【《基于PLC的医药污水处理控制系统的设计与实现》14000字（论文）】

基于PLC的医药污水处理控制系统的设计与实现摘要随着我国的各个企业不断发展，特别是对于医药方面的发展快速，医药在生产过程上产生越来越多的废水产生。往往医药上这些工厂所产生的废水是用于直接排放到自然水体中来。随着如今社会的不断发展，特别是环保要求较为严格的当今时代。废水排放标准在不断有着严格要求，据了解目前我国对医药上废水处理技术相对落后，人们要想有一个舒适的生活环境，那么在废水的处理上是不可缺少的。处理废水必须达到自动化、智能化等。针对医药上的废水问题，本文是进行设计基于PLC控制的医药废水处理系统。本文首先是对废水处理控制系统上的背景分析，并了解医药废水基本处理工艺和相关概念，然后做出对系统上的硬件部分和软件等部分设计，经过最后程序编制和梯形图制作，进而完成整体的毕业设计。系统采用台达系统的PLC来完成医药废水的处理工作，采用模拟量模块采集医药废水的氨氮值、COD值、TSD值是否满足排放标准，满足则排入管网，进行二次利用。通过PLC来实现医药废水的自动化处理，可以有效地防止医药废水污染环境。关键词：PLC；废水处理；传感器；目录TOC\o"1-3"\h\u1绪论 绪论1.1研究的背景及意义随着我国的各个企业得到快速发展，随着经济不断发展，使得人们对于生活质量的追求越来越高。我国在于经济上发展块，其中最为明显的就是医药化进程较为明显。而医药发展快，而环境方面改善也是一个重要的问题。随着医药化工厂废水排放，环境方面的污染已经严重影响到人类以及其它动物的健康安全。随着国家的政策出来，对各个工厂上的排放废水有着严格要求。而工厂在于生产中所排放的废水出来，这些废水上其中所含有丰富的磷元素，这些磷元素的含量从而会使得水体出现营养化，而工厂将废水排到自然水中。而人们又是依赖自然水来生存。因此要想保证人们生活环境的良好，而且保证人们的生活健康。那么必须是对这些废水去除磷元素工作，进而能够使得环境进一步净化作用。目前我国全面实现了小康生活，随着经济不断发展已经开始加大了医药化的进程。而随着发展医药中的废水也在不断增加，特别是医药中的废水具有大量的磷，据调查知道这些废水中的含有害元素等元素很多都是来自于人类上的排泄物，还有就是一些食物残渣等方面。这样使得医药中的一些排出生活废水中也含有较多的磷元素。可以说废水中的含有害元素来自于各种形式中，废水中的含有害元素主要是以正磷酸盐和聚磷酸盐两种方式存在。同时医药废水还存在氨氮值、COD值、TSD等参数，如果氨氮值、COD值、TSD等参数过高，是有害环境的存在。医药上这些含有害元素方式存在是最多的，还有其它的有机磷等方式还存在于废水中。根据医药上的医药研究，废水中的磷是以各种形式互换方式存在，这也就是使得废水中的有机磷以及无机磷进行，还有就是很多的可溶性磷以及不可溶性磷存在废水中。相对来说废水中这些磷物质达到互换时候就不会出现一些的价态变化。而随着医药化的不断发展深入，医药中的一些废水中不仅仅是含有害元素对于环境有着污染，而且对人们的生活身体健康有着威胁。而这些废水中越来越多积累自然水。这些废水将会流入到一些食用水库、湖泊以及一些海水中。当含有大量的磷废水进入到这些地方，这使得水中的生物具有较好的促进作用，这样使得水中的一些藻类受到磷的营养化，进而出现一些异常的繁殖现象。这样随着时间的长久，那么将会使得水源发展出现不平衡现象。而这些水源中相关物质要是出现猛涨，那么将会造成一系列的不良后果。主要是使得水质变差，还有一些废水中将会流入到湖泊中，要是出现藻类猛涨，那么将会使得水底下的植物将不能接收到阳光，进而使得这些植物将会出现大量的死亡现象，而这些水中的植物由于死亡将会带来很多的细菌，进而使得水质越来越差，还存在出现大量的营养化。由于水质出现营养化，那么相应地水质将会大量繁殖植物，使得细菌增多，水中氧气将不断被消耗。要是使得湖水中的氧气缺乏，进而会使得湖中的氧气生存物质将会出现死亡现象，进而在于某一个层面中出现大量植物老化、死亡。这进而使得水质变差，出现循环现象。严重影响到环境污染，最为明显的这方面废水是太湖蓝藻事件，这事件就是废水含有害元素过多，而在于处理方面没有做到及时去磷，进而使得该地区有着几百万居民生活受到严重影响。因此，本文对于医药理系统设计具有一定的意义所在。1.2废水处理的研究现状目前我国废水处理的技术还存在较为落后，废水中的元素其主要是以一定的形式存在于水质中，整体的水质上存在的元素主要是低浓度磷酸盐的形式，除此之外，在废水中的含有害元素物质，其出现的形式中还包括有有机磷酸盐、无机磷酸盐。整体废水中含有这些方式是较多的。特别是对于废水中的聚磷酸盐，其以不稳定的形式存在于废水中。由于废水中的磷存在方式较多而且不稳定。因此在于研究去除方面是较为麻烦的。不同的废水其在有含有害元素方面也有着一定的不同。对于一些居民生活的废水和医药上的工厂排放的废水又是不一样的。因此在进行研究采用技术去除那么必须根据废水的形式出发。在生活废水中，往往所含有害元素是较高的，一般的含有害元素是3-15mg/L，我国相关学者对于居民上的生活废水严重中，所发现的生活废水中主要是以磷酸盐形式存在，而且对这些含有害元素废水中具有一定的分配。研究发展，人们生活中的废水中，其在于含有害元素方面其中含有害元素形式最高的就是正磷酸盐。这方面的含量高达废水中的5mg/L，其次对于生活中的废水中其三聚磷酸盐在于占比中，其含量可以达到3mg/L，另外还有其他的含有害元素量，其中包括焦磷酸盐、有机磷等。这些磷形式的含有害元素在于生活废水中是较少的。而对于后面的含有害元素形式是较低的，但是经过研究可以看出。生活中的废水中所含有害元素的种类是非常多的，而且对于这些含有害元素形式中的各种形式含有害元素量又是不一样的。而在于废水中的正磷酸盐其容易和水中的一些金属离子产生一定的反应，这样将会产生一定的沉淀物，而和金属产生反应后将会沉淀至废水的下面。在有机磷方面，其在于废水中容易受到水质中的细菌给予分解作用。而这些都是会使得有机磷和正磷酸盐形式将存在废水中。这些废水将会具有一定的聚磷酸盐有机一些缩聚磷酸盐。在某些情况下，这将会使得正磷酸盐形式出现在于废水中，这使得在酸性条件下进行反应工作。这将会在酸性条件下解决掉废水中的含有害元素元素。正是这些化学反应，从而可以达到去除废水中的正磷酸盐。近年来，我国相关研究发现，在自然水源中所出现水体营养化。主要是由于废水中的磷存在所导致的。因此需要是做到好好控制废水中的磷含有害元素，做到保证水质中的磷浓度，那么这样才有利于保证水质的健康。自从2018年以来，我国环保方面对于医药废水排放有着严格要求，只有做到废水排放合格才允许进行排放。其中废水达标是要求磷酸盐≤0.5mg/L，为了废水中的达标，目前我国对于含有害元素废水的除磷技术在不断研究发展，目前对于废水除磷方式多种多样化。1.3研究的内容本次的研究是针对医药废水进行，本文是进行设计基于PLC控制的废水处理系统。利用检测模块进行医药废水的氨氮值、COD值、TSD值测量，测量后通过测试判断是否满足排放标准，满足则排入管网，进行二次利用。