優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品]基于S7-300PLC的造紙中段廢水處理DCS控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

計算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計I基于S7-300PLC的造紙中段廢水處理DCS控制系統(tǒng)設(shè)計摘要造紙廢水按產(chǎn)工藝主要分三部分：蒸煮黑液，中段廢水，紙機(jī)網(wǎng)下白水。中段廢水的處理是重點和難點。制漿中段廢水指的是經(jīng)黑液提取后的蒸煮漿料在洗滌，篩選，漂白以及打漿的過程中所派出的廢水。文章針對制漿中段廢水的特點特出了一套結(jié)構(gòu)簡單應(yīng)用效果良好的中段廢水好氧處理過程控制方案。廢水處理采用好氧生化處理技術(shù)，利用好氧微生物在多氧條件下對有機(jī)物的很強(qiáng)大的分解功能，采用人工的控制技術(shù)從而去除造紙中段廢水中的BOD、COD以及SS成分。針對中段水處理工藝要求以及好氧處理控制過程特點，采用基于S7-300PLC的DCS控制系統(tǒng)。結(jié)合過程控制原理，可以實現(xiàn)報警、監(jiān)控以及先進(jìn)算法自動控制的系統(tǒng)。該方案采用上位監(jiān)控計算機(jī)和下位機(jī)PLC相結(jié)合的控制方法。上位監(jiān)控計算機(jī)負(fù)責(zé)與PLC進(jìn)行通訊，對整個廢水處理流程進(jìn)行監(jiān)視和操作，并具有數(shù)據(jù)記錄、故障報警、參數(shù)設(shè)置等功能。下位機(jī)PLC對現(xiàn)場的PH、流量、溫度，液位信號及泵閥的運(yùn)行情況、故障等信號進(jìn)行采集，并根據(jù)預(yù)先編制的控制程序輸出控制各種泵閥的指示信號，同時完成將下位機(jī)的信號傳到監(jiān)控計算機(jī)內(nèi)以接受監(jiān)控計算機(jī)指令。關(guān)鍵詞：PLC，中段水，好氧處理，控制系統(tǒng)計算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計II目錄摘要.I1緒論.11.1引言.11.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.22中段水處理方案選定.33中段水好氧處理的自動控制.33.1控制工藝流程.33.2液位控制設(shè)計.43.3進(jìn)反應(yīng)器廢水溫度控制.53.4PH控制單元設(shè)計.63.5營養(yǎng)物質(zhì)投加控制.84硬件部分設(shè)計.94.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟.94.2控制總體要求.104.3PLC選型及傳感器的連接.114.4系統(tǒng)硬件配置.174.5硬件連接圖.174.5.1電氣控制A柜.174.5.2電氣控制B柜.214.5.2電氣控制C柜.215PLC控制程序部分設(shè)計.215.1STEP7軟件的設(shè)計步驟.215.2程序總體設(shè)計方案.22總結(jié).27參考文獻(xiàn).27計算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計11緒論1.1引言水是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，是生產(chǎn)環(huán)境的重要控制性要素。水資源的可持續(xù)運(yùn)用是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障。我國水資源總量不足，時空分布不均，水資源短缺，洪澇災(zāi)害嚴(yán)重和水土流失，水污染形式嚴(yán)峻，已成為當(dāng)前社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。制漿造紙工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一，多數(shù)企業(yè)以稻、麥草為主要原材料。生產(chǎn)過程中廢水排放量大，每生產(chǎn)1頓成品紙，平均耗水在400-600噸，年廢水排放量在30億噸。然而相應(yīng)的污水處理技術(shù)水平跟設(shè)備跟不上這種污染速度。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)企業(yè)和環(huán)境保護(hù)的要求。造紙工業(yè)產(chǎn)生對水的耗費(fèi)大，污染物成分復(fù)雜，污染負(fù)荷高，對環(huán)境造成的污染問題嚴(yán)重，廢水的處理要求水平較高。