PLC在污水处理控制系统中的应用.doc
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1、PLC在污水处理控制系统中的应用642020年5月29日文档仅供参考 第二学期毕业论文课题名称: PLC在污水处理控制系统中的应用 设计时间:_系 部:_班 级:_姓 名:_指导教师:_毕 业 设 计 任 务 书一、 设计题目 PLC在污水处理控制系统中的应用。二、 设计目的1 经过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力。2 使学生受到PLC系统开发的综合训练,达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。3 掌握污水处理控制系统的工作原理和设计思路。三、控制要求及技术指标1 系统设计需求分析随着中国经济的发展和人民生活水平的逐步提高,必然对环境质量提
2、出更高的要求。解决好污水污染问题,对污水进行处理后再进行排放,是生态环境保护以及为人们营造舒适生活环境的重要条件。PLC在污水处理控制系统中的应用,具有巨大的经济和社会价值。2污水处理的工艺流程污水处理常采用SBR污水生物处理工艺,是按”进水、反应(曝气等)、沉淀、排水”步骤周期性进行生化反应。从污水流入开始,到排水结束算做一个周期。(1)进水进水阀门打开,污水经过粗格栅过滤,经过水泵,然后细格栅过滤到达SBR池。(2)反应进水到一定液位后,停止进水,空气阀门打开,鼓风机启动,开始曝气,同时潜水搅拌器和回流污泥泵运行。(3)沉淀当SBR池停止曝气以后,空气阀门关闭,潜水搅拌器和回流污泥泵停止运
3、行,开始重力沉淀和泥水分离。(4)排水SBR池水位达到最高水位,并经过沉淀工艺以后,上清液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。剩余污泥泵再滗水器停止运行后开始运行,排泥至储泥池。3 设备控制要求该控制系统中所有设备都具有自动/手动功能。当设备处于自动工作方式下时,所有设备按PLC程序中设定的时间间隔工作。在值班室设有一个PLC控制箱,负责对所控设备状态监控及有关模拟量的采集工作。PLC将采集SBR池内液位、总水量参数作为控制。模拟显示屏能够直观地了解格栅除污机、水泵、空气阀门、滗水器、剩余污泥泵、脱水机等主要设备的工作状态。(1)两台粗格栅排污机,由时间间隔
4、来控制其开或者停。一般开10分钟,停1小时。(2)两台水泵,由浮球控制。当集水池处于低水位时,关闭所有泵;当水位较高时,开一台水泵;当水位高时,开两台水泵;当水位很高时,发报警信号。(3)两台细格栅由时间控制其开或者停。一般开10分钟,停1小时。(4)当有一台细格栅工作时,皮带运输机滞后10秒开机。(5)SBR池内进水阀门依次开启,当1号池水位升到一定液位后关闭阀门,然后开2号进水阀门,2号池水位升到一定液位后关阀门,然后开3号进水阀门,依此类推。(6)进水阀门关闭后,空气阀门开启,潜水搅拌器和回流污泥泵同时开启。曝气3小时后关闭空气阀门,潜水搅拌器和回流污泥泵液随之关闭。(7)空气阀门关闭1
5、小时后,滗水器开始运行。当SBR池液位下降到一定液位后停止运行。(8)剩余污泥泵在滗水器停止运行后开始运行,排泥至储泥池。储泥池液位达到高液位或者1小时后停止运行。(9)当开启1个空气阀门时,开启一台鼓风机,当开启2个或3个空气阀门时,开两台鼓风机。(10)脱水机按水处理工艺要求工作。四、毕业设计的基本过程1 分析被控对象和明确控制要求了解被控设备的工作原理、工艺流程和操作方法。2 PLC选型及相关电气设备的选择根据系统的控制要求,确定系统的输入设备的数量及种类,明确输入信号的特点,选择与之相匹配的输入模块。根据负载的要求选用合适的输出模块。确定输入输出点数。3 控制流程设计对确定的控制对象,