本文首先是对废水处理控制系统上的背景分析，并了解医药废水基本处理工艺和相关概念，然后做出对系统上的硬件部分和软件等部分设计，经过最后程序编制和梯形图制作，进而完成整体的毕业设计。整体的研究内容包括如下所示。1.进行对本次废水处理的研究背景及意义分析，并查阅资料了解目前废水处理的现状；2.设计医药废水处理自动控制系统，并完成整体的基本方案；3.设计整体废水处理系统上的硬件部分设计，并分析选择的PLC控制器；4.设计废水处理系统中的软件部分设计，并进行编制整体流程图和梯形程序图设计。2医药废水处理自动控制系统方案的确定2.1医药废水处理基本概念医药中的废水主要是包括有生活废水和医药废水，所产生的废水要想保证符合标准要求，那么必须是要设计具有废水处理系统。在医药废水中，其主要是来源于医药用水。医药中具有较多的工厂，工厂要是在自身排放废水中没有做到合理的处理，那么将会使得这些排水不搭边就给予排出。这些废水将会影响到人身的健康问题。目前医药废水中要做到处理达标后才能排放，这过程需要是专业的人员来负责废水的处理。处理完成后经过检测达标才能供应使用。医药废水的处理上，其主要是包括为如下几种方法:1.物理方法主要利用废水中的相关物质性质来进行操作，进而就可以将相应废水中的悬浮状态污染物质分离出来。对于物理方法来说其不会改变物质的化学性质。主要是将废水中的油质物质处理掉，然后再利用相应的蒸发浓缩的方法来进行对相应的废水回收。但是这种方法处理的废水的范围比较狭窄，一般能够将废水中的含铬铜、银及镍离子处理掉。在进行操作的时候无需要添加相应的化学试剂就可以去除相应的离子。这样就不会出现相应的二次污染，而且该种处理废水的技术所处理出来的废水能够实现相应的回用，并且获得医药所需要的重金属材料。但是物理方法在进行处理废水的时候，所需要非常之大的能耗方面，同时这种处理方式的价格比较昂贵。而且处理的工艺还存在着很大的问题。所以物理方法只能作为辅助处理手段来进行。2.化学方法在进行对废水处理的时候，需要投入相应的化学药剂。然后废水中相应的物质就会跟该化学药剂产生反应，从而将污染物质转化成为无害的物质，进而就开始进行对该无害物质的分离处理。其需要进行相应的沉淀法和氧化还原法等来进行。对于这种方法来说其具有非常之大的好处，所以在现阶段受到国内外的废水处理的欢迎。其中该种方法成本比较低，并且其的操作比较简单等。同时该种处理方法所应用的范围比较广。但是该种方法所处理出来的废水也存在着相应的缺点，其中最为明显的是生产用水不能回收利用，因为在进行处理的时候容易出现二次污染。这样就会造成大量的水资源浪费的情况。3.物理化学方法主要使用物理和化学方法相互结合来进行对废水的处理，这样就可以实现废水的净化。其中运用最多的是气浮法、离子交换法、萃取法和吸附法等，从而实现相应的物理方法，然后再进行相应的电解法、离子交换法和膜分离法等。使得废水处理得更加彻底。4.生物处理方法主要使用生物处理技术来进行相应的废水处理。因为在进行过程中需要利用到生物有机物或其代谢产物，进而就可以与废水中的重金属离子等有害元素进行相应的互换。从而使得废水得以净化。这种方法的价格相对比较低，同时不会出现二次污染，环境效益比较好。2.2医药废水处理工艺方案选择针对医药的废水处理方法，在此进行的是几种工艺方案中选择合理的一种。（1）方案一：传统活性污泥法这类型的废水处理是一种传统处理方法，在医药中其主要是用于排放废水。在整体设计中具有是曝气池和沉淀池。整体的废水处理上，首先是将排进一定的废水，经过曝气池这样可以使得废水中的一些微生物被吸附掉。然后再进入到沉淀池中。经过沉淀池后将活性泥给予处理掉，这样的方式后进行检测废水是否达标，检测达标后再将清水给予相应排除，经过上面的循环直到清水达标后才能给予排出。如图2-1为传统活性污泥法。图2-1传统活性污泥法工艺流程图（2）方案二：A/O法这类型的方法中，其主要是利用到废水工艺来根据一定的物理方式和化学方式结合。其中的A指的是缺氧，O为好氧。在整体的处理废水中设置具有好氧池和缺氧池，这样经过产生一定的反应后，得出废水达成标准。图2-2A/O法工艺流程图（3)医药废水处理工艺方案确定上面的两种废水处理方法上，其根据对比选择的是方案二。主要是由于该类型的处理方法在实施起来较为简单。而方案一属于活性污泥法，在实际的使用上需要建立起曝气池等，需要占用一定的面积来处理废水。这样将会使得浪费土地资源。而方案二是通过物理方法以及化学方式来进行，这样使得整体的工艺实施更加简单，操作方便，保证废水处理达标等。因此综得最终选择的医药废水处理工艺方案是方案二。2.3医药废水处理系统的工艺本文介绍了基于台达DVP系列PLC医药废水处理系统的设计与实现，介绍了医药废水处理工艺以及相关技术和实验方法，根据医药废水处理的要求进行相应的硬件设计，再次检测处理后的医药废水的氨氮值、COD值、TSD值是否满足排放标准，满足则排入管网，进行二次利用。该系统可以更好地处理来自两家制药厂的医药废水，所有部件都通过了实际的调试。医药废水处理的第一阶段：当医药废水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀会自动开起纳入医药废水。当医药废水池纳入的医药废水至正常高水位时，电动阀自动关闭，医药废水池中医药废水呈微氧和厌氧状态。医药废水处理的第二阶段：整个好氧（曝气）时间一般需要6～8h。在曝气管路上安装了排空电磁阀，当电动阀门自动关闭后，排空电磁阀开起，罗茨风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，医药废水池开始曝气。当曝气处理结束后，排空电磁阀再次开起，罗茨风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭。曝气风机在无负荷条件下起动和停止，能起到保护电动机和风机的作用。经过0.5h的水质沉淀，PLC下达起动1#清水泵指令，将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正常高水位时，1#清水泵自动停止运行。这时2#清水泵自动起动向中水箱泵水，当水箱内达到正常高水位时，2#清水泵自动停止运行，停止后开始检测废水的氨氮值、COD值、TSD值，当三者都满足后开始排入官网，这时中水箱内的水全部完成处理过程。当废水的氨氮值、COD值、TSD值任意一个数值都不达标的时候，系统循环第一次阶段进行工作。当中水箱内水位降至低水位时，2#清水泵又自动起动向中水箱泵水。当医药废水池中的水位降至低水位时，电动阀门会自动打开继续向医药废水池纳入医药废水。如此循环往复。2.4系统控制器的方案选择本次的设计是一个医药废水处理系统。医药废水处理系统主要通过传感器采集废水中的氨氮值、COD值、TSD值参数，根据采集的参数实现不同工艺的调整，通过指示灯来显示对应医药废水处理系统的运行信息。通过上述研究分析可以知道医药废水处理系统可以采用以下三种控制方式，分别为：（1）利用PLC来完成医药废水处理处理控制系统的过程。

