-1所示。曝气池（微生物吸附有机物氧化为无机物）沉淀池（活性泥下沉）回流活性泥原污水清水排出图2-1 传统活性污泥法工艺流程图该工艺的主要优点有：处理效果好，BOD5的去除率可达90-95%；对废水
15、的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。该工艺的主要问题有：为了避免池首端形成厌氧状态，不宜采用过高的有机负荷，因而池容较大，占地面积较大；在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费了动力费用；对冲击负荷的适应性较弱。（2）A/O法 A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，A/O法是一种缺氧-好氧生物工业污水处理工艺。其工艺流程图如图2-2：隔栅沉砂池初沉池厌氧池好氧池二沉池回流淤泥混合液回流进水剩余污泥图2-2 A/0法工艺流程图（3）A2/O法 A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，其中A2，即A-A，前一个A代表Anaer
16、obic（厌氧的），后一个A代表Anoxic（缺氧的）；O代表（好氧的）。A2/O是一种厌氧缺氧好氧污水处理工艺因此，在对除磷脱氮有特别要求的城市工业污水处理厂，一般首选A2/O工艺。其工艺流程图如图2-3所示。 厌氧池缺氧池好氧池二沉池进水出水混合液回流活性污泥回流图2-3 A2/0法工艺流程图（4）A/B法 A/B法是吸附生物降解法的简称，该工艺没有初沉淀，将曝气池分为高低负荷两段，并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。对于高浓度的工业污水处理，AB法具有很好的适用性，并有较高的节能效益。但是，AB法污泥产量较大，因此必须添加污泥后续稳定化处理，这样就将增加一定的投资和费用。（5）SBR法 间
17、歇式活性污泥法，简称SBR。SBR独特的优点，使间歇式活性污泥法逐渐在国内外受到重视。该工艺的优点有：理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，净化效果好。运行效果稳定，需要时间短、效率高，出水水质好。耐冲击负荷，运行灵活。处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。脱氮和除磷效果好而且造价相对比较低。而且主体设备中只有而且仅有一个间歇反应器，面积也比其他设备小。该工艺的缺点有：自动化控制要求高。排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。 后处理设备要求大：如消毒
18、设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。 由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决SBR工艺是一种简易、快速且低耗的废水生物处理工艺3。2.3工业污水处理系统控制形式早期的控制系统多采用继电器接触器控制系统，但随着电子技术的飞速发展，控制要求的不断提高，该类控制方法已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方法4。（1）DCS系统 DCS是集散控制系统的简称，又称为分布式计算机控制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等相互渗透形成的。由计算机和现场终端组成，通过网络将现场控制站、检测
19、站和操作站、控制站等连接起来，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各类生产过程，可提高生产自动化水平和管理水平，其主要特点如下：采用分级分布式控制，减少了系统的信息传输量，使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制，使系统的危险性分散，可靠性提高。扩展能力较强。软硬件资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。（2）现场总线控制系统 现场总线控制系统是由DCS和PLC发展而来的，是基于现场总线的自动控制系统。该系统按照公开、规范的通信协议在智能设备之间，以及智能设备与计算机之间进行数据传输和交换，从而实现控制与管理一体化的自动控制系统，其优点：可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应