6、要明确划分控制的各个阶段及各阶段的特点,阶段之间的转换条件,归纳出各执行元件的动作节拍表,画出控制流程图。4 控制程序设计包括梯形图、指令表等2种形式。五、毕业设计的基本内容1 明确IO的点数和类型2 PLC选型和配置3 硬件设计:包括IO口设备的选择与IO点分配4 软件设计:梯形图及程序的设计六、应完成的技术资料1 开题报告2 毕业设计论文七、设计时间进度安排11月21日11月30日:毕业调查实习,与指导老师交流设计事宜。12月1日12月20日:查阅文献、收集资料。12月21日12月31日:确定系统的设计方案,撰写开题报告。元月1日元月31日:总体设计、编程等内容。2月1日4月30日:撰写毕
7、业论文。5月1日5月20日:最后修订。5月21日左右:毕业设计答辩。扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系 07 届毕业设计(论文)开题报告书(表1)学生姓名专业电子信息技术班级0401电专学号题 目PLC在污水处理控制系统中的应用指导教师职称学 位题目类别 工程设计 基础研究 应用研究 其它【课题的内容与要求】 1 课题内容工艺流程图,PLC程序及梯形图控制程序的编制,并画出流程图。2 课题要求(1)系统设计需求分析,认真研究工艺流程的工作原理;(2)明确IO的点数和类型,进行PLC选型和配置;(3)硬件设计:包括IO口设备的选择与IO点分配;(4)软件设计:梯形图的设计,PLC程序等;(5
8、)绘制PLC程序清单及注释。【前言】当今这个世界,随着生产力的发展,生活水平的提高,人对新事物的追求也越来越高,大气污染,环境污染,污水污染等各种问题也越来越多,根据各种统计报告指出,这些问题严重危害社会,对整个世界的破坏也乘上升趋势,面对着这紧张局势,我们对这些问题的处理要求也日趋严格,迫切需要掌握更多对这些污染问题的解决方法与解决这些问题的专业技术人员来保证污染问题处理的正常运行。污水对环境有很大的影响。为了避免对环境的污染,污水必须得到妥善的处理。当前国内各污水的处理基本上都是进行加药、沉降、过滤、回注等处理工序。为了保证污染处理过程的安全性、可靠性和生产的连续性,需要对污水处理的沉降和
9、过滤过程进行控制。【方案的比较与评价】当前在工业作业等过程中,对污水处理必须妥善处理。这个严峻的问题必须深思熟虑,这样才能解决问题。怎样才能克服污水,这必须依靠PLC在过滤流程控制系统中的应用。经过可编程逻辑控制器(PLC)进行程序设计,然后将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上,并经过输出模块向外部设备传送输出信号,开始控制外部设备。可是在实行的过程中,存在着很多问题。我们当前决大多数的研究都集中在一些比较简单的过滤处理问题,而对有利于社会方面的发展则涉及的不多,也不够宽广,这也是当前存在的主要问题。本文采用当前工业控制常见的PLC作为主控元件的控制系统,其特点是价格低,编程简单,一
10、般工程技术人员以及稍懂电气维修人员都能编程,而且易于功能扩展。为了避免对环境的污染,污水必须得到妥善的处理。PLC在过滤流程控制系统中的应用,具有巨大的经济和社会价值。这些优点能够极大地提高PLC在污水处理控制系统中的应用的效率,也是企业的科学化、正规化管理,与世界接轨的重要条件。因此,学习这门技术是很有必要的。【预期的效果及指标】1 分析被控对象和明确控制要求2根据系统的控制要求,确定系统的输入设备的数量及种类,明确输入信号的特点,选择与之相匹配的输入模块。根据负载的要求选用合适的输出模块。确定输入输出点数。3对确定的控制对象,要明确划分控制的各个阶段及各阶段的特点,阶段之间的转换条件,归纳
11、出各执行元件的动作节拍表,画出控制流程图。4 控制程序设计【进度安排】11月21日11月30日:毕业调查实习,与指导老师交流设计事宜。12月1日12月20日:查阅文献、收集资料。12月21日12月31日:确定系统的设计方案,撰写开题报告。元月1日元月31日:总体设计、编程等内容。2月1日4月30日:撰写毕业论文。5月1日5月20日:最后修订。5月21日左右:毕业设计答辩。【参考文献】 1孙平 .高等教育出版社. 2华成英.中央广播电视大学出版社.1996年3欧姆龙. 4李建兴.北京机械工业出版社. 5陈伯时. 北京机械工业出版社. 6吴俐君.徐州:中国矿业大学出版社. 7 郝力文 . 机械.
