摘要：随着近些年科技的进步和社会的发展,环境保护已变成世界各国发展进程中的头等大事。其中,水质污染在环境的破坏中所占比例是非常大的,污水的生成不仅会给周遭大气、土地带来污染,它也会给人们的生活带来极大的不便。虽然一些污水的形成是不能控制的，如工业化生产、医疗用水、石油开发等,但在保护环境减少污水形成的同时,还应该加大对污水的处理力度。现如今,各个国家的污水处理厂的处理流程已经开启自动化,在利用计算机、控制器等高科技技术手段,利用原污水处理工艺,再加上自动化控制,对整个流程进行实时监控与管理。本文首先对污水处理系统的相关理论进行认识，其次梳理污水处理系统的的各种处理工艺与相应的构筑物，对污水处理工艺有了一个了解。

在本次课题中,针对天津市某一污水处理厂的污水处理工艺流程，基于PLC的自动控制系统对污水预处理、污水处理和污泥处理三部分进行说明。系统利用集中监控、分散控制的原理，通过上下位机实时通讯,完成对污水处理流程的温度、液位、溶氧量、污泥位等参数的测量。硬件部分由计算机、传感器、PLC、各种现场设备等构成,软件部分采用WinCC组态软件,通过相应的通信协议,可对污水处理系统进行自动控制。以下是本次设计的主要研究成果:  

（1）根据污水处理的控制要求,选择PLC的类型，包括CPU模块、数字量输入模块，数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等,对通信设备,触摸屏的设计与选型。

（2）了解WinCC组态软件与WinCC Flexible 组态软件的特点与应用，以及在污水处理系统中是如何设置与操作。

（3）完成污水处理流程各阶段的基于PLC控制流程图。

关键词：污水处理；PLC；自动控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论- 1 -

1.1课题背景- 1 -

1.2 课题意义- 1 -

1.3 国内外污水处理研究现状- 1 -

1.3.1 国外污水处理现状- 1 -

1.3.2 国内污水处理现状- 2 -

1.4污水处理自动控制系统的研究意义- 3 -

1.5主要研究内容- 4 -

2 污水处理自动控制系统的整体概述- 5 -

2.1 设计原则与依据- 5 -

2.2 污水处理工艺的选取- 5 -

2.3 污水处理自动控制监控系统结构- 5 -

2.4 污水处理自动控制系统结构- 6 -

2.5  本章小结- 6 -

3 污水处理自动控制系统硬件设计- 7 -

3.1 现场监测层的设计- 7 -

3.1.1 测量仪表的选型原则- 7 -

3.1.2 仪表的选择- 7 -

3.2  中央控制层的设计- 8 -

3.3  现场处理层设计- 9 -

3.3.1 现场PLC控制站- 9 -

3.3.2 分布式PLC控制站的布局设计- 9 -

3.4控制系统硬件选型- 10 -

3.4.1 PLC的概述- 11 -

3.4.2上位机的介绍- 12 -

3.4.3 下机位的选择- 13 -

3.4.4 传感器的选择- 16 -

3.5  通讯系统设计- 18 -

3.5.1 西门子的工业自动化通信网络- 18 -

3.5.2  S7-300的网络通信协议- 19 -

3.6 本章小结- 20 -

4 污水处理自动控制系统软件设计- 21 -

4.1西门子 PLC编程相关概念- 21 -

4.2污水处理监控系统软件整体介绍- 23 -

4.2.1 WinCC组态软件- 24 -

4.2.2 WinCC Flexible 组态软件- 25 -

4.3现场PLC监控系统的设计- 25 -

4.3.1  现场监控画面图- 25 -

4.3.2  各处理阶段流程设计- 26 -

4.4人机界面的设计- 33 -

4.4.1触摸屏的选型- 33 -

4.4.2 触摸屏界面设计- 33 -

4.5 本章小结- 34 -

结论与展望- 35 -

1 结论- 35 -

2 展望- 35 -

参考文献- 36 -