20、快，实时性好。通信协议公开，不同产品可互连。（3）PLC系统 PLC是可编程逻辑控制器的简称，用它作为处理系统的控制器，实现控制系统的功能要求，也可利用计算机作为其上位机，通过网络连接PLC，对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程方便，开发周期短，维护容易。通用性强，使用方便。控制功能强。模块化结构，扩展能力强。2.4 工业污水处理系统的功能要求工业污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了迅速发展，但仍滞后于城市发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现工
21、业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能， 并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。 PLC作为工业污水处理系统的控制系统可实现的功能变得更多。原因正是由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。 利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。2.4.1信号输入 工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。（1）按钮输入检测 大多数为人工方式控制的输入检测，主
22、要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。（2）液位差输入检测 检测粗细格栅两侧液位差，用来控制清污机的启动与停止。（3）液位高低输入检测 检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。（4）含氧量输入检测 以上三种都为数字量输入该输入为模拟量输入。曝气过程是工业污水处理系统中最重要的环节为了保证微生物所需要的氧气。；当溶解氧值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理，因此减小曝气机转速以减少供氧量，最终使污水
23、中的溶解氧保持在一定的范围内。2.4.2控制输出信号 信号输出部分主要包括两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器；另外一个是模拟量输出，用来控制曝气机变频器。（1）数字量输出 控制各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。（2）模拟量输出 通过PLC中PID运算后的数据，通过其功能模块输出控制信号，该控制信号输入到变频器的控制端子上，改变变频器的输出频率，从而控制曝气机的转速，最后达到控制污水中含氧量的要求。3 设计方案的确定3.1 PLC控制系统的设计分析3.1.1 PLC的结构 PLC实质是一种专用于工业控制的电子系统，其硬件
24、结构大概与我们的微型计算机一致。根据结构形式的不同，PLC分为模块式和整体式两种模式5。(1) 整体模式的PLC 整体模式的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。这种结构的特点是结构简单、价格低、输入/输出点数固定、实现的功能和控制规模固定 。基本结构框图如图3-1所示。电源中央处理器编程器系统总线输入输出单元存储器图3-1 整体式结构(2)模块模式的PLC 模块式(又称组合式)结构的PLC是将PLC的CPU和存储器设计在一个模块上，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
25、行地址确认。模块式的特点是系统构成的使用灵活，构成不同控制规模和功能的PLC。基本结构如图3-2所示。编辑器其他PLC或上机位现场设备基架电源模块CPU模块通信模块输入模块输出模块特殊功能模块图3-2 结构式模块3.1.2 PLC的工作原理 PLC与继电器构成的控制装置上的不同在于工作方式的不同。继电器根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出。PLC不同，它采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作，而且每次只能执行一条指令，这也就是PLC以“串行”方式工作的，PLC控制则需要输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段3个阶段才能完成控制过程。3.1
