工业废水处理控制系统设计
目 录
1.绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 我国工业废水排放现状 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
1.4 课题的主要设计内容 2
2.系统总体方案设计 3
2.1 总体设计方案 3
2.1.1 废水进水系统 3
2.1.2 格栅除砂系统 3
2.1.3 絮凝沉淀系统 3
2.1.4 曝气系统 4
2.1.5 PH调节系统 4
2.2控制系统的工艺流程设计 4
2.3控制系统的系统结构设计 5
3.系统硬件配置 7
3.1 PLC的选型 7
3.2 PLC的I/O资源配置 11
3.3 检测仪表的选型 12
3.4 执行器件的选择 14
3.5 系统硬件接线 17
3.6系统主电路的设计 19
4.基于组态王的人机界面设计 21
4.1 组态王的简介 21
4.2 组态界面的设计 21
4.3 组态王内变量的设置 26
4.4 组态王与PLC的通讯方式 27
5.下位机PLC的程序设计 29
5.1 S7200内部资源的选择 29
5.2 PID程序的设计 29
5.2.1 浊度PID子程序设计 30
5.2.2 溶氧量PID子程序的设计 34
5.3 PH调节子程序的设计 38
5.4 主程序的设计 39
6.调试运行 43
6.1软件系统的调试 43
6.2 系统运行结果 44
结束语 46
参考文献 47
附录 48
致谢 58
1.绪论
1.1 课题的背景
在经济快速发展的今天，人们的物质生活较以往有了极大的改善，我们逐渐开始追求更加健康舒适的生活环境。然而，经济快速发展的同时带来了很多环境问题，工业生产过程中产生的废水未经处理排放到河流中所带来的
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严重水体污染，不仅破坏了我们居住的环境，还污染了我们所饮用的水质，威胁我们的健康和安全。同时，我国又是一个人口大国，淡水资源本身就匮乏，由此带来的水体污染严重和水资源的短缺已成为制约社会经济可持续发展、影响人民生活和身体健康的首要问题。
近几年来，随着我国人口数量激增，用电需求与日俱增，作为电力主要来源之一，使用火力发电的热电厂数量也在不断上升。同时热电厂又是工业用水大户，它在生产过程中会产生大量的工业废水，所以本设计以热电厂在工业生产中所产生的工业废水作为研究对象。热电厂工业废水主要是循环冷却水，它在热电厂冷却塔内循环时和空气大面积接触，工业生产环境一般都比较恶劣，空气中往往掺杂着大量颗粒较小肉眼无法看见的尘埃，这些物质在进入循环冷却水中一段时间后会沉积在冷却塔底，使循环冷却水中的积累了大量微小的悬浮物质和胶质物质，另一方面循环水在起冷却作用时与高温罐体接触蒸发部分水分后，水中的固形物浓度增加，形成大量或大或小的沉淀。同时热电厂排放的废水PH也达不到排放要求。
1.2 我国工业废水排放现状
我国水污染问题日益严重，我国的主要河流中有一半以上的水污染问题是由工业废水处理不合理排放所造成的。
从工业废水排放量的数据上来看，我国工业废水的排放量略有下降趋势，从2005年至2008年，我国工业废水的排放量在240亿吨左右，而到了2009年就下降了近5亿吨。同时，我国的工业废水处理的质量开始提高，从环保局统计的数据上看，我国工业废水排放达标率逐年提高，大体呈上升趋势，截止2009年末，达标排放率已经上升到94.2%。
从排放工业废水的行业领域上看，废水排放量最大的行业领域为电力热力等生产供应业，由此可见，热电厂废水的排放也占废水总排放量的一定比例。
综上所述，近几年来，我国“调结构，保增长”的发展模式得到了一定的成效并起到了一些积极的影响，工业废水排放企业开始重视废水的治理同时进一步加大了对工业废水处理的投资力度，但是，我国工业废水处理的技术还不够完善，效率也有待加强，所以很有必要建立一个完善的工业废水处理控制系统，尤其是针对热电厂这样的用水大户。
