基于组态软件的污水处理系统的设计

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 Ⅰ

基于组态软件的污水处理系统设计

摘要：随着我国经济的高速发展，环境保护已经是一个突出的需要重视的问题。污水处理在环境保护中又是一个最重要的环节。同时随着计算机技术和我国污水处理工程迅速发展，对污水处理过程自动化程度要求不断提高，利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控是非常必要的。

本课题论述了污水处理工艺及污水处理系统的组成和组态控制系统设计，并详细介绍了SBR污水处理法自动控制系统的设计过程。本系统包括监控组态设计和梯形图设计两个方面，实现了中小型城市的污水处理自动控制和远程监控。系统主要由PLC、液位传感器、进水泵、滗水器、进泥泵及抽泥泵组成，分为手动和自动两种控制方式，使用梯形图语言完成系统对现场的控制；使用MCGS监控组态软件设计监控界面，不仅可以模拟演示系统工作状况，而且还可以对现场工作情况进行实时监控，并对系统进行远程控制，完成SBR污水处理法的自动运行。当系统发生状况时，能够及时发现，并停止系统，进行检修，减少污水处理过程中事故的发生。

关键词：PLC ；城市污水处理 ；MCGS组态软件；SBR

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 Ⅱ The Wastewater Treatment System Based on Configuration Software Design

Abstract：With the rapid development of China's economy, environmental protection has been a prominent need attaches great importance to the problem. Sewage treatment in the environmental protection is one of the most important link. At the same time, along with the rapid development of computer

technology and sewage treatment engineering in our country, constantly improve the degree of automation requirements, the process of wastewater treatment by using advanced control technology and equipment to monitor the process of sewage treatment is very necessary.

This topic describes about the technology of sewage treatment and sewage treatment system composition and configuration of the control system design, and introduces in detail the SBR sewage treatment automatic control system of the design process. This system includes monitoring configuration design and ladder diagram design two aspects, realized the small and medium-sized city sewage treatment automatic control and remote monitoring. System is mainly composed of PLC, liquid level sensor, into the water pump, water decanter, into the mud and mud pump, is divided into two kinds of control mode, manual and automatic use ladder diagram language to complete the system control of the scene; Use the MCGS monitoring configuration software design the

monitoring interface, not only can simulate the demo system work condition, on the basis of working condition on site and can be real-time monitoring, and the system of remote control, complete the automatic operation of the SBR sewage treatment method. When the system status, can be found in time, and stop the system, for maintenance, reduce sewage treatment process in the accident.

Keywords: PLC , city sewage treatment,MCGS configuration software,SBR

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 Ⅲ 目 录

第1章 绪

论 ....................................................................................................................... 1

1.1 设计背

景 ............................................................................................................... 1 1.2 研究的目的和意

义 ............................................................................................... 2 1.3 污水处理系统的国内外现

状 ...........................................................................

.... 2 1.4 主要设计内

容 ....................................................................................................... 3 第2章 污水处理工艺流

程 ............................................................................................... 4

2.1 常用的污水处理工

艺 ........................................................................................... 4 2.1.1 传统活性污泥

法 ........................................................................................... 4 2.1.2 A/O

法 ........................................................................................................... 5 2.1.3 A/A/O

法 ....................................................................................................... 5 2.1.4 A/B

法 ........................................................................................................... 6 2.1.5 SBR

法........................................................................................................... 6 2.2 SBR法过程介

绍 .................................................................................................. 7 2.2.1 进

水 ............................................................................................................... 7 2.2.2 反

应 ............................................................................................................... 7 2.2.3 沉

淀 ............................................................................................................... 7 2.2.4 排

水 ............................................................................................................... 7 第3章 硬件设

计 ............................................................................................................... 9

3.1 PLC的介

绍 .......................................................................................................... 9 3.1.1 PLC的结

构 ................................................................................................... 9 3.1.2 PLC的工作原

理 ......................................................................................... 10 3.1.3 PLCI/O口分

配 ...........................................................................