制漿造紙過程中的很多工藝環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生不同污染程度的廢水，原料的不同，工藝方法的差異，生產(chǎn)過程中采用的化學(xué)藥劑的不同，都會對制漿造紙過程中產(chǎn)生的廢水的性狀，污染負(fù)荷產(chǎn)生不同程度的影響。制漿造紙過程中產(chǎn)生污染性廢水的環(huán)節(jié)主要有以下幾個部分：a）備料過程中的廢水；b）化學(xué)法制漿過程的蒸煮廢液；c）污冷凝水；d）機(jī)械漿及化學(xué)機(jī)械漿廢水；e）洗滌、篩選過程的中段廢水；f）廢水回用過程的廢水；g）漂白廢水。中段水的處理是造紙污水處理的重點跟難點。一般采用的方法有好氧生物處理方法普通活性污泥法及生物膜接觸氧化，深井曝氣，好氧內(nèi)循環(huán)法等并可結(jié)合厭氧消化處理水解酸化+厭氧污泥床（UASB,EGSB,IC）。還可結(jié)合氣浮處理化學(xué)凝聚氣浮。其處理主要是除去BOD，COD，兼顧去除SS及色度的處理。處理后水可回用于備料，洗篩工段以及用于廠區(qū)綠化，清潔等，處理系統(tǒng)后有污泥產(chǎn)生。一般處理過程中控制對象多并且比較分散，并且具有大滯后，非線性等特點。針對以上情況可設(shè)計一種基于PLCS7-300的中段水控制系統(tǒng)，采用DCS遠(yuǎn)程控制，結(jié)合先進(jìn)算法可以對設(shè)計出一套經(jīng)濟(jì)有效的自動控制方案?？梢杂行У娜コ卸嗡械腂OD,COD等。設(shè)計里面并介紹了處理中段水的工藝過程，分析了液位，溫度，以及PH，營養(yǎng)物質(zhì)等環(huán)境因素對處理過程的影響，以及電器控制部分的設(shè)計原理以及圖稿。計算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計2本課題研究目的及意義：本文依照處理工藝要求，設(shè)計了助凝劑定量加藥配置裝置，采用PLC為控制核心的自動化控制方式，是處理系統(tǒng)完全以自動化方式運(yùn)行。同時控制系統(tǒng)提供了必要的軟件保護(hù)及預(yù)警措施，設(shè)備安全有可靠保障，使用及維護(hù)比較方便。上位機(jī)組態(tài)軟件的應(yīng)用使得廢水處理的控制過程直觀、明了，實現(xiàn)了中段水處理的遠(yuǎn)程監(jiān)控。1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r造紙工業(yè)是水資源消耗大戶,據(jù)近幾年的資料表明,我國漿紙綜合平均每噸產(chǎn)品取水量接近200m,其中化學(xué)漿為190m/T,化學(xué)草漿為270m/T,紙和紙板為70m/T,與國外相比相差很大。而我國是世界上嚴(yán)重缺水的國家之一,人均水資源擁有量只有“2300m”為世界平均水平的四分之一。目前,我國己有11個省、區(qū)、市的人均水資源擁有量低于聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會確定的1750m用水緊張線,其中9個地區(qū)低于500m的嚴(yán)重缺水線。水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素,如何節(jié)約用水已成為造紙工業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。此外,造紙企業(yè)是廢水排放大戶,也是環(huán)境污染的主要行業(yè)。在美國,造紙工業(yè)被認(rèn)為是第三大污染企業(yè)據(jù)估計,在加拿大50%的廢水源自造紙廠。我國2002年制漿造紙工業(yè)污染排放量約占全國污染排放總量的10%以上,排放污水中的化學(xué)耗氧量約占全國排放總量的35.3%,居于第一位。因此造紙廢水的治理早已成為我國工業(yè)污染防治的焦點、熱點和難點。如何按照科學(xué)發(fā)展觀協(xié)調(diào)解決好造紙工業(yè)的原料與環(huán)境問題,使我國造紙工業(yè)走持續(xù)發(fā)展之路,是經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的必然要求。然而一直有些問題困擾著眾多造紙企業(yè)。那就是造紙污水處理不僅難度大而且需要很大的資金投入。如何尋找既能將造紙制漿廢水處理好并且能夠從節(jié)約資源的方面以最小的資源獲得最好的效果成為眾多造紙企業(yè)對污水處理的優(yōu)先考慮。造紙廢水處理中的難點和重點就是中段水的處理。目前國內(nèi)外對于中段水的處理方法主要采用的有絮凝法和生物法。其中生物法指的是好