污水处理自动控制系统的设计(硬件部分)--毕业论文.doc

西安思源学院本科毕业论文（设计） 本科毕业论文（设计） 题 目 污水处理自动控制系统的设计（硬件部分） 学 院 能源与电气工程学院 专 业 自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 西安思源学院教务处制二一四年五月摘要本文重点研究污水处理自动化控制系统硬件部分的PLC控制系统，国内相对落后的污水处理系统导致了很多经过处理的污水达不到排放的标准，投入了大量的资金和人力却达不到预期的效果。由此可见，一套好的自动控制系统对于提高污水处理效果有着极其重要的意义。本文以SBR污水处理工艺中PLC控制系统的具体应用为例。首先对PLC控制系统的硬件结构和工作原理进行了具体的介绍。接下来的工作就是对PLC控制系统的基本原则和步骤进行设计。然后进行自动控制线路和电气控制方案的设计，主要对设备的状态信号、启停等进行设计。最后对PLC控制系统进行设计，主要有PLC的选型、系统资源配置和PLC编程等。 污水处理自动化控制系统的优化对国家的水资源可持续发展利用有着极其重要的意义。 关键词：污水处理 PLC SBR 自动控制Abstract This article focuses on sewage treatment automatic control system hardware of PLC control system, relatively backward in the domestic sewage treatment system caused a lot of the treated sewage can not meet the discharge standard, but spend a lot of money and manpower to reach the desired effect. Thus, a good set of automatic control system is of extremely important significance to improve the effect of sewage treatment. Based on SBR wastewater treatment process of application of the PLC control system as an example. First of all, the hardware structure and working principle of PLC control system has carried on the detailed introduction. The next job is to the basic principles and steps of PLC control system design. Then for automatic control circuit and the design of the electrical control scheme, mainly to the state of the equipment signal, start-stop, etc to carry on the design. Finally to PLC control system design, including PLC type selection, system resource allocation and PLC programming. Sewage treatment automatic control system of the optimization to the state of water resources sustainable development use has very important significance.Keywords：Sewage treatment PLC SBR Automatic control 西安思源学院本科毕业论文（设计） 目录第一章 绪论1一、课题研究背景1二、课题研究目的和意义1三、国内外研究状况2四、本文研究的主要内容2第二章 