26、.3 PLC控制系统设计原则的设计步骤(1)设计原则 PLC控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好地实现工艺提出的控制要求。PLC控制系统的设计应遵循以下原则7。(a)根据工艺流程进行设计，力求设计出来的控制系统能最大限度地满足控制要求。(b)力求简单，经济，使用及维修方便。(c)适应发展阶段。(d)保证PLC控制系统的安全可靠性。(2) 设计步骤 一般PLC控制系统的设计步骤如图3-3，具体操作如下:开始设计控制要求分析确定输入输出设备选择合适的PLCI/O点数分配PLC程序设计模拟调试现场联机调试整理技术文件设计结束图3-3 设计步骤示意图(3)控制要求分析 我们在设计控制系统时，
27、首先要对工艺过程进行仔细的分析，而且要详细地知道控制对象和要求。(4)确定输入/输出设备 通过分析好的控制要求来确定适合该系统的输入设备和输出设备，然后按照选用的输入/输出设备的类型和数量，确定PLC的I/O点数。(a)选择合适PLC (b)I/O点数分配 (c)PLC程序设计 (d)模拟调试 (e)现场联机调试 (f)整理技术文件 3.2 污水处理PLC控制系统的设计分析3.2.1 污水处理的过程 本课题中的污水处理采用SBR污水生物处理工艺，即序批式间歇活性污泥法。这种工艺是按“进水、反应、沉淀、排水”步骤周期性进行生化反应。从进水开始到排水结束算作一个周期8。工艺流程图如图3-4所示。污
28、水池水泵污水处理后的污水肥料泥池风机SBR池图3-4 SBR工艺流程基本工艺流程如下：(1)进水 首先进水阀门打开，污水先通过粗格栅，再经过水泵，最后通过过滤到达SBR池。(2)反应 反应工序是SBR工艺最主要的一道工序。当污水注入达到预定容积后，停止进水，打开空气阀门。启动鼓风机，开始曝气，与此同时搅拌器和回流泵也开始运行，可开始反应操作，如驱除BOD、硝化等。观察反应情况，并进行曝气和搅拌，并决定反应的时间长短，必要时可投加药剂。在进入沉淀工序前，应需要给予一定时间上的微量初步曝气，用来去除黏附在污泥上的各种气泡或气体，这样才能保证排除污泥程序可以进行的很顺利。(3)沉淀 当SBR池停止曝
29、气以后，空气阀门关闭，潜水搅拌器和回流污泥泵停止运行，开始重力沉淀和泥水分离。(4)排水 SBR池水位到达最高水位，并经过沉淀工艺以后，上清夜(上面的清夜)由滗水器缓慢排出池外。当池水位达到处理周期开始时的最低水位时，停止滗水。剩余污泥泵在滗水器停止运行后开始运行，排泥至储泥池。3.2.2 上位监控管理机 PLC通过通信电缆将采集参数传送给上位监控管理机，通过上位监控管理机可实时监测有关参数变化，并保留一段时间的数据，形成变化曲线。同时可以实时监测所控设备工作状态，具有设备故障报警、参数打印等功能9,10。4 硬件部分的设计4.1 PLC的选择随着PLC技术的发展，PLC的种类也不断增加，不同
30、型号的PLC，其结构，性能，容量等，也各不相同。因此，合理的选择PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。本系统选的是S7200是模块，S7200PLC属于小型PLC，其主机的基本结构是整体式，主机上有一定数量的输入输出点，一个主机单元就是一个系统，它还可以灵活的拓展，如果输入输出点不够，则可增加拓展模块，如果需要其他特殊功能，则可增加相应的功能模块。它能满足中等性能要求的应用，而且在其结构，性能，容量方面也较适宜本课题的需要。4.2SBR污水处理系统设备SBR污水处理系统中所使用的动力设备(水泵、罗茨风机、电动阀)，均采用三相交流异步电动机，电动机和电磁阀选配防水防潮型10。
31、（1）罗茨风机 罗茨风机在污水处理系统中主要用于曝气。主要用途有废水处理：工业废水，生活废水等环保工程曝气供给氧气使用或者利用春鼎鼓风机之空气逆洗滤材，适用行业：环境工程设。主要特点有排出气体不含油污。风量稳定，压力变化对风量影响小。特殊叶轮设计，高效率省能源。构造简单坚固、无故障。使用一级研磨齿轮，精度高、寿命长、低噪音。叶轮采用最新之龙门刨床四轴加工法，一次加工完成，使其具有更高之精密度。系统选用罗茨风机：GRB-100，风量：10.61m/min，风压：7000mmAq，转数1750r/min，功率：22kw。（2）回流泵 回流泵它的主要作用就是污泥回流。污泥回流泵是一种新型产品，它是在
