1、常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别 ： 电 子 与 电 气 工 程 学 院 专 业 ： 电 气 自 动 化 班 号 ： 电 气 104 学 生 姓 名 ： 陈 升 浩 学 生 学 号 ： 1005093429 设 计 （ 论 文 ） 题 目 ：基 于 S7-200 的 工 业 污 水 处 理 系统指 导 教 师 ： 陆 杰 峰 设 计 地 点 ： 常 州 信 息 职 业 技 术 学 院 起 迄 日 期 ： 2012.9.1-2013.6.5 常州信息职业技术学院毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书专业 电气自动化 班级 电气 104 姓名 陈升浩 实践
2、单位名称： 实践岗位名称： 岗位职责： 电控柜的安装于调试 ，同时要兼顾外地出差的指导安装于调试工作 ， 岗位能力要求： 懂的电气原理图，能够达到看图接线。知道电机的基本知识，具备西门子plc200、三菱 plc 的硬件和软件基础，熟练操作常用的组态软件，了解传感器的检测原理，以及电动机的工作原理，现场控制柜的设计原理和必要的安全保护。对个人的自学能力有着较高的要求。 一、课题名称： 基 于 S7-200 工 业 污 水 处 理 系 统 二、主要技术指标（或基本要求）： 运用 S7-200plc 实现对污水的处理控制， SBR 间歇式操作的污水处理技术，A/B 法是吸附生物降解法， 三、主要工
3、作内容： 工业污水处理的工艺选择 ，设计出污水处理的控制形式及控制要求； 电气图的绘制、设计的总体流程安装方案的选择； 硬件的选取（包括 plc 的选取，传感器的类型，工业硬件的选用） ； 程序的编写、下载以及后期的不断调试；对以上的设计结合实际进行不断地完善直至最初的设计初衷。 四、主要参考文献：_张培山，钟昆.基于 PLC 的工业污水处理厂自控系统的实现J.控制系统,2006,5（1）：82-83._ 唐宇毅.电厂含油工业污水处理的 PLC 控制系统设计D.广州：广东工业大学出版社，2005._ 孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程 M.北京：清华大学出版社，2005.2._ 陶
4、权，吴尚庆.变频器应用技术 M.广州：华南理工大学出版社.2009.1.学 生（签名） 年 月 日指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日系 主 任（签名） 年 月 日常州信息职业技术学院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 基于 s7-200 的工业污水处理一、 选题的背景和意义：水在人们的生活中扮演着不可缺少的角色，它在推动社会进步、促进工农业生产能力方面显得举足轻重。水资源又是不可再生资源，我国约有 50 个城市属于严重缺水。工业用水占据了很大一部分比例，如果这些污水无净化排出必定会对周围环境造成很大的污染，从而工业污水的处理在是当下社会急需解决的问题。保证污
5、水处理过程中的正常运行，减少运行成本成为相关部门所关注的问题。虽然我国在这方面投入的人员远高于发达国家，但数据显示我国城市污水处理的处理深度和发达国家有不小的差距，这样就更加重视污水对现代人们生活造成的影响。造成这种结果的原因主要有几个方面：污水处理管理水平低、自动控制手段差。因此建设符合我国国情的污水处理系统对降低污水处理成本、改善环境、可持续发展方面有重要的意义。二、 课题研究的主要内容：1、 用 s7-200plc 实现对污水水位的控制2、 用传感器实现对污水水位的实时监测3、 用 plc 实现对武术现场所包含的各种有害物质的自动清除4、 用 plc 信号实现对现场仪表采集数据进行分析，
6、当超过设置报警值时发出报警信号5、 使经过处理的污水达到国家的规定标准常州信息职业技术学院三、 主要研究（设计）方法论述：1、查阅资料、选定设计方案2、确定设计方案3、确定 plc 的类型及工艺流程4、编写程序并进行调试5、比较得出结论6、撰写设计论文四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期） 工 作 内 容2012.11.12012.11.12 毕业设计选题2012.11.152012.11.17 完成开题报告、任务书并交指导教师 2012.11.202012.11.28 收集资料 2012.12.22012.12.20 毕业设计（初稿） 2012.12.32012.12.28 完成初稿并交
7、指导老师 2012.1.102012.1.25 将毕业设计报告进行修改、充实、完善2012.3.202012.4.10 确定最终稿件版本2012.5.202012.5.25 打印并交最终上交稿件 2012.6.5 答辩常州信息职业技术学院五、指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日六、系部意见：系主任签名： 年 月 日基于 S7-200PLC 的工业污水处理控制系统的设计目 录摘 要Abstract第 1 章 绪 论 .11.1 工业污水处理的国内外现状 .11.2 课题的背景 .21.3 研究目的和意义 .21.4 课题主要设计的内容 .2第 2 章 工业污水处理控制系统总体介绍 .42.1
8、 工业污水处理基本概念 .42.2 常用的工业污水处理工艺 .42.3 本设计系统工业污水处理工艺及描述： .62.3.1 工业污水处理系统控制形式 .72.4 工业污水处理系统的功能要求 .72.4.1 信号输入 .82.4.2 控制输出信号 .8第 3 章 硬件系统配置 .93.1 主要组成部分 .93.2 电气控制系统 .103.3 工业污水处理系统的工作原理 .103.3.1 控制系统总体框图 .10常州信息职业技术学院3.3.2 工作过程 .113.3.3 工业污水处理系统主电路设计 .113.4 PLC 选型 .123.5 PLC 的 I/O 资源配置 .123.5.1 数字量输入
9、部分 .133.5.2 数字量输出部分 .133.5.3 模拟量输入部分 .143.5.4 模拟量输出部分 .143.6 其他资源配置 .153.6.1 接触器选型 .153.6.2 变频器简介 .163.6.3 变频与变压(VVVF)原理 .163.6.4 变频调速的基本原理 .173.6.5 变频器选型 .183.6.6 变频器参数设置 .183.6.7 电动机的选型 .193.6.8 液位差计 .193.6.9 溶解氧仪 .20第 4 章 软件系统设计 .214.1 总体流程设计 .214.1.1 手动模式 .214.1.2 自动模式 .224.2 曝气过程控制的任务 .294.3 氯气
10、投加环节 .304.4 絮凝剂投加环 .304.5 PID 控制 .314.6 PLC 和变频器通讯 .31第 5 章 调试和运行结果 .335.1 程序 .335.2 硬件系统的调试 .345.3 软件系统的调试 .345.4 运行结果 .34第 6 章 结 论 .36参考文献 .37答谢辞 .38附录 .40常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院摘 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、管理不当，效率普遍低于世界标准。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。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水