PLC为工业方向工作的自动化控制器，如果采用PLC来对医药废水处理进行控制。那么就由用户编写对应的PLC程序，通过输入输出端口接线到基本单元后，由程序采集外部硬件信号，由程序驱动外部负载硬件信号，实现自动化的医药废水处理控制系统控制工作过程，基同时可以利用软件进行程序的改变从而完成动作的控制。不需要通过繁琐的外部接线来完成动作的控制，只需要在指定的软件上进行程序的调试修改就能完成。PLC控制系统具备扩展方便的特点。系统后续修改简单，可靠性高，同时PLC编程的内容通俗易懂，容易被操作者所接受。其还具有很高的抗干扰能力，运行过程稳定不易出错。（2）利用传统接触器电路来完成医药废水处理控制系统的过程。接触器系统也叫传统电路系统，其属于一个低压控制系统。接触器控制则是通过一些低压元件然后进行电气连接的方式组成一个操控系统，通过硬件驱动电路的方式实现负载的运行。通过庞大的电路组成一个低压运行系统，该系统的驱动由电路的通断来控制。该系统结构较为复杂，但是容易理解。该系统捕捉模拟量控制过程较复杂，运行系统电路复杂，由于是通过电路的方式对负载进行驱动，那么当工艺过程负载的时候，其庞大的运行电路检修起来极为困难。因此导致项目的扩展性极低。（3）利用单片机来完成医药废水处理控制系统的过程。

