倒置A~2/O工艺城市污水处理控制系统的设计与实现

论文摘要

随着城市化的加快,城市污水的排放量也日益增加；随着人民生活水平的提高,城市污水的污染成分也日趋复杂；随着人民环保意识的增强,城市污水的处理也日益受到人民的重视。因此,人民对城市污水的处理要求也随之提高,智能化、自动化成为城市污水处理的关键技术。本文以大连市金州区西海污水处理的为研究背景,根据污水处理厂的实际情况,选择了倒置A2／O污水处理工艺。结合该污水处理工艺,开发了基于PLC和WinCC的倒置A2／O污水处理工艺的控制系统。充分考虑在线检测仪表在控制系统中的作用,在利用PLC作为控制器的基础上将现场总线和工业以太网技术引入污水处理控制系统中来,制定了IPC+PLC的控制方案和PROFIBUS现场总线+光纤冗余以太环网的通信网络方案。下位机使用ABB公司的AC500系列的PLC为子站进行了设计编程,根据下位机各个子站的工艺要求和设计原则,分别对粗格栅、细格栅、生化池、加氯间、脱水间五个子站的基本功能进行了描述,根据每个子站的信号点数和通信编程要求确定每个子站的硬件配置。并根据本工程的实际情况制定了相关的编程总则,从而保证了编程工作的可靠进行,同时也为上位机监控软件的开发打下了良好的基础。根据各个子站的设备和工艺具体要求分别制定了相关的自控要求,同时利用CoDeSys编程软件完成了各个子站的PLC的硬件配置和通讯参数的配置,并根据自控要求完成了自控程序的开发和下载。本系统选用国内外比较先进的监控软件WinCC来开发了上位机监控软件,包括用户管理和登录功能、实时监控功能、参数设置功能、报警功能、历史数据的管理和查询功能等,通过本监控系统能够对全场的设备进行监控和管理,通过工控机监控全场设备的状态,而且将重要工艺数据整理归档,从而实现了污水处理的全场监控,大大提高了该污水厂的自动化程度和污水处理效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 城市污水的基本污染指标及处理方法
• 1.2 城市污水处理的基本工艺
• 1.2.1 城市污水处理的基本工艺
• 1.2.2 本污水厂处理工艺的选择
• 1.3 国内外污水处理控制系统现状
• 1.3.1 国外污水处理控制系统现状
• 1.3.2 国内污水处理控制系统现状
• 1.4 课题来源及主要工作
• 第2章 监控系统硬件方案设计
• 2.1 监控系统的总体结构
• 2.2 中央控制室（管理级）配置
• 2.3 下位机子站配置
• 2.3.1 PLC模块的选择
• 2.3.2 过程仪表的选择
• 2.4 控制系统的总体要求及子站系统设计
• 2.4.1 控制系统的硬件设计的基本要求
• 2.4.2 粗格栅子站（PLC1）的硬件设计
• 2.4.3 细格栅子站（PLC2）的硬件设计
• 2.4.4 生化池子站（PLC3）的硬件设计
• 2.4.5 加氯间子站（PLC4）的硬件设计
• 2.4.6 脱水机子站（PLC5）的硬件设计
• 2.5 系统的防雷与接地
• 2.6 本章小结
• 第3章 监控系统下位机程序开发
• 3.1 编程的总体原则
• 3.1.1 CoDeSys
• 3.1.2 编程的总体原则
• 3.2 粗格栅（PLC1）站的程序的实现
• 3.2.1 本站自动控制流程要求
• 3.2.2 控制系统的硬件配置及软件编程
• 3.3 细格栅（PLC2）站的程序的实现
• 3.3.1 本站自动控制流程要求
• 3.3.2 控制系统的硬件配置及软件编程
• 3.4 生化池（PLC3）站的程序的实现
• 3.4.1 本站自动控制流程要求
• 3.4.2 控制系统的硬件配置及软件编程
• 3.5 加氯间（PLC4）站的程序的实现
• 3.5.1 本站自动控制流程要求
• 3.5.2 控制系统的硬件配置及软件编程
• 3.6 脱水间（PLC5）站的程序的实现
• 3.6.1 本站自动控制流程要求
• 3.6.2 控制系统的硬件配置及软件编程
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于WinCC的上位机人机界面的开发
• 4.1 上位机组态软件的选用
• 4.2 上位机监控画面的总体要求及组成
• 4.3 用户登录及管理界面
• 4.3.1 用户管理
• 4.3.2 用户登录进入监控
• 4.4 工艺流程界面
• 4.4.1 画面切换功能
• 4.4.2 各子站单元界面
• 4.4.3 全场自控参数设置
• 4.5 实时状态界面
• 4.5.1 设备状态显示功能
• 4.5.2 控制按钮操作功能
• 4.5.3 模拟量显示功能
• 4.6 历史状态界面
• 4.7 参数设置界面
• 4.7.1 粗格栅单元工艺参数设置
• 4.7.2 细格栅单元工艺参数设置
• 4.7.3 变频泵组工艺参数设置
• 4.7.4 生化池单元工艺参数设置
• 4.8 模拟量曲线界面
• 4.8.1 提升泵电流及集水池液位曲线
• 4.8.2 风机电流及生化池溶解氧曲线
• 4.8.3 流量计瞬时流量曲线
• 4.8.4 进出水水质曲线
• 4.9 生产报表查看界面
• 4.9.1 报表内容主界面
• 4.9.2 报表切换功能
• 4.9.3 报表查询功能
• 4.10 报警及操作提示查询界面
• 4.11 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1:图表目录
• 学位论文评阅及答辩情况表