12、【指导教师意见】(有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等)同意提交开题论证 修改后提交 不同意提交(请说明理由)指导教师签章: 年 月 日 【系部意见】同意指导教师意见 不同意指导教师意见(请说明理由) 其它(请说明)队系(部)主任签章: 年 月 日PLC在污水处理控制系统中的应用.(name)0401电子信息 摘 要随着中国经济的发展和人民生活水平的逐步提高,必然对环境质量提出更高的要求。解决好污水污染问题,对污水进行处理后再进行排放,是生态环境保护以及为人们营造舒适生活环境的重要条件。PLC在污水处理控制系统中的应用,具有巨大的经济和社会价值。 关键词污水处理 PLC 控制系统The
13、application of PLC in sewage disposal control system Yafeng Liu0401 Electrical InformationAbstract: With the development of Chinas economy and the improvement of peoples living standards, higher requirement of environment quality is put forward unavoidably. To solve the problem of the sewage polluti
14、on and discharge the sewage after disposal is the important factor to ecological environment and the construct of comfortable surroundings for people. The application of PLC in sewage disposal control system has huge economic and social value.Key words: Sewage disposal PLC control system 目 录第一章 绪论11
15、.1课题背景11.2 PLC的发展趋势3第二章 污水处理控制系统的工艺流程及设备控制要求42.1污水处理的工艺流程42.2系统组成42.3设备控制原理5第三章 污水处理控制系统的PLC选型和资源配置73.1控制系统构成图73.2远程I/O框架配置图83.3模块功能概述8第四章 污水处理控制系统流程图94.1编程软件94.2流程图94.3 I/O对应的内部寄存器地址10第五章 污水处理控制系统的PLC程序125.1程序的构成125.2系统资源分配125.3源程序22第六章 设计小结54致 谢55参考文献56第一章 绪论1.1课题背景可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上
16、开发起来的,最初叫做可编程控制器(Programmable Logic Controller),即PLC。用途广泛,用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心,用编写的程序不但能够进行逻辑控制,还能够定时、计数和算术运算等,经过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。1968年美国通用汽车公司首先提出可编程控制器的概念。在1969年,美国数字设备公司(DEC)终于研制出第一台PLC。1、PLC的组成(1)中央处理器(CPU)(2)存储器(3)输入/输出(I/O)单元(4)电源部分(5)通信端口(6)编程器(7)特殊功能单元2、PLC的特点(1)高可靠性硬件方面,由于采用性能优良的开
17、关电源,并对采用的器件进行严格的筛选等,具有很强的振动冲击性能等。软件方面,PLC的监控定时器可用于监视执行用户程序的专用运算处理器的延迟,保证在程序出错和程序调试时,避免因程序错误而出现死循环,等。(2)应用灵活、使用方便用户能够根据自己控制系统的大小来选择。用户能够根据自己控制系统的工艺流程来选择。用户能够根据自己控制系统的控制要求来选择。当用户控制系统要求改变时,不改动PLC外部接线,只须修改程序。(3)面向控制过程的编程语言,容易掌握PLC的编程语言采用继电器控制电路的梯形图语言,清晰直观。(4)易于安装、调试、维修在安装时,由于PLC的输入/输出接口做的很好,因此能够直接和外部设备相
18、连,而且不须专业的接口电路。调试能够先在试验室模拟完成,模拟调试完成后再现场安装、调试。从而缩短周期。在维修方面,PLC完善的诊断和显示功能,经过模块上的显示或编程器等很容易地找出故障的模块。 (5)网络功能强大PLC不但能做到远程控制、进行PLC内部通信与上位机进行通信,还具备专业上网、无线上网等功能。从而提高经济效应。(6)体积小、重量轻PLC内部电路采用微电子技术设计。3、PLC的应用领域当前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:(1)开关量逻辑控制取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、
19、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2)工业过程控制在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。(3)运动控制PLC能够用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械、机
20、床、机器人、电梯等场合。(4)数据处理PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,能够完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5)通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。1.2 PLC的发展趋势PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。当前,全世界PLC生产厂家约为200家,生产300多个品种。作为控制装置,它在许多工业领域都得到广泛的应用。随着微处理器技术和现代通信技术的发
21、展,PLC也得到了迅速发展,其技术和产品日趋完善。PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。(1)高速度、高I/O容量、功能强大随着CPU处理速度的提高,PLC程序执行的速度也越来越快;大规模和超大规模集成电路的发展,相应地使I/O的容量也得到增加;智能模块的增加,使PLC能够实现的功能越来越多。(2)强大的PLC联网能力 随着人们对工业自动化的要求越来越高,人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制,而是要求实现对全工厂的自动化,因此提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不但能经过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接,还能经过拨号或者无线的方式使
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- PLC 污水处理 控制系统 中的 应用
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