单片机也属于微机控制系统。单片机系统大多用于小型家电控制系统里面，编写好的程序进行二次修改需要对焊机好的电路板进行拆除，一般用于成品家电中，在医药废水处理处理控制系统控制里面需要用到多部分指示灯，电机的运行。需要根据用户需求实时扩展，单片机在这个应用上，功能扩展较低，往往编程好的项目需要二次扩展时则需要重新烧录元件，拆除硬件。其的主要特点为芯片硬件体积极小，批量购买性价比高。（4）方案的确认医药废水处理控制系统的选择时需要考虑在实际运行中考虑的运动状况，通过上述分析可得治在市面上常见的几种控制系统，分别是通过继电器的逻辑电路进行控制分析，PLC控制系统，和单片机控制，继电器控制通过多种不同的电气元件进行设计和程序编程，之间构成简单的逻辑电路进行控制，但是由于技术的发展，继电器控制现，对于PLC来说，没有PLC编程方便，没有模块化的控制，在编写复杂的程序时，需要很多的电气元件。PLC的优点是可以从软件的角度对程序进行编程，并且不难；从硬件的角度来看：它的配置是多样且容易的。对于微型计算机来说：微型计算机对环境的要求十分严格，适用于相对严谨的数字计算中，可用于科学计算和工业管理等。其中，对于工业自动化控制的专属控制系统便是PLC控制系统，强抗干扰，简单结构，比普通微机花费少，但微机的数据处理能力高于PLC。单片机的优点易于上手，成本不贵，结构简洁，数据收集和工业控制都十分常用。然而，单片机并不是专门为工业领域的自动控制而设计的，因此学习和熟悉起来比PLC更难。用单片机进行自动控制需要在I/O接口上做很多工作，干扰抗性差。在数据采集和处理方面，PLC并不差于单片机，而且PLC具有十分广阔的适应范围和灵活性。由于以上可靠性高，强抗干扰，编程适应强，灵活性等特点。PLC相对于单片机，PLC的IO口数更多，使用PLC的过程比使用单片机更加简便，对于需要的功能模块可以直接调用，对于功能模块使用灵活，单片机在开发过程之中，工作量大，开发周期长，而且单片机主要是使用在弱点系统之中，对于医药废水处理控制运行过程的抗干扰能力较为弱。所以，国内外的医药废水处理控制大多是都是采用PLC作控制器，对医药废水处理控制进行控制。目前国内外的医药废水处理控制大多采用PLC作为控制核心，因此本次设计选用PLC作为控制系统运行的核心。在未来医药废水处理PLC控制系统将会得到更广泛的应用。2.5系统设计框图图2-1系统设计框图如图2-1为本次医药废水处理控制系统框图，系统框图分为输入部分组成，控制部分组成，输出部分组成等三部分。输入部分成为操作按钮输入控制，传感器的采集输入。其中传感器采集输入分为模拟量参数采集、分别为液位传感器、COD传感器采集、TSD传感器采集、氨氮值传感器采集组成。