32、潜水搅拌机基础上发展而来的，是二级污水处理厂混合液回流和反硝化脱氮的专用设备，也适用于地面排水时抽净化水，废水处理过程中再循环或泥浆抽吸回路中需要微扬程、大流量的场所也使用该泵。系统所选用的回流泵：CP5(T)3.7-80，流量：45m/h，扬程：15m，功率：3.7kw。（3）滗水器 间歇式活性污泥法所使用的主要设备就是悬臂式电动推杆滗水器。滗水器它的主要作用就是将池表面上静止的澄清的水滗出，但是它不搅动沉淀，这样可以保证出水的质量11。由于SBR 法工艺采用间歇式反应，进水、反应、沉淀、排水这四个步骤在同一反应池内进行，不需要经过二次沉淀池与污泥回流设备，它的优点是：占地面积小、成本低、出
33、水水质好、高效率；而且它将多个 SBR 池连接起来，不仅具有传统污泥法工艺的连续性（连续进水），而且还具有典型 SBR 工艺的连续性，适用于各种水质和水量，并且满足变化大的需要，本系统所选用的滗水器：BSQ200悬臂式，滗水量：200m/h，功率：1.1kw。（4）电动蝶阀 电动蝶阀它是电动阀门与电动调节阀中的一个品种12。连接方式有两种：法兰式和对夹式，在工业自动化控制领域中它是重要的执行单元，此阀主要水平安装。结构是由角行程电动执行机构和蝶阀整体机械连接，经过安装调试后共同组成。电动蝶阀蝶板属于流线形设计，减小了阻力损失，称得上是非常节能的产品。主要用途：控制各种工业自动控制生产的管道流量
34、、压力和温度。比如：电力方面、石油化工方面、消防系统方面等。系统所选用电动碟阀：D971，功率：0.55kw。（5）传感器 我们常用的传感器是作为一种特别的检测装置，它能敏感的感觉出所要测量的各种各样的信息，而且把它感觉到的信息按规律转换成其他信号（比如说电信号）输出，来达到我们所要求的各种控制要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器在系统中采用超声波传感器，主要用于检测液位的高低13。4.3 污水处理控制流程 以1#SBR池循环周期为例加以说明：(1)1#SBR池开始进水，进水2h，通过1#电动蝶阀控制，进水的同时1#风机开始曝气，污泥回流泵1#开启，开始回流。(2)2h后，1#电
35、动蝶阀停止进水，1#回流泵停止回流；1#风机继续曝气。(3)持续曝气6h后，1#风机停止曝气。(4)1#SBR池静置1h后，此时，水面分层，污泥沉降置底，上清液用滗水器排出。(5)静置1h后，开始排水，1#池内1#滗水器启动，由上顶点缓慢向下移动，(可设为：下潜一小段距离后停住，滗水一定时间，再继续下潜一小段距离，再停，再滗水，再下潜)；滗水器潜至下顶点滗水结束后，迅速自动升回至上顶点停住。至此，滗水1h结束。(6)滗水1h结束后，至此，第一周期结束，开始下一循环周期进水，曝气，回流。以后各周期依次类推。2#SBR池与1#SBR池间隔2个小时，开始进水，每一个步骤与1#SBR池相同，只是在时间
36、上有所延长。以此类推，3#SBR池与2#SBR池也相间隔2个小时，4#与3#SBR池也相间隔2个小时，后续程序与1#设定的程序一样。4.4/O分配表根据所需的控制要求与设计出的方案，列出I/O分配表，如表4-1所示。表4-1 I/O分配表输入信号I0.0复位I0.1自动状态I0.2滗水器下潜限位I0.3滗水器上升限位I0.4风机故障I0.5进水泵故障I0.6滗水器故障I0.7回流泵故障I1.0手动自动切换I1.1下潜滗水器手动I1.2上升滗水器手动I1.3回流泵手动I1.4风机手动I1.5进水泵手动输出信号Q0.0下潜滗水器Q0.1上升滗水器Q0.2起停回流泵Q0.3起停风机Q0.4起停进水泵
37、5 软件部分的设计5.1 程序的流程图程序主要依据SBR法污水处理工艺(进水、反应、沉淀、排水)，根据各环节设备的运行状况进行编制14。具体一个SBR池、一个周期的流程图如图5-1所示。开始集水池水位放水SBR池水位曝气曝气6小时沉淀沉淀1小时排水结束图5-1 SBR池周期的流程图5.2 梯形图程序5.2.1污水处理系统各主要工作指令分析和设计（1）单一传送指令MOVE 单一传送不仅包括字节传送，还包括字与双字的传送。它的功能是：当使能输入有效时，把一个单字节数据由IN传送到OUT所在的存储单元。具体格式见图5-2:_图5-2传送指令格式(2)加法指令ADD加法指令是对有符号数进行相加操作，它