污水处理系统工艺流程3一、污水处理工艺过程阐述3二、格栅除污系统4（一）转鼓格栅除污机工作原理4三、调节池4四、SBR反应池4（一）SBR工艺简介4（二）曝气系统6五、排水系统6六、系统所需设备仪表7七、参量的选择与测量8八、本章小结8第三章 电气控制系统方案的选择及硬件设计9一、PLC的工作原理9（一）循环扫描技术9（二）PLC的输入/输出响应时间9二、PLC控制系统设计原则与步骤10三、PLC与MCGS组态软件的通信11四、SBR 污水处理电气控制系统设计要求12五、SBR污水处理电气控制系统的总体设计12（一）设计过程12（二）控制系统方案设计13（三）SBR污水处理电气控制系统硬件电路设计14六、本章小结22第四章 污水处理控制系统程序设计概述23一、污水处理控制系统总体概述23二、污水处理各个子程序的设计23（一）空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵控制子程序的设计23（二）滗水器控制子程序的设计23（三）粗、细格栅除污机控制子程序的设计24（四）进水阀门控制子程序的设计24三、本章小结25结论26参考文献27致谢29污水处理自动控制系统的设计（硬件部分）第一章 绪论一、课题研究背景 在经济飞速发展的今天，工业化和城市化对水资源造成了严重的污染，导致了水资源日益紧缺。 在我们赖以生存地球上被水所覆盖的面积大约有70.8，但是仅有0.26的江河湖泊以及地下水资源能够被人类利用。 国内污水处理概况: （1）国内水资源分布不平衡，人均占有量少； （2）国内的污水处理能力目前还处于初级阶段，还有很大的发展空间； （3）随着国家对环境保护投入的增加，国内的污水处理能力在不断的提高。二、课题研究目的和意义世界上任何一个国家的经济发展,可以促进社会进步,促进工农业生产能力,进一步改善人们的生活,特别是在工业革命之后,所有国家的经济快速发展。中国是一个严重缺水的国家,目前我国300个城市缺水,根据中国经济信息网的分析,基于当前状态正常的需求,每年大约缺300亿- 400亿立方米的水,造成经济损失2300亿元,超过了洪水。 水资源短缺和水污染,严重影响人们的日常生活,严重影响我国的经济建设和发展。所以建设符合中国国情的污水处理厂自动控制系统对改善环境、建立可持续发展的社会和和谐社会和维护我国经济高速发展具有重要意义。三、国内外研究状况 污水处理自动控制在我国起步较晚,最早的是在70年代的时候使用热工仪表来对污水进行集中的检查。应用程序分析仪表和DCS系统。到了80年代的时候改为分析仪表和DCS系统对污水进行检查。进入90年代,随着我国经济实力的提高和对环境保护的重视，我国污水处理控制系统自动化水平有了很大的提升。 国国内污水处理自动控制系统特点： （1）采用手动和自动并存的控制方式； （2）国产在线仪表技术不成熟； （3）控制站之间几乎无信息交换； （4）上位机监控软件发展速度慢。 相比而言，发达国家的污水处理技术更加成熟,国外污水处理厂早就意识到污水处理厂的网络控制,如DCS和FCS,早些时候,SCADA技术被应用到了供水和排水工程,并带来了巨大的经济和社会效益。同时国外还注重水处理PLC的发展。国外污水处理自动控制系统特点： （1）在线监控技术成熟，测量精度高； （2) 大量采用智能控制； （3）大量采用遥控、遥测设备； （4）效地利用社会信息资源。四、本文研究的主要内容(1) 对污水处理的意义、重要性和发展等进行全面的了解；(2) 介绍污水处理的工艺流程，并以SBR污水处理法为例；(3) 介绍PLC的基本结构和工作原理，按照污水处理的工艺要求设计PLC控制系统；(4) 对污水处理的硬件系统进行具体的设计。第二章 污水处理系统工艺流程一、污水处理工艺过程阐述 目前普遍使用的污水处理系统有格栅除污系统、曝气沉砂池系统、SBR反应池系统（本文以SBR污水处理系统为例）、污泥处理系统四部分。 污水由进水系统通过粗格栅和清污机进行初步排除大块杂质物体，到达除砂池中。在除砂池系统中细格栅和转鼓清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，将污水中的细小沙粒滤除后进入SBR反应池。在SBR系统中进行生化处理，分解污水中的有害物质，潜水搅拌机的作用是推进水流，使SBR反应池的污水和活性污泥处于剧烈搅拌充分混合接触，使生化反应更加充分。