基于西门子PLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现

【摘要】：西门子自动化产品目前已经深入应用到各个行业中，尤其在水处理行业应用更为广泛，包括可编程逻辑控制器（PLC）、现场总线、组态软件以及低压产品等等。 本文首先对PLC及现场总线控制系统进行了全面的探讨和阐述，并且尤为深入的对西门子S7-300和ProfiBus现场总线进行了阐述。然后简要的分析了国内污水处理行业的工艺和自动控制需求，从综合自动化控制系统的完整性、可靠性、开放性及可扩充性几个方面，比较分析了DCS、现场总线、工业以太网等工业应用网络的连接方式，提出了基于西门子PLC技术，由西门子自动化产品构成的污水处理控制系统方案。 本文结合陕西安塞县污水处理厂污水处理项目，设计了一套基于西门子PLC技术的污水处理自动控制系统，包括现场PLC程序控制系统、ProfiBus现场总线、上位机监控系统及它们之间的通讯。文中分别介绍了两个系统的硬件配置及其功能的软件实现。 该项目现场控制系统采用的是德国SIEMENS公司的S7-300系列的315-2DPPLC做主站，分布式I/O ET200M做从站，构成ProfiBus-DP总线控制系统。运用与之相配的STEP7编程软件，通过LAD梯形图编程语一言编制了现场PLC的控制程序，从而使该污水处理系统中按照工艺要求完成自动控制。 选用性能稳定、抗干扰性能好的工控机作为上位机。选用SIEMENS公司的WinCC工控组态软件对上位机监控功能进行组态，设计了工艺流程、记录查询、报警、报表、参数设定等操作画面，实现了现场设备的监控。 【关键词】：污水处理 PLC ProfiBus 现场总线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 引言7
• 1.2 污水处理的现状7-9
• 1.2.1 我国水资源的概况7-8
• 1.2.2 污水处理的现状8
• 1.2.3 城市污水处理的发展趋势8-9
• 1.3 污水处理厂的控制系统介绍9-10
• 1.3.1 常见污水处理厂控制系统介绍9
• 1.3.2 污水处理厂控制系统发展趋势9-10
• 1.4 论文研究内容和章节安排10-11
• 第二章 西门子 PLC 及其 ProfiBus 现场总线11-17
• 2.1 西门子 PLC11-15
• 2.1.1 PLC 简介11-14
• 2.1.2 西门子 PLC 的特点14-15
• 2.2 西门子 PLC 与 ProfiBus 现场总线15-16
• 2.3 本章小结16-17
• 第三章 污水处理流程及其控制设计17-29
• 3.1 污水处理工艺流程17-20
• 3.1.1 国内城市污水处理厂常用的工艺流程介绍17-19
• 3.1.2 SBR 污水处理工艺19
• 3.1.3 A2-0 污水处理工艺19-20
• 3.1.4 氧化沟污水处理工艺20
• 3.2 安塞县污水处理厂工艺介绍20-24
• 3.2.1 概述20-21
• 3.2.2 污水预处理段21-22
• 3.2.3 污水处理段22-23
• 3.2.4 污泥处理段23-24
• 3.3 安塞县污水处理厂过程控制设计24-28
• 3.3.1 粗格栅和细格栅的过程控制24-25
• 3.3.2 污水提升泵的运行过程控制25-26
• 3.3.3 漩流沉砂池除砂系统的过程控制26-27
• 3.3.4 氧化沟曝气转碟设备的运行过程控制27
• 3.3.5 污泥回流和排放部分的过程控制27-28
• 3.3.6 污泥处理部分的过程控制28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 污水处理厂自控系统设计29-49
• 4.1 安塞县污水处理厂自控系统设计概述29
• 4.2 污水处理厂 ProfiBus 现场总线网络设计29-30
• 4.3 设计选型30-48
• 4.3.1 硬件选型30-46
• 4.3.2 软件选型46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 污水处理厂自控系统实现49-65
• 5.1 PLC 的硬件组态49-50
• 5.2 PLC 的程序设计50-59
• 5.2.1 符号表50-51
• 5.2.2 软件块51-52
• 5.2.3 程序设计与难点分析52-59
• 5.3 上位机监控软件开发59-62
• 5.3.1 功能介绍59
• 5.3.2 软件开发59-62
• 5.4 现场照片62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 致谢67-69
• 参考文献69-71

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