................ 11 3.2 SBR法的总体设

计 ............................................................................................ 13 3.2.1 方案设

计 ..................................................................................................... 13 3.2.2 硬件电路设

计 ............................................................................................. 14 3.3 其他资源配

置 ..................................................................................................... 16 3.3.1 接触器选

型 ................................................................................................. 16 3.3.2 液位计选

型 ................................................................................................. 16 3.3.3 滗水器选

型 ................................................................................................. 17

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 Ⅳ

第4章 软件设

计 ............................................................................................................. 18

4.1 PLC程序设计分

析 ............................................................................................ 18 4.1.1 整体设计流

程 ............................................................................................. 18 4.1.2 手动设计流

程 ............................................................................................. 18 4.1.3 自动设计流

程 ............................................................................................. 19 4.2 MCGS组态控制设

计 ........................................................................................ 23 4.2.1 什么是MCGS组态软

件 ............................................................................ 23 4.2.2 MSCG组态软件的系统构

成 ..................................................................... 23 4.2.3 设计要求及效

果 ......................................................................................... 24 4.2.4 定义数据对

象 ............................................................................................. 25 4.2.5 主界面的设

计 ............................................................................................. 25 4.2.6 实时报

警 ..................................................................................................... 27 4.2.7 设备连

接 ..................................................................................................... 28 4.2.8 脚本程序介

绍 ............................................................................................. 30 第5章 调

试 ..................................................................................................................... 33

5.1 模拟调

试 ............................................................................................................. 33 5.2 硬件功能性调

试 ................................................................................................. 37 5.3 系统总体调

试 ..................................................................................................... 37 结

论 ..................................................................................................................................... 38 致

谢 ..................................................................................................................................... 39 参考文

献 ............................................................................................................................. 40 附录

1 .................................................................................................................................. 41 附录

2 .................................................................................................................................. 52

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 第1章 绪论 1.1 设计背景

水是人类生活中必不可少的，尤其随着工业的发展无论是生活还是生产中对水资源的需求量越来越大。但水资源属于不可再生资源，必须加以合理的开发利用。我国淡水资源总量虽大但人占有量不足，仅为世界平均值的1/4。在最近淡水资源调查中，全球149个

国家参加调查，我国人均淡水资源占有量位居第110位，淡水资源贫乏。而且在全国500多个城市中，许多北方城市严重缺水，加之水资源的空间分布不合理，缺水现象更为其严重，人均拥有淡水量仅有全国人均的1/10[1]。更令人担忧的是淡水浪费的非常严重，随着淡水总量不断减少，用水成本越来越高，如果不加以合理管理，必将形成恶性循环。我国北方地区已出现众多环境问题，如水位下降、湖泊干涸、河水断流等。

随着社会的发展，水资源已经成为影响人民生活的重要因素，如何建立合理有效的污水处理系统已成为我国亟待解决的问题。目前全国城市污水达排放标准的有效率仅有10%，大部分污水未经处理就直接排入河流、湖泊和海洋。如何有效快速的对城市污水进行处理，提高水资源利用率，已经刻不容缓。环境污染的加重，水资源日益减少、水质日益恶化等一系列问题，都需要我们通过污水处理来解决。据统计，由于水资源污染，在我国约3亿的饮水不和谐现象中，饮用超标水的占1.9亿人。据有关专家预测，未来90年全球气候变暖加剧，到2100年，地球表面将有1/3的面积沙漠化，干旱将成为全球人类生存的威胁[2]。为了防止这些现象产生的严重后果，合理利用水资源，尤其是城市污水处理的自动化完善已经迫在眉睫。世界各国为了突破由水资源短缺而造成经济发展停滞的障碍，越来越重视水处理技术，希望通过各种水处理技术提高所供应的生活用水质量、工业用水质量，从而提高经济效益。并在城市污水处理过程中，经过SBR污水处理法处理的污水，可以直接排放到河道中，真正实现保护环境、合理利用水资源的目的。随着环境保护者的呼吁，人们的环保意识越来越高，城市污水处理未经处理直接排放是绝对不能容忍的，因此污水处理自动化系统的开发与利用已经体现出其必要性和紧迫性。在城市污水处理过程中，污水主要来自城市居民生活污水，污水成分多样，因此对城市污水处理的工艺和控制方式提出了较高的要求。 1

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