经处理的污水进入沉淀池中，进行物理沉淀，经过反应后达到排放标准的污水从滗水器排出。污水处理系统的工艺流程见图2-1：图2-1 工艺流程图二、格栅除污系统 格栅除污机主要作用是去除污水中的大块固体杂物，保护后面的设备和设施不受影响1。 转鼓格栅除污机特点： （1）转鼓格栅的转速低、噪音相对较低、功率相对较小、无振动、零部件磨损小、使用寿命长； （2）转鼓格栅可以代替传统机械格栅、输送和螺旋压榨机； （3）可以实现全封闭运行，无异味外溢； （4）设计独特、结构紧凑、占地小、经久耐用。 （一）转鼓格栅除污机工作原理该设备安装在水渠中，污水先经过圆筒形格栅的端头，再流入栅内，然后从侧面的栅缝中流出，经过此程序后，污水中悬浮物体被圆形格栅条截住，然后通过齿形刮板将栅渣刮到集渣槽内，最后由上方的尼龙刷和冲洗水喷出。栅渣通过螺旋输送、挤压、脱水、运至上端排渣斗排出。整个过程由驱动电机进行控制2。三、调节池 污水的水量和水质在不断的变化。因此污水处理设备不能在理想的工艺条件下运行，如果问题严重则可能导致设备无法正常工作。为了对水量和水质进行调节，需要设置调节池3。四、SBR反应池（一）SBR工艺简介序批式间歇活性污泥法，简称SBR，SBR最大的优点就是用时间分割替代空间分割的操作方式，污水处理的能力大幅度提高。SBR污水处理系统由粗细格栅除污池、集水池、SBR反应池、储泥池、水泵、鼓风机和电动阀门等部分组成。本设计有4个SBR池，每完成一次进水、曝气、沉淀、排放等为一个运行周期。污水在SBR中按设计要求间歇地进每个反应工序。SBR控制系统流程图如图2-2所示：图2-2 SBR控制系统流程图SBR工艺具有以下优点： （1）活性污泥膨胀能够被有效控制（反应池内存在DO、BOD5浓度梯度）； （2）净化效果好（池内厌氧、好氧处于交替状态）； （3）运行灵活（水质、水量变化时可对工序进行调整）； （4）缓解了水量和有机污物的冲击负荷； （5）操作简单，维护方便； （6）效率高，运行效果好，处理后的水质好； （7）具有有良好的脱氮除磷效果。 SBR系统运行阶段： （1）进水 进水就是将污水注入反应池。等污水注满后反应开始。 （2）反应污水注入达到预定值后，为了除掉BOD、硝化、脱氮除磷，要对污水进行曝气或搅拌（好氧反应能够氧化、硝化，厌氧反应能够脱氮）。 （3）沉淀曝气和搅拌停止后，处于静止状态的混合液分离成活性污泥和上清液两部分。 （4）排水经过上一道工序后产生的上清液，作为处理水排放。 （5）闲置完成一个操作周期后等待下一个操作周期开始的阶段，也称待机。 控制过程： （1）充水(打开进水泵)； （2）曝气(开启鼓风机)； （3）沉淀； （4）排水(开启滗水器)。 从充水开始到排水结束为一个周期4。（二）曝气系统 常用三种曝气形式： （1）限制性曝气（污水注入停止后进行曝气）； （2）非限制性曝气（污水注入和曝气同时进行）； （3）半限制性曝气（污水注入的过程中开始曝气）。采用限制性曝气方式时：能耗最低，冲水期末基质浓度将达到最大值。适用于比较容易降解的污水。采用限制性曝气或半限制性曝气方式时：氧溶解浓度变大，传递氧的速率也加快，反应的速度加快。适用于比较容易降解的污水。采用非限制性曝气方式时：会产生好氧反应，基质的浓度会降低，反应的周期也会缩短。适用于污含有有有毒物质或基质浓度较高的的污水5。五、排水系统 本系统采用旋转式滗水器，旋转式滗水器有良好的水力机械性能，使进入出水堰的水流呈层流状态，保持出水量不变。 （1）设备结构该设备由驱动装置（电机、减速机）、升降装置（蜗轮、蜗杆、丝杠）、四连杆机构、排水支管、总管、出水堰槽、浮筒、排渣装置和水下轴承等组成。 （2）工作过程滗水时，滗水器由主曝气区的最高液位下降到水面以下进行排水，直到水位降到最低水位后，滗水器归位。 （3）性能特点自动变速且调整范围大是滗水器的一大特点。滗水器均速随着水位一起下降，速度根据水质的不同调整。滗水器的有一大特点是驱动机构运行稳定可靠，功耗低，运行成本低。滗水器能够阻挡浮渣不进入出水堰，为了达到保护机构不受损害的目的，要对滗水器运行过程实行限位控制6。六、系统所需设备仪表 （1)液位计 液位计的功能是监测水位的高低。