基于S7-300 PLC的污水處理自動控制系統(tǒng)
發(fā)布時間:2021-10-15 17:34
隨著現代工業(yè)控制自動化的發(fā)展,傳統(tǒng)污水處理控制系統(tǒng)自動化程度低,處理效果不理想等缺點亟待解決。因此,提高污水處理過程的可控性,減少系統(tǒng)運行過程中的人工干預,及時采集各控制環(huán)節(jié)的數據信息等成為污水處理自動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。本文根據污水處理過程的工藝特點與控制系統(tǒng)的整體要求,設計了以S7-300 PLC為核心控制器的污水處理自動控制系統(tǒng)。針對傳統(tǒng)污水處理控制系統(tǒng)的不足,制定了系統(tǒng)總體設計方案,提出了溶解氧濃度精準控制的策略方法,進行了系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。硬件設計方案采用基于工業(yè)以太網PROFINET和PROFIBUS-DP總線相結合的控制架構,工控機作為上位機,可編程邏輯控制器PLC和分布式I/O設備為下位機,構成了多總線分布式I/O控制系統(tǒng)。軟件設計主要包括PLC程序設計、上位機監(jiān)控軟件開發(fā)和觸摸屏界面設計,利用STEP 7編程軟件完成了PLC控制程序的編寫,使用WinCC組態(tài)軟件設計了上位機監(jiān)控程序,WinCC flexible軟件完成了觸摸屏現場畫面的開發(fā)。整個污水處理自動控制系統(tǒng)結合了目前最新的工藝狀況和PLC控制系統(tǒng)技術,為污水處理提供了有效的自控方案。為實現生物反應池溶...
【文章來源】:西安石油大學陜西省
【文章頁數】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
A/O2工藝流程
這種處理工藝稱為改良 A/O2工藝。改良 A/O2工藝流程如圖2-3 所示。圖 2-3 改良 A/O2工藝流程改良 A/O2工藝的優(yōu)點有以下幾方面:(1)利用厭氧池、缺氧池和好氧池三種不同的生物反應環(huán)境,結合微生物菌群各種類之間的有機配合,在去除有機物的過程中同時具有脫氮除磷的功能;(2)與其它可以同時脫氮除磷去除有機物的工藝比較,厭氧環(huán)節(jié)與缺氧環(huán)節(jié)不需要投放化學藥物,工藝流程簡單,投入費用低,且污水停留靜置時間也相對較短;(3)污水處理在厭氧—缺氧—好氧反應環(huán)境的交替運行下,菌絲不會大量繁殖,可以避免發(fā)生污泥膨脹的現象;(4)污泥沉降性較好。在整個生物反應過程中,好氧池中的溶解氧濃度只有保持在穩(wěn)定的范圍內才能有更好的處理效果。也就是說,進入二沉池的污水需要保持一定濃度的溶解氧,防止形成厭氧狀態(tài),避免出現污泥釋放磷的現象。同時,為了避免內回流混合液對缺氧池的反應產生干擾,溶解氧濃度也不宜過高。因此,溶解氧濃度的控制是整個污水生物反應過程成功與否的關鍵[21]。2.2 污水處理各控制環(huán)節(jié)整個污水處理的控制過程可以分為三個部分,分別是污水預處理環(huán)節(jié)、污水處理環(huán)節(jié)和污泥處理環(huán)節(jié)。污水預處理環(huán)節(jié)主要是利用物理方法對污染物質進行簡單分離,污水處理環(huán)節(jié)是污水處理控制過程的核心,污泥處理環(huán)節(jié)是對處理過程中產生的污泥進行壓縮脫水以便后期外運處理。2.2.1 污水預處理段污水預處理主要是借助物理手段使污水中的某些污染物質得到分離的操作單元,與其他處理方法相比
流入污水提升泵房。粗格柵兩側設有液位差傳感器,由于粗柵格本身的水流阻力不大,水頭損失只有幾厘米,阻力主要是由于柵渣阻塞產生的,一般當監(jiān)測到兩側液位差達到設定值上限時,就需要啟動格柵除污機進行清理了。柵渣量如式 (2-1) 所示:ZKQWW100086400max1 (2-1)1W :柵渣量,33m /103m (污水);Kz :生活污水流量總變化系數。(2)污水提升泵房污水提升泵房位置在粗格柵井之后,其面積約為 15.1×7.72m ,提升泵房內設置有 3套潛污泵。污水提升泵房內進水管道設有一個超聲波液位變送器,用來采集傳送提升泵房內的液位數據。污水提升泵房液位參數上傳到控制中心后,對比設定值高低來控制潛污泵的運行狀態(tài)和設備數量。提升泵房主要的作用是輸送粗格柵處理后的污水流入細格柵進行下一步的處理。粗格柵及提升泵房的控制流程如圖 2-4所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]OPC應用實踐[J]. 盧建勤,趙彥鴻. 山東工業(yè)技術. 2019(03)
