课程作业（**）
题目 __污水处理系统控制方案设计及实现_
学生姓名王帅。
专业班级自动化07-2班
学号 200701010240
院 （系） 电气信息工程学院
指导教师安小宇。
完成时间 2023年12月 13日
前言 11 工艺 2
1.1 sbr废水处理工艺的技术要求 2
1.2 sbr废水处理系统动力设备 3
1.3 sbr废水处理电气控制系统设计要求 3
2 sbr废水处理电气控制系统总体设计过程 3
2.1 总体方案说明 3
2.2 sbr废水处理电气控制原理图设计 4
2.2.1 主电路设计 4
2.2.2 交流控制电路设计 5
2.2.3 主要参数计算 5
2.2.4 plc控制电路设计 6
2.2.5 plc控制程序设计 6
2.3 sbr废水处理系统电气工艺设计 6
3 网络架构 7
4 设计用参考资料 9
附录一 sbr废水处理系统plc输入界面功能表 1
附录二 sbr废水处理系统plc输出界面功能表 2
附录三 sbr废水处理系统元器件目录表 3
附录四 sbr废水处理系统控制流程图 4
为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
按污水**分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。
按污水的性质来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。
水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）水土流失；（6）矿山污水。
污水处理厂：有人调查100多座大处理厂，一半晒太阳呢，还有资金不足\成本高\效率低的，普遍效率不足70%,低的只有40%。污水处理成本能耗情况：基本都是高能耗\低效率。
目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情 。
由于在自来水处理过程中需要用到较多的数字量和模拟量，我们采用profibus网络，在设备控制系统上采用profibus-dp网络，在模拟量的控制上采用profibus-pa网络，用dp/pa耦合器连接至dp网络。
sbr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。
sbr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，sbr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sbr废水处理的效率，方便操作和使用。
sbr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。sbr废水处理系统示意图如图1所示。
图1 sbr废水处理系统示意图。
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6～8h。
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，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。
sbr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。
sbr废水处理系统中所使用的动力设备（水泵、罗茨风机、电动阀），均采用三相交流异步电动机，电动机和电磁阀（ac220v选配）选配防水防潮型。
#清水泵：立式离心泵ls50-10-a，扬程10m，流量29m3/h，1kw。
#清水泵：立式离心泵ls40-32.1，扬程30m，流量16m3/h，3kw。
曝气罗茨风机：tsa-40，0.7m3/min，1.1kw。
电动阀：阀体d97a1x5-10zb-125mm，电动装置lq20-1，ac380v，60w。
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界面。
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) plc的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。
5) 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。
6) 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界面功能表。
7) 选择电器元件、编制元器件目录表。
8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。
9) 采用梯形图或指令表编制plc控制程序。
1) sbr废水处理系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，电动阀电动机要采用正、反转控制。
2) 污水池、清水池、中水水箱水位检测开关，在选型时考虑抗干扰性能，选用电极考虑耐腐蚀性。
3) 电动阀上驱动电动机，其内部设有超载保护开关，为常闭触点，作为电动阀超载保护信号，plc控制电路考虑该信号逻辑关系。
#清水泵、2#清水泵、罗茨风机电动机、电动阀电动机分别采用热继电器实现超载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为plc的输入信号，用以完成各个电动机系统的超载保护。
5) 罗茨风机的控制要求在无负载条件下起动或停机，需要在曝气管路上设置排空电磁阀。
6) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及plc控制回路采用熔断器，实现短路保护。
7) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用bvr型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。
8) plc选用继电器输出型。
9) plc自身配有24v直流电源，外接负载时考虑其供电容量。plc接地端采用第三种接地方式，提高抗干扰能力。
sbr废水处理电气控制系统主电路如图2所示。
图2 sbr废水处理电气控制系统主电路。
1) 主回路中交流接触器km1、km2、km3分别控制1#清水泵m#清水泵m2、曝气风机m3；交流接触器km4、km5控制电动阀电动机m4，通过正、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。
2) 电动机m1、m2、m3、m4由热继电器fr1、fr2、fr3、fr4实现超载保护。电动阀电动机m4控制器内还装有常闭热保护开关，对阀门电动机m4实现双重保护。
3) qf为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。
4) 熔断器fu1、fu2、fu3、fu4分别实现各负载回路的短路保护。fu5、fu6分别完成交流控制回路和plc控制回路的短路保护。
sbr废水处理系统交流控制电路如图3所示。
PLC作业
姓名学号 08 项目名称 数码管显示学号plc控制。一 任务。设计一个数码管，显示自己的学号用三位数显示，依次显示百位 十位 个位。二 考核内容。1 按控制要求，画出plc的i o地址分配表 2 完成plc控制i o接线图 3 根据要求写出控制程序 4 绘制组态图，结合触摸屏 软件完成系统调试。三 ...
PLC作业
plc设计作业。班级 电气8班。组员 郭祥 04111746 蒋晓剑 04111748 李清泉 04111750 李鑫 04111751 王超 04111755 吴必成 04111761 一 电气原理图。主电路。控制回路。二 主要元件选型与计算。三 线路说明书，预算。1 启动 sf1闭合，qa1线圈...
PLC作业
电气控制与plc应用的作业。1 对plc的工作原理的理解？通过裴老师的讲解，我对plc有了初步的认识和了解。plc的基本工作原理 plc采用 顺序扫描，不断循环 的工作方式1 每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新。2 输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新...