本系统共需6个液位计，格栅前明渠内需要1个液位计，调节池内需要1个液位计，SBR反应池内需要4个液位计。(2)污泥浓度计污泥浓度计的功能是监测污水的混浊度。然后再根据检测的结果调整运行时间。(3) pH 计PH计的功能是监测污水的酸碱度。主要作用是防止活性污泥中的微生物死亡，达不到预期的结果。本系统选用LP-3000C型pH计（解析度0.01pH，精度度0.05pH）。(4)溶解氧(DO)仪溶解氧仪的功能是测量氧在污水中溶解的含量。溶解氧仪在污水处理中极其重要，曝气机鼓风量的调整都要以溶解氧仪的测量结果为依据。(5)ORP检测仪ORP检测仪的功能是测量污水中的氧化还原电位。(6)温度计温度计的功能是对污水温度进行监测。由于温度对生化反应有影响，因此要对污水的的温度进行检测。七、参量的选择与测量 在整个污水处理的过程中，反应器中的有机物的降解程度是通过溶解氧DO来间接反应的，同样，氧化还原电位ORP也有此功能。据相关研究显示：当污水进行SBR法反应时，氧化还原电位ORP和溶解氧DO与COD浓度存在相关性，例如：在空气量恒定的情况下，对COD进行降解，降解到难以再降解的浓度时，氧化还原电位ORP和溶解氧DO的值在短时间内快速升高，然后又恢复的平稳状态，最准稳定在某一较高值的特定范围内。根据氧化还原电位ORP与溶解氧DO的这一变化能准确的反应SBR反应阶段是否结束7。微生物的作用是去除掉污水中的有机物，为了保持微生物的活性，要保持足够的的供氧量，微生物的活性保持在一个人理想的状态的话，容易形成沉淀的絮体，使污水处理的效果达到最佳。如果提供过量的氧气，不仅功耗增高、投入资金加大而且会因为絮体的分散和破碎导致固液分离的难度加大。由此可见，污水处理过程中水中的含氧量的控制对污水处理结果好坏至关重要。自动调节系统中主要任务之一就是曝气池中溶解氧DO的有效控制。八、本章小结 本章详细介绍了SBR污水处理的工艺流程。第三章 电气控制系统方案的选择及硬件设计一、PLC的工作原理顺序扫描、连续循环是PLC的工作方式。在操作PLC时,操作者编制好程序并储存，CPU根据编制的指令序号循环扫描，如果所编制的程序没有跳转指令，则按照所编制的程序指令顺序执行。完成一个周期后进入下一个周期。在每一个执行周期中要进行采样输入信号和刷新输出状态等工作。（一）循环扫描技术 （1）输入采样输入采样就是把暂存在输入锁存器中的输入端子的输入数据以扫描的方式读入。然后刷新输入。 （2）程序执行顺序扫描执行读入的指令，读入的指令经过一系列的计算和处理产生的新指令存入输出状态寄存器中，程序执行改变，输出状态寄存器中的指令也改变。 （3）输出刷新读入的指令执行完一个周期，锁存器接收输出状态寄存器的通断状态，然后，输出设备在驱动的作用下开始工作。（二）PLC的输入/输出响应时间输入信号从开始变化到输出信号发生改变过程中的时间叫做I/O响应时间。 最短响应时间：收到输入信号和下一个扫描周期的执行同时进行。在实际操作中输入/输出电路会有一定的延时，因此一个扫描周期的时间要大于最短响应时间。最长响应时间：最长相应时间正好与最短相时间相反，即收到输入信号时输入读取刚完成。输入信号在下一个扫描周期响应10。二、PLC控制系统设计原则与步骤PLC控制系统的设计应遵循以下原则：(1) 与时俱进 ； (2) 安全可靠；(3) 满足要求；(4) 经济适用。PLC控制系统的设计步骤：PLC控制系统的整体的设计步骤如图2-3所示：开始控制要求分析确定输入输出设备选择合适的PLCI/O点分配PLC程序设计模拟调试撰写论文结束图2-3 设计步骤示意图 (1) 控制要求分析在设计PLC控制系统之前，要对工艺过程进行分析，了解控制对象和控制要求。(2) 确定输入/输出设备了解了被控对象和控制要求后选择相匹配输入设备和输出设备。然后确定PLC的I/O点数分配。(3) 选择合适的PLC 本课题的PLC选择西门子S7-200系列。(4) I/O点数分配对应将PLC的I/O端子的点数分配给输入/输出设备。(5) PLC程序设计 了解掌握被控对象和控制要求后进行PLC的编程。第一步把工艺流程分段；第二步分别对每一段要控制的设备的输入和输出信号进行确认；搞清各段之间的联系；第三步画出程序流程图，第四步进行程序编制。(6) 模拟调试PLC程序编好后，与组态软件相连接（软件部分由谭杰同学负责），进行模拟调试。