控制部分则利用PLC来实现外部输入信号的接收和对负载的刷新控制。

输出部分有系统的状态显示、系统的阀门，电机，水泵控制。3废水系统硬件部分设计3.1PLC型号的选择3.1.1PLC的概述PLC是可编程控制器的简称，在我们现在生活中应用越来越加常见，其功能作用相似于一个微型的计算机，应用于多个领域。PLC由以下部分组成，核心部分CPU，存储部分，输入输出单元，通讯接口和电源，CUP相对于是PLC的心脏部分，是所有控制工作的核心和基础，存储部分用于信息数据的存储，类似于仓库作用；输入输出单元是PLC的两扇大门，对于数字信号的出入进行连接；通讯接口与电脑计算机或者是其他的接口相连接。从PLC其本身的特点来说，内部包含了许多种不同功能的寄存器和继电器，并且其内部程序含有记忆功能，对于设定的程序不需要重复操作，当PLC通电后，内部程序数据开始初始化，减少程序运行过程中繁杂的运行过程。在检测过程之中，性能稳定好，使用寿命长，对医药废水处理系统检测数据响应快。PLC输出程序的可靠性，即执行机构是否按要求进行动作。具有运行稳定、可靠性能高、抗干扰能力，强体积小、质量轻能耗低等优点。现代可编程序控制器的发展更适合现代工业的要求，应用广泛、操作方便，已步入成熟阶段，成为当代工业控制不可或缺的技术之一。其主要特征如下所示：(一)可靠性PLC不需要大量的活元件或有线电子元器件。而且，PLC系统的设计独特个性化并十分具有可靠性，不会随意泄露，维护简单，周期短。示例：冗余设计，防停电，故障排除，信息保护和恢复。PLC容易上手，操作简单，维护方便，就算是小白可以独自设计出无疏漏的控制系统。一般来说，错误是不容易发生的。PLC是为特殊功能而设计的控制调制器。为了管理计算机，编程语言是十分简单而有效的，使用简单的编程语言来编写程序，可以从很大程度上减少程序的错误发生。

(二)操作简便PLC的程序和普遍的变成一样，需要编写、写入和修改，可以直接写入程序，也可以在原基础上修改程序，也可以通过搜索所需的程序地址来直接更改。这是因为各种PLC编程语言梯形图接近电图。很容易掌握和理解。PLC的自诊断功能大大减少了操作者的管理时间，增加工作效率。所谓的自我诊断，就是系统出现错误时，系统整体会马上自我诊断，发现错误来源，维护人员可以快速找到故障原因。

