活性污泥法污水处理控制系统的智能化改造

【摘要】：随着国家振兴东北老工业基地战略的提出,沈阳的经济再一次实现快速发展,城市规模、人口数量都将不断增加,城市污水量也随之增加,对污水处理能力以及水质提出了更高要求,而现有的污水处理厂智能化程度相对落后,因此,针对陈旧的污水处理技术节能智能改造迫在眉睫。本文针对沈阳某污水处理厂的控制系统进行智能化改造。该污水处理厂采用活性污泥法处理工艺,污水来源主要以城市生活污水为主,该厂对沈阳市民的正常生活起着重要作用。智能化改造的思路是以PLC为控制中心,将采集到的相关信号传输到PLC中,然后根据具体设计要求,对相关的设备进行智能化控制,达到节省人力资源,满足出水水质的要求。该系统智能化改造实施方案是在污水处理厂现有活性污泥法工艺的基础上,对污水处理的三个不同阶段进行检测传感器及仪器仪表的选型,并对控制系统控制器进行了选型;确定每个子系统的工作模式;选用西门子公司S7—200系列PLC作为主控制器对处理过程进行自动控制,并采用STEP7—Micro/Win32软件编制PLC控制程序;利用Lab VIEW图形化编程软件进行工控机上的污水处理厂仿真软件开发,设计污水处理厂的总体布局图以及各子系统的仿真图,实现对各参数的采集并显示;被控设备通过RS485接口与PLC连接,变频器通过USS协议与PLC的通讯;采用嵌入式过程控制标准(OPC)实现PLC与仿真软件之间的通讯,实现工控机对物理参数的实时测控。本文所论及的改造内容以及开发的污水处理软件,并为工作人员开发一套污水处理厂仿真系统,使该污水厂在智能化、安全性和经济性上都得到了进一步的提升,减少了日常运行繁琐管理工作,提高了污水处理系统自动化程度,能够实现规定的一级A排放标准,带来良好的经济效益和社会效益,具有一定应用价值。 【关键词】：活性污泥法 污水处理 智能化 改造
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景与意义11-13
• 1.1.1 课题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外污水处理技术的发展概述13-16
• 1.2.1 国外污水处理技术概述13-14
• 1.2.2 国内污水处理技术概述14
• 1.2.3 沈阳市污水处理厂现状14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 1.3.1 污水处理技术研究16
• 1.3.2 污水处理的难点16
• 1.3.3 研究对象的简介16-17
• 第2章 城市污水处理介绍17-24
• 2.1 城市污水概述17-19
• 2.1.1 城市污水的来源与组成17
• 2.1.2 城市污水处理采用的方法17-18
• 2.1.3 城市污水处理工艺选择的依据18
• 2.1.4 城市污水水质指标与排放标准18-19
• 2.2 活性污泥法19-22
• 2.2.1 活性污泥法的分类19-20
• 2.2.2 各活性污泥法的工艺流程及特点20-22
• 2.3 污水处理系统的控制方式22-24
• 第3章 污水处理系统的组成24-29
• 3.1 污水处理系统概述24-27
• 3.1.1 污水处理系统的主要构成24-26
• 3.1.2 本污水处理厂处理流程26-27
• 3.2 污水处理控制系统27-29
• 3.2.1 污水处理控制系统介绍27-28
• 3.2.2 污水处理控制系统具体工作过程28
• 3.2.3 污水处理控制系统存在的问题28-29
• 第4章 污水处理控制系统智能化改造29-49
• 4.1 智能化改造原则29
• 4.2 污水处理控制系统的硬件选型29-40
• 4.2.1 选型原则29-30
• 4.2.2 PLC控制器的选型30
• 4.2.3 PLC各站点的具体分配30-35
• 4.2.4 主要仪器选型35-38
• 4.2.5 其他传感器选型38-39
• 4.2.6 各区域传感器类型39
• 4.2.7 污水处理系统部分电路设计39-40
• 4.3 污水处理系统的软件设计40-47
• 4.3.1 工作方式选择流程设计40-41
• 4.3.2 粗格栅控制系统41-43
• 4.3.3 细格栅控制系统43
• 4.3.4 曝气控制系统43-45
• 4.3.5 污泥回流系统系统45-46
• 4.3.6 污泥脱水控制系统46-47
• 4.4 PLC的通讯47-49
• 4.4.1 PLC与变频器的通讯47
• 4.4.2 PLC之间的通讯47-49
• 第5章 仿真系统软件设计49-68
• 5.1 虚拟仪器49-51
• 5.1.1 虚拟仪器概述49-50
• 5.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较50-51
• 5.2 模拟仿真软件LabVIEW51-53
• 5.2.1 LabVIEW简介51
• 5.2.2 LabVIEW的优点51-52
• 5.2.3 LabVIEW的构成52-53
• 5.3 污水处理厂模拟仿真软件设计53-57
• 5.3.1 计算机控制模块53-54
• 5.3.2 系统登录模块54-56
• 5.3.3 污水处理厂总体布局图56-57
• 5.4 鼓风曝气系统模拟仿真57-61
• 5.4.1 鼓风曝气系统模拟仿真效果图57-58
• 5.4.2 需氧量计算模块58-61
• 5.5 数据查询模块61-62
• 5.6 温度测控模拟仿真62-64
• 5.7 LabVIEW与PLC通讯64-66
• 5.7.1 通过PC Access建立OPC服务器64-65
• 5.7.2 LabVIEW通过OPC访问PLC寄存器65-66
• 5.8 系统调试66-68
• 5.8.1 硬件系统调试66-67
• 5.8.2 软件系统调试67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-72
• 在学期间研究成果72-73
• 致谢73-74

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