电气毕业设计--电气控制水处理系统

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1、 - 1 - 1 绪论 1.1 课题的提出 水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特 征。我们这个水资源和电能源短缺的国家，面临城市污水肆意排放，生活用水水 质日益下降，如何使水质达到日常生活、工业生产可靠性、稳定性的要求，直接 影响着居民正常工作和经济的发展。 随着工业制造的迅速发展，仪器设备对水质的要求也越来越高。传统方式普 遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等 缺点，严重影响了工业系统中的用水。目前的供水方式应朝着高效节能、自动可 靠的方向发展，基于 PLC 电气控制技术、电气自动化技术于一体。采用该系统进 行供水可以

2、提高供水系统的稳定性和可靠性，同时该系统具有良好的节能性，这 在能源日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率以及 人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 1.2 水处理自动控制的发展前景 水处理自控系统的发展始终追随水处理行业的发展趋势，其目的是使净水、 污水和中水回用的处理更加完善、控制更加准确、系统运行更加稳定、操作更加 方便、系统运行效率更高、更加环保和节能。 本文来自毕设资料网（）1.2.11.2.1  水处理行业的发展趋势 在净水行业，现有的城镇净水厂已经趋于完善，但在农村的饮水状况却让人 担忧，大部分的农村人口直接饮用地下水或地表

3、水，农村集中供水是一种发展趋 势。农村净水厂的建设将是净水厂的主要组成之一。 我国是一个严重缺水的国家， 中水处理回用使城市污水成为一种清洁安全的城 市水资源，能够在很大程度上缓解城市水资源匮乏的状态，并进一步减少对下游 城市水资源的污染，降低下游城市水资源的净化难度。  - 2 - 根据城市污水处理及污水防治技术政策 ，2010 年全国省市城市和建制镇的 污水平均处理率不低于 50，省市城市的污水处理率不低于 60，重点城市的污 水处理率不低于 70。新建污水厂仍是我国治理水资源的一个重要组成。 水处理行业，由于各厂的水源不同，所包含的污染物不同，相应的处理工艺也 不同。水处理工艺

4、的多样性、复杂性也是水处理行业发展的一个必然趋势。 净水处理、污水处理和中水处理的设备众多，设备也更加专业化。怎样实现对 其便捷稳定的控制变得至关重要。 1.2.21.2.2 水处理行业自动控制需求 针对水处理行业发展的趋势，水处理行业对自动控制的需求主要有以下几个 方面： PLC 及仪表开放的标准的通讯协议。由于现场设备众多，大部分需要通讯，而 不是由一个 PLC 通过硬接线的方式采集所有设备的信号，实现控制。在短期内， 需要 PLC 能够支持现场各种仪表和第三方厂家的通讯协议；从长期考虑，各种 PLC 以及仪表能够支持通用的开放通讯协议标准。 上位组态软件丰富的驱动程序。在改造和扩建项目中

5、，有很多情况是现场有几 家 PLC 要与上位组态软件通讯，上位组态软件需要包含多家 PLC 的驱动。即使在 新建项目中，也要考虑之后的项目改造和扩建，需要上位组态软件能够具有丰富 的驱动程序，能够同时支持与多家 PLC 同时通讯和画面组态。 水厂运行节能环保。节能和环保是现代社会发展对各种工厂、产品的需求，在 水处理行业同样需要考虑到节能和环保的问题。这就需要 PLC 的程序编写能够与 现场工艺和设备结合，使控制更加准确，使现场设备在低能耗运行以及加氯、加 药适量的情况下满足出水水质的要求。 PLC 设备稳定运行。PLC 设备能够稳定运行，是对自动系统的基本要求，也是 最高的要求。PLC 设备

6、有较强的抗干扰能力，平均无故障时间长，即使在系统故障 的情况下，也能够最低限度的减少故障损失。 提高现场调试效率。由于污水及中水处理项目大部分是 BOT 项目，承包商需要 最快的资金周转周期，而自动系统的调试是水厂正常运行调试的最后一个环节， 这就需要现场调试的效率高。效率主要体现在两个方面，一个是调节周期短，二 是调试效果好，系统运行稳定合理。 1.2.31.2.3 水处理行业自控系统发展趋势 为适应水处理行业的发展趋势，满足水处理行业对自控系统的需求，水处理行 业的自控系统在未来发展主要方向包含以下几个方面。 1.2.3.11.2.3.1 冗余的控制系统结构 由于水处理项目自动化控制对安全性的要求比较 高，而现在通常应用的冗余系统中，多数为双机架冗余，成本相对单机系统会提 高一倍，而低成本、高可靠性的单机架冗余方案将是 PLC 在水处理行业发展的趋 势。采用单机架冗余方案中，每套 PLC 选用一个冗余的机架，两个支持冗余系统 - 3 - 的 CPU。冗余系统配置主要目的是提高 PLC 设备运行的可靠性和稳定性，保证水厂 不间断的正常运行，保证出水水质。 1.2.3.21.2.3.2   PLPLC 合理的通讯端口设置  在水处理厂