(三)灵活性

PLC的控制功能通过存储设备的程序来实现，其属于PLC的存储设备控制。要对控制功能进行必要的更改，只需更改软件指令以使硬件成为软件即可。逻辑控制功能是对函数的一个处理过程。同时这个功能也是PLC最基本的功能，根据外部设备的控制需要，PLC会经过一系列的运算过程输送到现场，并能让外部现场展示出想要的效果。（4）计数控制功能PLC具有计数的功能，当使用者需要设计某个计数值时，可以通过PLC的计数控制功能实行操作控制，每一个工作所对应的计数值达到以后，计数器就会产生反应，并进行操作控制。

（5）步进控制功能使用PLC的人可以使用PLC的步进功能，PLC可以在一个工作完成以后，经过步进功能后就可以自动进行后面的工作。

（6）数据处理功能PLC的数据处理功能十分强大，可以运用PID运算处理各种数据，进行各种数据的迁移、运输和转换。

（7）可靠性PLC的可靠性高，表现在下列几方面：PLC的接线很少，它的维修简单，因此维修时间也很短。PLC有保护、恢复信息和诊断故障的功能。PLC的编程容易，操作便利，维修简单。

（8）易操作性PLC的易操作性表现在下列三个方面:操作方便：PLC可以直接输入程序和更改程序，输入的程序可以CRT屏幕显示。

编程方便：PLC有多种程序设计语言可以使用，编程容易掌握和理解，因此有利于程序的编写和学习。

维修方便：PLC有自诊断功能，维修人员可以根据故障显示信号灯找到故障的地方，及时修复，节约了大量时间。3.1.2PLC的组成对于PLC其实是一种带有指令的存储器，同时具有输入/输出接口，主要是通过位运算，针对功能可以完成逻辑、顺序和定时等。是目前最为常见和最为常用的面向机器或者在生产过程中进行自动控制的装置。经过上一小节的分析和对比可知，PLC和其他的工业控制装置进行比较其具有两个特点，分别是具有比较高的可靠性和比较好的通用性。因为在实际的生活当中，可以影响设备运行的因素有很多，比如湿度、光照强度和二氧化碳浓度等参数变量。所以导致于被测对象经常会处于复杂的环境中，所以此时如果想要针对系统进行控制，则针对系统必须具有非常高的可靠性，而PLC为了保证其工作的可靠性，在进行设计和制造的过程中采用了一系列的措施。比如在PLC上的所有输入和输出接口都会采用光耦合器件，通过此器件完全可以让PLC的内部电路和外部电路直接在电气上隔离，还在开关电源上选择了性能优良的开关电源等。PLC内部结构如图3-1所示。图3-1PLC的基本结构框图PLC的控制功能通过存储设备的程序来实现，其属于PLC的存储设备控制。要对控制功能进行必要的更改，只需更改软件指令以使硬件成为软件即可。PLC是可编程控制器的简称，在我们现在生活中应用越来越加常见，其功能作用相似于一个微型的计算机，应用于多个领域。PLC由以下部分组成，核心部分CPU，存储部分，输入输出单元，通讯接口和电源，CUP相对于是PLC的心脏部分，是所有控制工作的核心和基础，存储部分用于信息数据的存储，类似于仓库作用；输入输出单元是PLC的两扇大门，对于数字信号的出入进行连接；通讯接口与电脑计算机或者是其他的接口相连接。从PLC其本身的特点来说，内部包含了许多种不同功能的寄存器和继电器，并且其内部程序含有记忆功能，对于设定的程序不需要重复操作，当PLC通电后，内部程序数据开始初始化，减少程序运行过程中繁杂的运行过程。在检测过程之中，性能稳定好，使用寿命长，对车库检测数据响应快。PLC输出程序的可靠性,即执行机构是否按要求进行动作。具有运行稳定、可靠性能高、抗干扰能力，强体积小、质量轻能耗低等优点。现代可编程序控制器的发展更适合现代工业的要求，应用广泛、操作方便，已步入成熟阶段，成为当代工业控制不可或缺的技术之一。3.1.3PLC型号的确认如今PLC类型具有很多，大致分为日系，德系，美系以及国产PLC等几大类型，其中日系的知名代表为三菱PLC，德系知名代表为西门子PLC，我国则是台达PLC，信捷PLC，不同的PLC所用到的操作指令不同，因此在程序设计方面上存在较大的差别，同时不同PLC的强项领域也不同，如德系西门子PLC的强项用于流体领域的检测，比如温度参数的采集，流量参数的采集，压力参数的采集，三菱PLC的领域用于电机的控制，变频器的控制。三菱PLC具有很多个型号，如三菱FX型号、三菱Q型号、三菱L型号。西门子具有S7-200系列、S7-300系列、S7-1200系列、S7-1500系列。台达的ES系列SV系列等。本次设计的基于PLC的系统主要完成医药废液的排污控制，系统要完成水泵控制、阀门的控制、指示灯的控制、蜂鸣器的控制。综合考虑选择了我国台达系列的PLC作为系统的控制器，该款PLC的指令通俗易懂，控制稳定，编程简单。系统用到了19个输入，18个输出，在选择PLC的输入输出类型上要保留20%左右的点数用于项目的后期扩展，台达PLC有16端口的，32端口的48端口的，因此48个端口的控制器，具体型号选择选择了ES2的PLC，本次选择的PLC具有24个输入端口，24个输出端口，满足系统的需要。3.2电气控制系统在整体的废水处理系统上，其主要是用来检测数字的输入量。