(7) 撰写论文收集整理有关材料，在导师的指导下撰写论文8。三、PLC与MCGS组态软件的通信MCGS系统结构图如图2-4所示：图2-4 MCGS软件系统结构图运用MCGS 6.2建立运行程序的一般过程：(1) 打开组态软件，新建工程项目； (2) 进行设备配置；(3) 构造数据库； (4) 制作图形画面，在用户窗口实现；(5) 在主控窗口建立新工程；(6) 动画链接；(7) 运行环境调试9。四、SBR 污水处理电气控制系统设计要求(1) 控制系统采用PLC（本系统选用西门子S7-200型号的PLC），分配I/O接口；(2) PLC编程要满足工艺要求并且要实现参数的实时整定；(3) 在PLC控制回路中加入互锁的功能以满足搅拌机为正、反转双向运行的条件；(4) 做好PLC的接地设计；(5) 做好设备的保护措施；(6) 画出系统的主电路、控制电路及PLC硬件电路原理图；(7) 画出系统的接线图、电控箱布置图，画出系统的配线图、控制面板布置图；(8) 编制PLC主程序梯形图。五、SBR污水处理电气控制系统的总体设计（一）设计过程 （1）粗格栅除污机。开关各5S，有两个浮球开关，一个浮球开关负责池中污水上限值，池中污水液位达到上限值，水泵1关闭。另一个浮球开关负责池中污水下限值。池中污水液位达到下限值，水泵2关闭； （2）水泵。时间开关和浮球开关同时控制水泵2和水泵3，水泵停止时，粗格栅除污机和细格栅除污机运行，水泵运行时，粗格栅除污机停止运行。当细格栅池中的污水位达到一定的高度是，关闭水泵3； （3）细格栅除污机。开关各5S，有两个浮球开关，一个浮球开关负责池中污水上限值，池中污水液位达到上限值，水泵3关闭。另一个浮球开关负责池中污水下限值。池中污水液位达到下限值，调节阀2关闭； （4）皮带运输机。在本污水处理系统中设置粗格栅除污机工作2S后，粗细格栅除污机公用的皮带运输机开始运行； （5）集水池。有4个浮球开关，主要工作时检测集水池的水位变化。集水池中的污水水位达低时，与集水池连接的所有阀门关闭；(6) SBR反应池。本系统中有4个SBR反应池，水位由浮球开关检测，每个池中2个浮球开关。SBR池中的污水水位达到一定液位后关阀门，4个SBR反应池顺序完成此程序； （7）空气阀门、潜水搅拌器、回流污泥泵。4个SBR反应池进水阀门都关闭后，同时开启空气阀门、潜水搅拌器、回流污泥泵。为了污水处理系统的正常运行，需要对水位进行保护设置。具体操作是：达到高水位，停止进水；水位太低，继续进水。空气阀门、潜水搅拌器、回流污泥泵运行一定的时间后同时停止； （8）滗水器。关闭空气阀门5S后，打开滗水器，排出SBR反应池中的上清液，直到液位下降到一定的位置后停止； （9）剩余污泥泵。滗水器停止运行后，剩余污泥泵开始工作，其主要工作是将剩余的污泥运送到储泥池中。储泥池中污水液位达到一定的高度后剩余污泥泵停止工作； （10）鼓风机。鼓风机需要和空气阀门配合工作，打开1个空气阀门的同时打开1台鼓风机，打开2个或3个空气阀门时要打开2台鼓风机； （11）脱水机。按指定要求工作11。（二）控制系统方案设计(1) 交流接触器。交流接触器控制 SBR污水处理系电动机的启、停；(2) 热继电器。本系统中的电动机的过载保护均由热继电器承担；(3) 液位检测开关。在污水处理系统中，优先选择抗干扰性好、电极耐腐蚀的液位检测开关；(4) 鼓风机、空气阀。鼓风机的启/停条件是无负债，空气阀要安装在曝气管路上；(5) 电控箱、控制面板。二者的电器板连接选用BVR型铜导线，端子板是连接电控箱和执行装置的工具；(6) 接地。为了提高抗干扰能力，本系统的PLC选用第三种接地方式；(7) 继电器。本系统的PLC的输出选用继电器；(8) 断路器、熔断器。通过短路保护系统的电路，其中，断路器保护主电路，熔断器保护回路、控制回路和PLC的控制回路12。