[2]城市生活污水處理技術現狀及發(fā)展趨勢探討[J]. 黃惠瓊. 科技經濟導刊. 2018(35)
[3]基于模糊PID的羅茨動力機控制系統(tǒng)研究與仿真[J]. 肖艷軍,王永庚,井然,馮華,李永聰. 系統(tǒng)仿真學報. 2018(06)
[4]中小型污水處理廠自動控制系統(tǒng)及其節(jié)能降耗效能分析[J]. 李爽,劉洋. 南方農機. 2017(21)
[5]水質指標化學需氧量(COD)的檢測方法分析[J]. 冉光靜,閔維康,張恒. 河南科技. 2015(19)
[6]淺析WinCC污水監(jiān)控系統(tǒng)在污水處理中的應用[J]. 王彪,姜大洋. 科技創(chuàng)新與應用. 2014(08)
[7]自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應用研究[J]. 吳海峰. 科技創(chuàng)新導報. 2013(14)
[8]西門子S7-200 PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應用[J]. 楊楊,楊風,徐麗麗. 信息與電腦(理論版). 2013(03)
[9]大滯后系統(tǒng)的Smith在線辨識預估控制的研究[J]. 胡素紅,方建安. 機電工程. 2012(03)
[10]A2/O生物同步脫氮除磷及其改良工藝進展[J]. 張光明,杜鋒偉,朱易春,趙志偉. 黑龍江大學自然科學學報. 2010(06)
碩士論文
[1]污水處理過程中溶解氧濃度控制策略研究[D]. 付娟.蘭州理工大學 2017
[2]微動力污水處理系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 謝小冬.合肥工業(yè)大學 2016
[3]污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的設計與實現[D]. 高峰.西安建筑科技大學 2015
[4]基于燕郊污水處理廠的自動控制系統(tǒng)設計[D]. 吳建偉.天津大學 2014
[5]新型電池供電電磁流量計設計[D]. 宮通勝.中國計量學院 2014
[6]充填膏體制備及泵送自動監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 郭科偉.河北工程大學 2013
[7]污水處理系統(tǒng)污泥濃度在線監(jiān)測與控制[D]. 周雪.華北電力大學 2013
[8]基于西門子PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現[D]. 張利.西安電子科技大學 2012
[9]抽油桿自動測長技術的研究[D]. 楊靜.沈陽理工大學 2010
[10]沉淀池數學模型與流體動力學分析[D]. 沈宏偉.太原科技大學 2009
本文編號:3438352
【文章來源】:西安石油大學陜西省
【文章頁數】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
A/O2工藝流程
這種處理工藝稱為改良 A/O2工藝。改良 A/O2工藝流程如圖2-3 所示。圖 2-3 改良 A/O2工藝流程改良 A/O2工藝的優(yōu)點有以下幾方面:(1)利用厭氧池、缺氧池和好氧池三種不同的生物反應環(huán)境,結合微生物菌群各種類之間的有機配合,在去除有機物的過程中同時具有脫氮除磷的功能;(2)與其它可以同時脫氮除磷去除有機物的工藝比較,厭氧環(huán)節(jié)與缺氧環(huán)節(jié)不需要投放化學藥物,工藝流程簡單,投入費用低,且污水停留靜置時間也相對較短;(3)污水處理在厭氧—缺氧—好氧反應環(huán)境的交替運行下,菌絲不會大量繁殖,可以避免發(fā)生污泥膨脹的現象;(4)污泥沉降性較好。在整個生物反應過程中,好氧池中的溶解氧濃度只有保持在穩(wěn)定的范圍內才能有更好的處理效果。也就是說,進入二沉池的污水需要保持一定濃度的溶解氧,防止形成厭氧狀態(tài),避免出現污泥釋放磷的現象。同時,為了避免內回流混合液對缺氧池的反應產生干擾,溶解氧濃度也不宜過高。因此,溶解氧濃度的控制是整個污水生物反應過程成功與否的關鍵[21]。2.2 污水處理各控制環(huán)節(jié)整個污水處理的控制過程可以分為三個部分,分別是污水預處理環(huán)節(jié)、污水處理環(huán)節(jié)和污泥處理環(huán)節(jié)。污水預處理環(huán)節(jié)主要是利用物理方法對污染物質進行簡單分離,污水處理環(huán)節(jié)是污水處理控制過程的核心,污泥處理環(huán)節(jié)是對處理過程中產生的污泥進行壓縮脫水以便后期外運處理。2.2.1 污水預處理段污水預處理主要是借助物理手段使污水中的某些污染物質得到分離的操作單元,與其他處理方法相比