其中在系统上需要是做到检测模拟量的输入值。在整体系统设计中，要求要做到保证硬件部分要满足信息反馈要求，并做到对废水的控制。本次的整体电气控制系统上，其主要是包括有如下几个部分的方式。(1）操作面板。(2）显示面板。(3）电气控制柜。3.3主电路和控制电路设计3.3.1主电路设计在整体的设计中，其中整体的设计中电动机是最为重要的。对整体系统中，其具有电动机的作用就是能够使得顺利完成废水处理系统。在此的控制上其主要是选择为鼠笼式异步电动机。对整体的主电路设计中，其主要是结合电动机类完成主电路的接线，在整体主电路中，其中电动机能够起到降低电流的作用，这样可以保证废水在引流方面做到减轻电网的冲击。其中整体的系统设计中主电路见下图3-2所示。图3-2主电路接线图本次基于PLC系统的主电路图如图3-2所示，主电路为系统的电机原理图，由罗茨风机装置，曝气风机装置，清水泵装置组成。L1,L2,L3为电机的进线端,PE为接地保护，FU为电机的熔断器保护，FR为电机的热继电器保护，其中QF为断路器，控制电路的通断。KM为接触器，当KM闭合，装置运行。KM断开，装置停止。3.3.2PLC接线电路的设计在进行废水处理中，其整体的接线电路图见下图3-3所示。图3-3控制电路3.5电动机的选型在整体的控制系统上，其选择的电动机在整体控制系统上是用于驱动泵的运行。在进行选择的电动机是用来驱动泵的启动工作。在进行选择的电动机中，其要做到保证整体的系统运行稳定性。液位计传感器接入水泵的PLC,PLC输出端控制提升泵启动。保证当处理站控制系统或者处理站与水泵系统的通讯故障时，不会影响到水泵的系统独立运行。良好的PLC能确保水泵的工作效率，但是水泵的选择也十分重要。水泵的选择需要考虑水泵的液位和水泵的扬程等实际情况，作具体分析。首先，要满足以下4个条件，分别是：1、水泵的液位和水杯的扬程是否能满足水泵的要求；2、水泵机组在长时间的运行中，需要的最高工作效率和最低的工作效率；3、水泵型号，还有台数设计的水泵站；4、选择便于维修的水泵，提高工作效率。所以综合、以上几点，我们选用了国产光泉公司型号为A2R510、型水泵。A2R510型水泵使用不锈钢材质，拥有很强的耐腐蚀能力，选择它的理由是，成本方面，价格适合，它拥有超高的工作效率，而且寿命长，不锈钢材质十分耐用，能够节省不少成本，在工作方面，在城市内部进行污水排放，A2R510型号水泵工作声音小，适合城市工作，其外形上机体小，节省工作空间，性能上机体吸水和扬水能力十分显著。这类型的电动机在实际使用中，其在启动方面是较为平稳的，而且还具有较大的起动力矩。其整体结构上较为简单化，在运行上更加体现出具有可靠的性能和维护方便。由此可见本次的电动机选择符合本次的设计。3.6变频器的选型变频器的选择上，要做到根据选择的电动机出发。在选择变频器在整体系统上，其主要是作用就是能够固定工频。在控制系统上，其中变频器在设备中主要是起到了变频调速的作用。要是一个设备在变频器中可以得到保证工作以及获得最佳的频率，那么将会使得设备在进行运行上达到平稳可靠工作。由此可以看出，对于机械设备中要想使得整体运行稳定保证，那么变频器是不可缺少的。在另一方面来看，变频器还起到了节能的作用。在本次的变频器是结合电动机使用，在电动机中结合了变频器其可以达到节能作用。一般的变频器其要结合设备上的使用，这样才能使得整体设备达到最佳的频率。使用变频器在系统上，其中重要也是为了使得电能保证，而且做到保证设备使用的寿命。由此可以看出，变频器在设备中的应用是非常重要的。根据本次的控制系统上，其所选择的变频器在型号上为FC-111P22KT4P20H4XX变频器。3.7其他设备的选型3.7.1中间继电器选型中间继电器是一种具有放大任务功能的小型电磁继电器装置。除此之外还能够切换控制信号。在控制方案中，中间继电器通常安装在中间位置。它介于小功率控制设备和大容量设备之间。为了选择和PLC适配的中间继电器。这里我使用JZX-22F型号的中间继电器，也叫做小型电磁继电器。触头数量有8脚，11脚和14脚。释放时间和引出时间都低于20ms。辅助触点为2开2闭，3开3闭，4开4闭。电气寿命为10万次。工作温度为-25°到55C°，能在相对湿度和相对气压较差的环境下依然拥有良好的工作效率。可在任意环境安装，十分适合PLC在处理污水的排放时的应用。图3-2中间继电器实物图3.7.2交流接触器选型接触器本质上是一种开关，它接收低压信号（24V）以接通电源。通过产生磁场，它会拉下一块金属，连接两个高压侧。这里我使用了CJX21810型号的交流接触器。选择原因是其性能更稳定，不容易发生故障，能负责大功率负载，执行能力强，而且这种型号的交流接触器的平均使用寿命能达到5-10年。图3-4交流接触器实物图3.7.3热继电器选型我选择NR2-254-25A型号的热继电器，主要应用于低压鼠笼式异步电动机和低额定输出直流电动机中。此型号的热继电器具有低过载能力。它的设计工作能达到6至7倍以上的满载电流。NR2-254~25A型号的热继电器还具有自动与手动复位，温度指示等功能。图3-5热继电器实物图3.7.4按钮开关选型选用如下按钮开关：