（三）SBR污水处理电气控制系统硬件电路设计 （1）主电路设计 SBR污水处理电气控制系统主电路如图3-1所示： 图3-1 SBR污水处理电气控制系统主电路 主电路控制分析如图3-2所示：交流接触器KM1格栅除污机M1交流接触器KM2滗水器M2交流接触器KM3 鼓风机M3交流接触器KM4剩余污泥泵M4交流接触器KM5 回流污泥泵M5交流接触器KM6、KM7潜水搅拌机M6交流接触器KM8、KM9集水池搅拌机M7控制控制控制控制控制控制控制图3-2主电路控制分析 主电路保护分析如图3-3所示：图3-3主电路保护分析 （2）控制电路设计 SBR污水处理系统交流控制电路如图3-4所示：图3-4 SBR污水处理系统交流控制电路控制电路分析如图3-5所示：图3-5控制电路分析如控制电路保护分析如图3-6所示：图3-6控制电路保护分析 （3）主要参数计算断路器QF脱扣电流:按电动机起动电流的1.7倍整定。电动机：2两台3kW负载电动机，5台1.1kW工作电动机，每台电动机单独运行。可计算出脱扣电流IQF： IQF1.7IN (3-1)IQF=1.76A10.2A10A，断路器选择IQF10A。以鼓风机为例，计算熔断器FU熔体额定电流IFU:IFU2IN22.5A5A，选用5A的熔体。按上述计算方式选择其余熔体额定电流。控制回路熔体额定电流选用2A14。 （4）搅拌机电路的设计为了PH传感器的检测结果准确，需要搅拌机将集水池中的污水搅拌均匀。搅拌机电路如图3-7所示： 图3-7搅拌机电路（6）PLC控制电路设计 硬件结构设计: 第一步：对所有的驱动进行了解分析； 第二步：按照控制要求分配I/O点数； 第三步：设置参数； 第四步：选择PLC（本污水处理系统选用西门子S7-200型号的PLC）； 第五步：画出控制电路原理图，画出控制电路，进行I/O接口功能表的编制。图3-8为SBR污水处理系统PLC控制电路原理图：图3-8 SBR废水处理系统PLC控制电路原理图SBR污水处理系统PLC输入接口功能如表3-1所示：表3-1 数字量输入地址分配表I0.0总开关开启I0.1总开关停止I0.2SQ16I0.3SQ17I0.4集水池浮球LT10aI0.5集水池浮球LT10bI0.6集水池浮球LT10cI0.7集水池浮球LT10dI1.01#SBR池浮球LT20a高液位I1.12#SBR池浮球LT20b高液位I1.23#SBR池浮球LT20c高液位I1.34#SBR池浮球LT20d高液位I1.41#SBR池浮球LT20a低液位I1.52#SBR池浮球LT20b低液位I1.63#SBR池浮球LT20c低液位I1.74#SBR池浮球LT20d低液位I2.0储泥池浮球LT30a高液位I2.4SQ12I2.5SQ13I2.6SQ14I2.7SQ15SBR污水处理系统PLC输入接口功能如表3-2所示：表3-2 数字量输出地址分配表Q0.0粗栅格除污机Q0.1调节阀7Q0.2水泵2Q0.3水泵3Q0.4细栅格除污机Q0.5调节阀8Q0.6皮带运输机Q0.7排泥阀1Q1.0集水池液位报警Q1.1调节阀3Q1.2调节阀4Q1.3调节阀5Q1.4调节阀6Q1.51#SBR池空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵Q1.62#SBR池空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵Q1.73#SBR池空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵Q2.04#SBR池空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵Q2.11#SBR池滗水器Q2.22#SBR池滗水器 Q2.33#SBR池滗水器Q2.44#SBR池滗水器Q2.51#SBR池剩余污泥泵Q2.62#SBR池剩余污泥泵Q2.73#SBR池剩余污泥泵Q3.04#SBR池剩余污泥泵Q3.11#鼓风机Q3.22#鼓风机Q3.3水泵1Q3.4调节阀2Q3.5酸液罐无药液Q3.6碱液罐无药液Q3.7排泥阀2Q4.0备用Q4.1PH值6.57.5Q4.2PH值34Q4.3PH值45Q4.4PH值56Q4.5PH值66.5Q4.6PH值7.58Q4.7PH值89Q5.0PH值910 Q5.1PH值1011 （5）电控箱布置图和配线图、控制面板布置图设计电控箱电器板原件布置图如图3-9所示；电控箱电器面板元件布置图如图3-10所示： 图3-9电控箱电器板元件布置图 图3-10电控箱电器面板元件布置图六、本章小结本章主要是对污水处理系统的主电路和控制电路进行设计。