11、质不稳定，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。本文介绍了工厂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。文章首先介绍了基于 PLC 污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计 PLC 控制系统的基本原则和步骤，来说明 PLC 在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计 PLC 控制系统，其中包括 PLC 的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制 PLC 程序。关键词：污水处理，PLC，工
12、艺流程 常州信息职业技术学院AbstractAt present, our country most sewage treatment control system automation level is not high, safety is low, the improper management, efficiency generally lower than the world standard. Sewage treatment system of aeration process control, data communication and monitoring manageme
13、nt is the main problem to solve. Chinas sewage treatment automatic control system is relatively backward, sewage treatment cost remains high, sewage plant emissions of treated sewage water quality is not stable, so how to establish an effective automatic control system, optimizing operation effect,
14、to reduce the operation cost, has the important meaning.This paper introduces the basic technology of sewage treatment plant and process, and through the research design based on a set of PLC control of the sewage treatment system. This article first introduces the sewage treatment control system ba
15、sed on PLC technology and related process. the control system hardware structure and design, working principle and design PLC control system of the basic principles and steps, to explain PLC in the sewage treatment in the process of the application. First, according to the sewage treatment equipment
16、 for the design of electrical control and automatic control circuit, mainly including equipment start-stop, status signal fault signal, and the signal acquisition and so on, finally according to requirement of process design PLC control system, including PLC selection, system and resource allocation
17、 in accordance with the sewage treatment process PLC program.Keywords: sewage treatment, PLC, process flow 常州信息职业技术学院0第 1 章 绪 论水与人的生活息息相关，特别在现代社会生活及生产中人们对水的需求量与日俱增。然而，水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为 2400 吨，为世界平均值的 1/4，在全球 149 个国家（参与统计国家中），我国人均淡水资源位居 110 位，属于淡水资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国 500 多个城市缺水，其中多个严重缺水，北方地
18、区缺水现象尤其严重，人均拥有淡水量仅有 240 吨。令人担忧的是淡水总量日益减少，用水成本不断升高，淡水的浪费非常严重。我国北方地区水资源的超采，己形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、河水断流、生态恶化。淡水资源的短缺己经成为我国急需解决的问题。我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。随着社会的发展，水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。但是我国工业用水耗费高，重复利用水少，中水使用率不高，有关资料显示，我国的工业用水重复利用率平均为 40%50%。目前全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有 10%左右，其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。
19、耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化，无疑是“雪上加霜”。据统计，由于水质污染，我国已有大约 3 亿人的饮水发生不安全现象，其中 1.9 亿人的饮水是超标水。气象学家预测，2100 年全球变暖加剧，地表将有 1/3 的面积变为沙漠，那时，干旱将威胁全球一半的大陆人类的生存。这些现象都是水污染产生的严重后果，因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。众多迹象表面，水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进一步提高供水质量，提高经济效益。并且工业污水处理过
20、程中，经过厌氧和好氧处理，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源，真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境保护的呼声越来越高，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性，对工业污水处理的工艺和控制方式提出了非常高的要求。1.1 工业污水处理的国内外现状我国工业污水处理技术从“七五”国家科技攻关开始逐步进行研究。“七五”和“八五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术方面的研究较多，以这些成果为设计依据，建立了一些氧化塘、土地处理等污水示范工程。在人工处理技术方面，“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物膜、一体化氧化沟技术进行了深入研究。研究成果己被应用于大批工业污水处理厂。污水厂污泥处置问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。经过“七五”、“八五”和“九五” 期间的努力，我国在工业污水处理技术方面取得了较大的成就。目前在水污染治理技术上，我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR 法和氧化沟