选择NP2-B-3-1按钮开关。图3-6按钮开关实物图3.7.5液位传感器本文的液位传感器国产翔恩公司型号为XE26F的产品，该款传感器不仅测量精、度高，易于安装、响应速度快。图3-7XE26F型液位传感器实物图该传感、器的主要性能指标如下：1．液位检、测范围：0～50M3/MIN；测量精、度：±0.3M32．工作电压、：10～28VDC；3．输出信号：4～20mA。4废水系统软件部分设计4.1编程软件的概述本次设计的医药废水处理系统控制器为台达PLC。台达PLC所使用编程软件为WPLSoft2.41。WPLSoft2.41软件是集成一体化的控制的软件，功能强大。具有DVP系列、ES系列、EV系列等编程的功能，WPLSoft2.41的内部集成了仿真操作等一系列软件。WPLSoft2.414为用户提供了一个通用的工程组态框架，可以用来对FX系列的PLC进行程序的编写与调试、硬件的参数设置、故障诊断等。此外，它为了给用户提高生产率，提供了两种不同的视图——语句表与梯形图。本次程序编写采用梯形图完成，梯形图设计具有直观易懂的特点，能够很容易的被阅读者所理解。所设计出的画面也非常的整洁。如此一来所编写的程序会更加的清晰、可读性也会变得非常的强。对于需要修改的部分也更加容易找到。容错率、可改性等都能大大提高。4.2总体流程设计在本次的废水处理控制系统上，其在控制方面主要是包括有手动控制部分和自动控制部分。其中对于整体控制系统上，其可以根据需要进行选择手动控制模式或者是自动控制模式。对于这部分的模式是需要进行选择来完成。在于整体的设计中，其中对于整体模式选择流程图见下图4-1所示。对选择的模式下，其整体的流程可以看做是为如下：整体上开始程序中，在PLC的控制下选择用户需要的模式，进行选择的是手动控制或者自动控制。图4-1模式选择流程图4.2.1手动模式进行选择程序中，要是选择的是手动模式，那么在进入到整体程序中。在此的废水系统控制上，其选择的是死个电动机控制。其中选择的是M1、M2或者M3以及M4启动，其在整体程序中可以看做是启动是否具有故障或者急停现象。要是没有那么将会使得电机进行运行。否则将会得到停止。4.2.2自动模式进行选择自动模式下，那么将进入到自动控制的流程中。根据编写好的程序实现自动化的控制柜。进入模式3进入模式2进