38、不仅包括整数加法，而且还包括双整数和实数加法。它的功能是：IN1+IN2=OUT,具体格式见图5-3:_图5-3加法指令格式(3)接通延时定时器指令TON 接通延时定时器是用于单一时间间隔的定时器。具体格式见图5-4：图5-4接通延时定时器指令格式5.2.2根据控制要求、I/O分配表，设计PLC梯形图，见附录A。5.2.3调试过程（1）系统静态仿真调试空载静态仿真调试时，根据所运行的程序来检查硬件部分连接是否正确，然后根据情况慢慢调试，首先对主程序进行调试，然后对初始化程序进行调试，最后再对主程序进行调试。过程中要努力接近实际的控制系统，并且要考虑一下每一种有可能会发生的状况，需要一遍一遍进行
39、调试，发现问题要及时准确的分析并且调整程序内容和所涉及的参数。（2）系统动态仿真调试及仿真运行在动态并且负载情况下进行仿真调试的时候，需要仔细观察和记录系统的仿真各种运行状态，先模拟手动，再模拟自动，按照这种方法逐步进行。发现问题时及时停机，分析原因，找到可以解决问题的办法，而且需要仔细记录，以便进一步分析和改造。总结推进污水处理并循环利用，从大的方面来说充分体现了科学发展观以人为本的要求，从小的方面说改善水环境，提高了人们的生活水平。本文采用PLC对污水处理厂的控制系统进行了改造，经过不断的调试和运行，本控制系统基本达到了我们所要的控制要求，系统具有较高的可靠性，可基本实现污水处理厂的无人化
40、管理，充分实现自动化控制，不仅减轻了工人的劳动强度,而且提高了污水处理厂的运行效率和运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。其中,PLC发挥了相当重要的作用。从而降低了污水厂的运行成本。运行实践证明，与传统继电器控制相比，节省了大量时间继电器、计数器及其他相关设备，提高了自动控制的准确性和可靠性，同时保障了设备的运行安全，收到了良好的经济效益和社会效益。 参 考 文 献1方程远.工厂电气控制技术M.上海:机械工业出版社,2002：56-88.2西门子公司.SIMATIC S7200可编程序控制器系统手册M.2002：76-92.3程永华.现场总线技术及应用教程M.北京:机械工业版社,2007：
41、27-42.4雷磊,曹晓娟.基于PLC和变频器的恒压供水控制系统J.工业仪表与自动化装置, 2007,5（1）：38-41.5胡凯善.可编程序控制器教程M.北京:机械工业出版社,2003：67-82.6方高远.电气控制技术应用教程M.上海:人民出版社,2004：90-92. 7钟肇新,彭侃.可编程序控制器原理及应用M.上海:华南理工大学出版,2002：18-22. 8李忠,刘芹.电器与PLC控制技术M. 北京：化学工业出版社,2009:30-35.9苏昆明.深入浅出西门子WinCC V6M.北京:航空航天大学出版社，2008:19-25.10王也飞.可编程控制器原理及应用M.北京:机械工业出版
42、社,2003：37-52.11吴中锋.可编程序控制器应用技术教程M.山东:机械工业出版社,2001：66-92.12袁大光.可编程序控制器选用手册M.浙江:机械出版社,2002：59-72.13王永华.现代电气及可编程技术M.北京:北京航空航天大学出版社,2008：60-70.14周新.PLC编程及应用M.江苏:机械工业出版社,2003：50-60.15朱常初.PLC编程及应用教程M.北京:教育出版社,2007：16-30.附录A 污水处理系统梯形图程序污水处理控制系统梯形图程序致 谢首先，我要感谢我的毕业设计指导老师XXX老师，这篇论文是在XXX老师的精心指导下完成的。在这一段时间王老师抽出
43、大量的时间来教导我，让我感受到了她渊博的学识和高尚的品格，而且她严谨的治学态度以及兢兢业业的敬业精神，一直激励鼓舞我不断学习。她孜孜不倦的教诲和耐心全面的教导在毕业设计期间给予了我莫大的关怀与照顾，同时为我的毕业设计指出了方法，提出了很好的建议。 同时我也要感谢一路陪伴我的师友和我美丽的校园，在这里，我们共同生活了四年，四年里，有欢声笑语，有酸甜苦辣，但是它让我感受到了师生之间的欢乐，同学之间的友好，这些都是我人生道路上的财富。我一定要牢牢记住每一位老师的谆谆教诲，每一位同学的热心帮助，以坚韧不屈的精神来迎接每一次挑战，以友好热情的态度来面对身边的每一个人，以积极乐观的态度来对待生活的每一天。衷心的感谢每位师生，谢谢你们给我的帮助与关怀，谢谢你们给了我一个美好的大学生活，谢谢你我的母校XXX。并向所有审阅这篇文章的老师表示我最诚挚的谢意。