1.3 课题研究的目的和意义
建设完善的工业废水处理控制系统，不但可以解决由现代工业快速发展所造成的水污染问题，改善人们的生活环境，还可以缓解我国由于水污染导致的淡水资源匮乏的压力，有助于建立可持续发展社会。
在工业废水处理控制系统中采用PLC控制技术，不但可以提高工业废水处理控制系统处理效率和处理质量，而且还可以增加该系统的稳定性减少人为因素造成的影响。对减少控制成本，提高控制质量都具有很大的意义。
1.4 课题的主要设计内容
本设计以热电厂生产过程中产生的废水作为处理对象，设计了一套基于PLC控制的工业废水处理控制系统，其内容包括：
（1）设计以热电厂工业废水为背景的废水处理控制的工艺流程。
（2）设计整个系统的系统结构。
（2）介绍下位机PLC的选型，模块的扩展方式及其I/O资源配置。
（3）介绍此控制系统所涉及的硬件配置及其选型。如电动调节阀、变频器以及检测仪表等硬件的选型。
（4）设计基于组态王的人机操控界面。
（5）分析下位机PLC的通讯配置及通讯方式。
（6）设计基于s7200的PLC控制程序。
（7）介绍整个控制系统的调试运行与结果。
2.系统总体方案设计
2.1 总体设计方案
本工业废水处理控制系统的总体设计方案如图21所示：
图21 本工业废水处理控制系统的总体设计方案
2.1.1 废水进水系统
进水系统主要由进水管道、进水泵、进水阀门组成。在每一个处理环节之间，通过进水系统相互连接和转换，正是由于进水系统的存在，整个废水处理的工艺流程才得以运转，废水进水系统在蓄水池水位达到设定值时开始启动，目的是将需要处理的废水运送到下一个处理流程，当蓄水池内的水位到达下限时蓄水池下限位开关闭合表示废水全部运送到下一流程时，废水进水系统停止运行。
1.绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 我国工业废水排放现状 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
1.4 课题的主要设计内容 2
2.系统总体方案设计 3
2.1 总体设计方案 3
2.1.1 废水进水系统 3
2.1.2 格栅除砂系统 3
2.1.3 絮凝沉淀系统 3
2.1.4 曝气系统 4
2.1.5 PH调节系统 4
2.2控制系统的工艺流程设计 4
2.3控制系统的系统结构设计 5
3.系统硬件配置 7
3.1 PLC的选型 7
3.2 PLC的I/O资源配置 11
3.3 检测仪表的选型 12
3.4 执行器件的选择 14
3.5 系统硬件接线 17
3.6系统主电路的设计 19
4.基于组态王的人机界面设计 21
4.1 组态王的简介 21
4.2 组态界面的设计 21
4.3 组态王内变量的设置 26
4.4 组态王与PLC的通讯方式 27
5.下位机PLC的程序设计 29
5.1 S7200内部资源的选择 29
5.2 PID程序的设计 29
5.2.1 浊度PID子程序设计 30
5.2.2 溶氧量PID子程序的设计 34
5.3 PH调节子程序的设计 38
5.4 主程序的设计 39
6.调试运行 43
6.1软件系统的调试 43
6.2 系统运行结果 44
结束语 46
参考文献 47
附录 48
致谢 58
1.绪论
1.1 课题的背景
在经济快速发展的今天，人们的物质生活较以往有了极大的改善，我们逐渐开始追求更加健康舒适的生活环境。然而，经济快速发展的同时带来了很多环境问题，工业生产过程中产生的废水未经处理排放到河流中所带来的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
