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plc的污水处理系统设计

2021-05-04 21:09编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要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S7-200型PLC控制的污水处理系统。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。  建立高度自动化污水处理站,不仅可以加强整个系统的可靠性、准确性,还可以减少劳动强度,降低处理成本和节约能源,具有很好的经济效益和社会效益。
目录
一、 引言 1
二、 系统工作流程设计 2
三、 硬件电路配置 4
(一) PLC的选择 4
(二) I/O分配表 4
四、 梯形图程序代码设计 7
(一) 污水自动处理模式 7
1. 输入子程序设计 7
2. 秒脉冲子程序设计 7
3. 定时子程序设计 8
4. 回流泵、风机、进水泵工作子程序设计 8
5. 风机工作子程序设计 8
6. 静置子程序设计 9
7. 滗水器下潜子程序设计 9
8. 定时子程序设计 10
9. 滗水器下潜开启子程序设计 10
10. 滗水器下潜停止子程序设计 10
11. 滗水器上升开启子程序设计 11
12. 滗水器上升停止子程序设计 11
13. 循环准备子程序设计 11
14. 各设备停止子程序设计 12
15. 总报警子程序设计 12
16. 风机报警子程序设计 13
17. 进水泵报警子程序设计 13
18. 滗水器报警子程序设计 13
19. 回流泵报警子程序设计 13
(二) 污水手动处理模式 14
1. 下潜滗水器手动子程序设计 14
2. 上升滗水器手动子程序设计 14
3. 回流泵手动子程序设计 15
4. 风机手动子程序设计 15
5. 进水泵手动子程序设计 15
总结与展望 17 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072

参考文献 18
致 谢 19
附录 程序代码 20
引言
本文设计了一款基于西门子S7200型PLC的工业污水处理控制系统设计,如图11所示,主要由以下内容组成: 
(1)介绍了工业污水处理的基本内容,包括工业污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程; 
(2)介绍了PLC的基本结构和工作原理,并对工业污水处理控制系统进行设计分析; 
(3)具体分析设计工业污水处理的硬件系统;
(4)具体分析设计工业污水处理的软件系统;
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图11 污水处理系统
系统工作流程设计
污水处理系统的工作模式分为手动模式和自动模式两种,面21通过流程图形式来对自动模式的工作过程进行简要介绍。
如图21为污水处理器系统的自动工作模式过程设计,在系统上电后PLC系统将首先进行初始化状态,此时将通过梯形图语言控制PLC控制器,结合其内部定时器模块来产生秒信号,从而通过固定特殊寄存器VD100产生定时效果,为整个污水处理系统的工作时间进行计时。
当污水处理系统处于上电后的前两个小时内时,PLC将首先启动回流泵、风机、进水泵三个装置实现将外部污水引入、回流,并开启风机对污水进行曝气处理。
随后在系统继续通过风机吹风对污水进行1个小时的曝气,使得污水中的有毒气体和污染气体被进一步吹散,并使得污水中的污染物与液体水进行初步分离,为接下来的分层做准备。
接下来的第4~7四个小时时间内,PLC控制器将停止回流泵、风机、进水泵三个装置工作,使得被连续曝气三小时的污水静置4个小时,从而污水中的不同杂质能够与澄清水进行分层。
接下来在第8小时内,PLC控制器将控制滗水器下潜,将分层后的澄清水进行滗出,连续滗水一个小时候,澄清水将被滗出完毕。
接着在第9小时的前15分钟再次进行一次滗水,随后停止5分钟的滗水,使得剩余的污水被静置5分钟从而实现分层,随后在第9小时的第20~35分钟再次进行一次滗水,随后在第35~40分钟之间再次进行5分钟的静置实现分层,接下来的第40~60分钟之间进行最后一次滗水。
这四次滗水操作完成后,污水将被全部处理完毕,系统能够已经最大程度的将澄清水从污水中滗出,在该自动模式下系统将自动进入下一次的污水处理循环。

图21 污水处理系统自动工作模式流程设计
硬件电路配置
PLC的选择
由于设计的污水处理控制系统是应用在小型规模的污水处理厂,本系统选用西门子小型PLC S7200系列,主机型号为CPU 224, 具有14个数字输入点和10个数字输出点,2个模拟量的输入和1个输出。可以用于代替继电器的简单控制场合,也可以用于复杂的自动化控制系统。由于它有极强的通信功能,在大型网络控制系统中也能充分的发挥其作用。
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图31 S7200型PLC控制器
I/O分配表
根据控制要求与设计方案,列出I/O分配表,如表32所示。
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图32 PLC的IO管脚分配
(三)污水处理系统接线图
图33是本课题设计的这款污水处理系统的硬件连接图,共使用了14个输入管脚和5个输出管脚。

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