流入污水提升泵房。粗格柵兩側設有液位差傳感器,由于粗柵格本身的水流阻力不大,水頭損失只有幾厘米,阻力主要是由于柵渣阻塞產生的,一般當監(jiān)測到兩側液位差達到設定值上限時,就需要啟動格柵除污機進行清理了。柵渣量如式 (2-1) 所示:ZKQWW100086400max1 (2-1)1W :柵渣量,33m /103m (污水);Kz :生活污水流量總變化系數。(2)污水提升泵房污水提升泵房位置在粗格柵井之后,其面積約為 15.1×7.72m ,提升泵房內設置有 3套潛污泵。污水提升泵房內進水管道設有一個超聲波液位變送器,用來采集傳送提升泵房內的液位數據。污水提升泵房液位參數上傳到控制中心后,對比設定值高低來控制潛污泵的運行狀態(tài)和設備數量。提升泵房主要的作用是輸送粗格柵處理后的污水流入細格柵進行下一步的處理。粗格柵及提升泵房的控制流程如圖 2-4所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]OPC應用實踐[J]. 盧建勤,趙彥鴻. 山東工業(yè)技術. 2019(03)
[2]城市生活污水處理技術現狀及發(fā)展趨勢探討[J]. 黃惠瓊. 科技經濟導刊. 2018(35)
[3]基于模糊PID的羅茨動力機控制系統(tǒng)研究與仿真[J]. 肖艷軍,王永庚,井然,馮華,李永聰. 系統(tǒng)仿真學報. 2018(06)
[4]中小型污水處理廠自動控制系統(tǒng)及其節(jié)能降耗效能分析[J]. 李爽,劉洋. 南方農機. 2017(21)
[5]水質指標化學需氧量(COD)的檢測方法分析[J]. 冉光靜,閔維康,張恒. 河南科技. 2015(19)
[6]淺析WinCC污水監(jiān)控系統(tǒng)在污水處理中的應用[J]. 王彪,姜大洋. 科技創(chuàng)新與應用. 2014(08)
[7]自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應用研究[J]. 吳海峰. 科技創(chuàng)新導報. 2013(14)
[8]西門子S7-200 PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應用[J]. 楊楊,楊風,徐麗麗. 信息與電腦(理論版). 2013(03)
[9]大滯后系統(tǒng)的Smith在線辨識預估控制的研究[J]. 胡素紅,方建安. 機電工程. 2012(03)
[10]A2/O生物同步脫氮除磷及其改良工藝進展[J]. 張光明,杜鋒偉,朱易春,趙志偉. 黑龍江大學自然科學學報. 2010(06)
碩士論文
[1]污水處理過程中溶解氧濃度控制策略研究[D]. 付娟.蘭州理工大學 2017
[2]微動力污水處理系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 謝小冬.合肥工業(yè)大學 2016
[3]污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的設計與實現[D]. 高峰.西安建筑科技大學 2015
[4]基于燕郊污水處理廠的自動控制系統(tǒng)設計[D]. 吳建偉.天津大學 2014
[5]新型電池供電電磁流量計設計[D]. 宮通勝.中國計量學院 2014
[6]充填膏體制備及泵送自動監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 郭科偉.河北工程大學 2013
[7]污水處理系統(tǒng)污泥濃度在線監(jiān)測與控制[D]. 周雪.華北電力大學 2013
[8]基于西門子PLC技術的污水處理廠控制系統(tǒng)設計與實現[D]. 張利.西安電子科技大學 2012
[9]抽油桿自動測長技術的研究[D]. 楊靜.沈陽理工大學 2010
[10]沉淀池數學模型與流體動力學分析[D]. 沈宏偉.太原科技大學 2009
本文編號:3438352
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