严重水体污染，不仅破坏了我们居住的环境，还污染了我们所饮用的水质，威胁我们的健康和安全。同时，我国又是一个人口大国，淡水资源本身就匮乏，由此带来的水体污染严重和水资源的短缺已成为制约社会经济可持续发展、影响人民生活和身体健康的首要问题。
近几年来，随着我国人口数量激增，用电需求与日俱增，作为电力主要来源之一，使用火力发电的热电厂数量也在不断上升。同时热电厂又是工业用水大户，它在生产过程中会产生大量的工业废水，所以本设计以热电厂在工业生产中所产生的工业废水作为研究对象。热电厂工业废水主要是循环冷却水，它在热电厂冷却塔内循环时和空气大面积接触，工业生产环境一般都比较恶劣，空气中往往掺杂着大量颗粒较小肉眼无法看见的尘埃，这些物质在进入循环冷却水中一段时间后会沉积在冷却塔底，使循环冷却水中的积累了大量微小的悬浮物质和胶质物质，另一方面循环水在起冷却作用时与高温罐体接触蒸发部分水分后，水中的固形物浓度增加，形成大量或大或小的沉淀。同时热电厂排放的废水PH也达不到排放要求。
1.2 我国工业废水排放现状
我国水污染问题日益严重，我国的主要河流中有一半以上的水污染问题是由工业废水处理不合理排放所造成的。
从工业废水排放量的数据上来看，我国工业废水的排放量略有下降趋势，从2005年至2008年，我国工业废水的排放量在240亿吨左右，而到了2009年就下降了近5亿吨。同时，我国的工业废水处理的质量开始提高，从环保局统计的数据上看，我国工业废水排放达标率逐年提高，大体呈上升趋势，截止2009年末，达标排放率已经上升到94.2%。
从排放工业废水的行业领域上看，废水排放量最大的行业领域为电力热力等生产供应业，由此可见，热电厂废水的排放也占废水总排放量的一定比例。
综上所述，近几年来，我国“调结构，保增长”的发展模式得到了一定的成效并起到了一些积极的影响，工业废水排放企业开始重视废水的治理同时进一步加大了对工业废水处理的投资力度，但是，我国工业废水处理的技术还不够完善，效率也有待加强，所以很有必要建立一个完善的工业废水处理控制系统，尤其是针对热电厂这样的用水大户。
1.3 课题研究的目的和意义
建设完善的工业废水处理控制系统，不但可以解决由现代工业快速发展所造成的水污染问题，改善人们的生活环境，还可以缓解我国由于水污染导致的淡水资源匮乏的压力，有助于建立可持续发展社会。
在工业废水处理控制系统中采用PLC控制技术，不但可以提高工业废水处理控制系统处理效率和处理质量，而且还可以增加该系统的稳定性减少人为因素造成的影响。对减少控制成本，提高控制质量都具有很大的意义。
1.4 课题的主要设计内容
本设计以热电厂生产过程中产生的废水作为处理对象，设计了一套基于PLC控制的工业废水处理控制系统，其内容包括：
（1）设计以热电厂工业废水为背景的废水处理控制的工艺流程。
（2）设计整个系统的系统结构。
（2）介绍下位机PLC的选型，模块的扩展方式及其I/O资源配置。
（3）介绍此控制系统所涉及的硬件配置及其选型。如电动调节阀、变频器以及检测仪表等硬件的选型。
（4）设计基于组态王的人机操控界面。
（5）分析下位机PLC的通讯配置及通讯方式。
（6）设计基于s7200的PLC控制程序。
（7）介绍整个控制系统的调试运行与结果。
2.系统总体方案设计
2.1 总体设计方案
本工业废水处理控制系统的总体设计方案如图21所示：
图21 本工业废水处理控制系统的总体设计方案
2.1.1 废水进水系统
进水系统主要由进水管道、进水泵、进水阀门组成。在每一个处理环节之间，通过进水系统相互连接和转换，正是由于进水系统的存在，整个废水处理的工艺流程才得以运转，废水进水系统在蓄水池水位达到设定值时开始启动，目的是将需要处理的废水运送到下一个处理流程，当蓄水池内的水位到达下限时蓄水池下限位开关闭合表示废水全部运送到下一流程时，废水进水系统停止运行。
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