1、 课程设计课程设计 题题 目：目： 小型废水处理控制系统小型废水处理控制系统 学学 院：院： 机电工程学院机电工程学院 专业班级：专业班级：09 级机械工程及自动化级机械工程及自动化 03 班班 指导教师：指导教师： XX 职称：职称： 副教授副教授 学生姓名：学生姓名： XXXX 学学 号：号： XXXXXXX 目 录 第第 1章章 概述概述 .1 1.1.废水处理技术简介 1 第第 2章章 废水处理控制系统总体设计废水处理控制系统总体设计.2 2.1.废水处理原理分析 2 2.2.废水处理控制系统设计要求 2 第第 3章章 废水处理控制废水处理控制系统硬件系统硬件设计设计.3 3.1.主电
2、路设计 3 3.2.控制电路硬件设计 3 3.3.主要参数计算 4 3.4.PLC 控制电路设计5 第第 4章章 PLC 控制软件程序设计控制软件程序设计8 第第 5章章 总结心得总结心得.10 参考书目参考书目 . 11 附录附录 1 12 1 第 1 章 概述 1.1.废水处理技术简介 废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水进 行处理，经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节 约水资源的目的。 废水处理系统方案要充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到设 备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。废水处理过程中环境温度对菌
3、群代谢产生的 作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的 影响。同时，废水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复杂，采用 先进的 PLC 控制技术可以提高废水处理的效率，方便操作和使用。 废水处理系统分别由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱以及水泵、罗茨风机、 电动阀门和电磁阀等部分组成， 在污水处理池、 清水池、 中水水箱中分别设置液位开关， 用以检测水池与水箱中的水位。废水处理系统示意图如图 1-1 所示。 纳 入 污 水 排 空 电 磁 阀 空 气 风 机 生 物 菌 泥 污 水 处 理 池 水 位 电 极 1#清 水 泵 清 水 池 水
4、 位 电 极 2#清 水 泵 中 水 中 水 箱 上 水 电 磁 阀 水 位 电 极 电 动 阀 图 1-1 废水处理系统示意图 2 第 2 章 废水处理控制系统总体设计 2.1.废水处理原理分析 污水处理的第一阶段：当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀会自动 开起纳入污水。当污水池纳入的污水至正常高水位时，电动阀自动关闭，污水池中污水 呈微氧和厌氧状态。 污水处理的第二阶段：采用能降解大分子污染物的曝气法，可使污水脱色、除臭、 平衡菌群的 pH 值并对污染物进行高效除污，即好氧处理过程。整个好氧（曝气）时间 一般需要 68h。在曝气管路上安装了排空电磁阀，当电动阀门自动关闭后，排空
5、电磁 阀开起，罗茨风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，污水池开始曝气。当曝气处理 结束后，排空电磁阀再次开起，罗茨风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭。曝气风 机在无负荷条件下起动和停止， 能起到保护电动机和风机的作用。 经过 0.5h的水质沉淀， PLC 下达起动 1#清水泵指令，将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正 常高水位时，1#清水泵自动停止运行。这时 2#清水泵自动起动向中水箱泵水，当水箱内 达到正常高水位时，2#清水泵自动停止运行，这时中水箱内的水全部完成处理过程。 如上所示，当中水箱内水位降至低水位时，2#清水泵又自动起动向中水箱泵水。当 污水池中的水位降至低水位时
6、，电动阀门会自动打开继续向污水池纳入污水。如此循环 往复。 废水处理技术针对污水水质不同选用生物菌群不同，工艺要求要求有所不同，电气 控制系统应有参数可修正功能，以满足废水处理的要求。 2.2.废水处理控制系统设计要求 1) 控制装置选用PLC 作为系统的控制核心， 根据工艺要求合理选配PLC 机型和I/O 接口。 2) 可执行手动/自动两种方式，应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。 3) 电动阀上驱动电动机为正、反转双向运行，因此要在 PLC 控制回路加互锁功能。 4) 为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，入如电动机过热保护、控制系统短 路保护等。 5) 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC 硬件电路，编制 PLC 的 I/O 接 口功能表。 6) 采用梯形图或指令表编制 PLC 控制程序。 3 第 3 章 废水处理控制系统硬件设计 3.1.主电路设计 废水处理电气控制系统主电路如图 3-1 所示。 M 1 M 2 S K M1 K M2 FU1 M 3 T K M3 R N NL 5