第四章 污水处理控制系统程序设计概述一、污水处理控制系统总体概述 污水处理系统要编写的全部子程序如图4-1所示：图4-1 污水处理系统子程序设计二、污水处理各个子程序的设计（一）空气阀门、潜水搅拌机、回流污泥泵控制子程序的设计 4个SBR反应池进水阀门都关闭后，同时开启空气阀门、潜水搅拌器、回流污泥泵。为了污水处理系统的正常运行，需要对水位进行保护设置。具体操作是：达到高水位，停止进水；水位太低，继续进水。空气阀门、潜水搅拌器、回流污泥泵运行一定的时间后同时停止。（二）滗水器控制子程序的设计 本系统的排水系统采用滗水器。其主要原因是为了满足 SBR污水处理法周期性排水的要求。常用的滗水器有以下几种： （1）固定式管理滗水器； （2）虹吸式滗水器； （3）旋转式滗水器（三）粗、细格栅除污机控制子程序的设计粗细格栅除污机工作流程图如图4-2所示:图4-2粗、细栅格除污机工作流程（四）进水阀门控制子程序的设计SBR池进水阀门工作流程图如图4-3所示:图4-3 SBR池进水阀门工作流程图三、本章小结本章主要是对污水处理控制系统的程序进行设计编程。结论在开始写本论文之前，我先到学校图书馆借阅了很多关于污水处理方面的资料，了解了污水处理的发展、现状、工艺以及很多污水处理厂的信息。在本文中，我首先对污水处理的的基本状况进行了简单的介绍。接下来，我对污水处理工艺过程进行了阐述，并以SBR污水处理工艺为例，进行了具体的分析和设计。接着，对PLC控制系统的的设计原则和步骤进行了分析。最后，对污水处理系统的主电路和控制电路进行设计，并且按照工艺要求编写主程序梯形图。我选择了西门子S7-200系列的PLC，S7-200系列的PLC简单实用，操作方便，功能强大。是本控制系统的不二之选。 由于本课题是基于理论来完成，实际运行和控制效果可能不会像理论这样完善，再加上本人的能力和知识有限，因此在系统设计中还可能存在一些缺陷，还需要进一步对污水处理原理部分进行研究探讨。参考文献1、李英辉、赵豫龙、戴青云著：基于PLC的中水处理系统选自石家庄职业技术学院学报2008年第4期；2、何献忠著：工业污水处理的PLC控制应用选自湖南冶金职业技术学院学报2004年第4期；3、刘建雄著：PLC控制系统在化学水处理系统的应用选自工程技术2008年第5期。4、常树英、程艳洁、陈立波著：压力曝气生物反应器处理工业废水应用实例选自吉林化工学院学报2007年第5期；5、李瑞桂、孟凡华、孟祥廷著：PLC在工业污水处理自动控制系统中的应用选自应用技术2008年第4期；6、彭永臻：SBR法污水生物脱氮及过程控制科学出版社，2011年，第43-45页；7、杨叶、朱学军著：基于MCGS的异型PLC通信方法选自机床电器2009年第7期；8、董淑冷、茅红伟、唐晓俊著：PLC在污水泵站控制系统中的应用选自制造业自动化2008年第6期；9、柏景方著：污水处理技术哈尔滨工业大学出版社，2006年，第28页-29页；10、吴凛云、叶献方著：基于PLC的SBR法污水处理控制仪选自石油仪器 2002年第16期；11、张占、张德虎著：基于PLC和MCGS的串行通信实现选自科技创新导报2008年第8期；12、李瑞桂、孟凡华、孟祥廷著：PLC在工业污水处理自动控制系统中的应用选自应用技术2008年第4期；13、徐琳、牟道光著：PLC在污水处理中的应用选自 微计算机信息2004年第20期。14、张统著：间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例化学工业出版社,2002年，第19-27页。致谢 首先，我想感谢导师李小绵。 本论文是在导师李小绵的指导帮助下创作完成的，在本论文的创作过程中，导师李小绵渊博的学识和严谨的治学态度让我受益匪浅。导师李小绵谦逊无私、朴实真诚和一丝不苟的敬业精神让我很是感动，给我以后的做人做事做了一个很好的榜样。在此，我要再次感谢导师李小绵。大学四年，要感谢的人还有很多。比如培养我们四年的电气工程及其自动化专业的全体老师和家人。最后，非常感谢百忙之中抽出时间评阅和参加答辩老师、教授！祝愿各位身体健康、工作顺利。291. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. 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