1、工學學士學位論文啤酒污水處理控制系統的設計專業名稱 電氣工程及其自動化 學生姓名 曹 文 指導老師 曹 衛 揚 州 大 學2009年6月揚州大學本科生畢業設計摘 要隨著社會進步，經濟發展，生活水平的不斷提高，人類對污水處理的要求越來越高。我國的污水處理水平與國外相比還比較落后，因此，研究基于計算機控制技術的污水處理控制系統具有重要的現實意義。本文介紹了啤酒污水處理的國內外現狀及工藝流程，提出了一套基于組態王6.52及omron plc的啤酒污水處理控制系統的設計方案，根據啤酒污水處理工藝特點和控制要求，對控制系統上、下位機的軟件程序進行了設計和調試，實現了上、下位機之間的通信及系統的監控。系統

2、性能穩定、可靠性高、控制效果較好，有一定的推廣應用價值。關鍵詞：啤酒污水處理；組態王；plcabstractwith the society progressing，the economic development，and the improvement of living standard，demands of human to the sewage treatment are increasing. the level of sewage treatment in china and abroad are still rather backward in comparison， and t

3、herefore the study of computer-based control technology to control the sewage treatment system has important practical significance.this essay introduces the current studying situation of the brewery wastewater treatment automation control system，and the main process flow of the brewery wastewater t

4、reatment in the world， the essay also put forward a control system for sewage treatment design which based on a set of kingview6.52 and omron plc. according to the national conditions and the brewery wastewater treatment factory reality， design and debug the software programs of the pc and the under

5、-bit machine of the control system， it has also realized not only the system monitoring but also the data communication between the pc and the under-bit machine. the control system has stable performance， high reliability and better control， and it also promote the use of a certain value.keywords：br

6、ewery wastewater treatment；kingview；plc目 錄第一章 緒論1一、課題背景1二、國內外現狀1（一）國內的啤酒污水處理現狀1（二）國外的啤酒污水處理現狀3三、本課題的工作任務4第二章 啤酒污水處理控制系統的總體設計5一、啤酒污水處理工藝流程5二、各子系統的構成及功能6（一）調節池處理子系統6（二）初沉池處理子系統7（三）曝氣池處理子系統8（四）清水池處理子系統9（五）污泥脫水間處理子系統9三、控制方案的確定10第三章 基于plc的下位機軟硬件設計11一、可編程序控制器簡介11（一）可編程序控制器的發展11（二）可編程序控制器的特點11（三）可編程控制器的主要功

7、能12（四）可編程序控制器的結構與原理13（五）可編程控制器的編程語言14（六）可編程序控制器應用系統設計方法14二、本系統基于plc的整體設計15（一）工藝要求15（二）plc控制系統結構圖16（三）plc的選擇16（四）plc端口分配表17（五）工藝流程分析18（六）程序設計19（七）程序調試21第四章 基于組態王的上位機軟硬件設計22一、組態王軟件介紹22（一）組態王軟件簡介22（二）組態王軟件的硬件環境22（三）組態王開發管理軟件的組成23（四）組態王軟件的開發系統26（五）組態王的變量定義和管理26（六）i/o設備管理27（七）報警和事件系統27二、本系統基于組態王的綜合自動化設計2

8、8（一）組態王軟件系統中控制臺的設計29（二）組態王與外部設備的連接32（三）基于組態王的人機界面設計32（四）基于組態王的命令語言設計33第五章 全文總結34一、主要研究成果結論34二、展望34致 謝35參考文獻367第一章 緒論一、課題背景啤酒作為一種引入飲料，在我國已有一百多年的生產歷史。隨著人們生活水平提高和飲用習慣的改變，近年來我國的啤酒生產得到了迅速發展，啤酒產量大幅增加，目前我國已經成為世界五大啤酒生產國之一。隨著啤酒產量的增加，污水的排放量也相應的增大了，沒有經過處理的污水長期直接排入天然水域或農田，會造成嚴重的環境污染，破壞農業生態，危及人類健康。啤酒廠的污水處理與其它的工業

9、污水處理相比有其特殊性，啤酒廢水主要來源于啤酒生產過程中的麥芽制作、釀造和灌裝等多道工序，富含多糖類、蔗糖、葡萄糖、果膠、礦物鹽、纖維素等，是一種高濃度有機廢水，特點是有機質多、無毒性、無放射成分，只有部分洗瓶水含堿。盡管如此，一切啤酒污水對受納水體，特別對流量小的河流都有很強烈的污染。釀酒污水也不應直接排入市政下水道，因為污水腐解酸化會侵蝕包括混凝土在內的多種材料的下水管道。綜合以上情況，對啤酒污水處理工藝的研究具有極大的意義。二、國內外現狀（一） 國內的啤酒污水處理現狀由于啤酒廢水為有機廢水，且可生化性好，所以生化法是啤酒廢水處理的首選方法。少物料損失。（）加強管理環境管理，要分解到生產過

10、程中的每個環節與生產管理緊密結合起來。消除跑、冒、滴、漏，安裝配備監測儀表，加強計量監督。（）啤酒副產品的綜合利用回收啤酒副產品進行綜合利用，既可降低末端處理的難度，又可獲得良好的經濟效益和環境效益。啤酒酵母是高濃度有機廢液，通過回收啤酒酵母、酒糟、廢酒花、蛋白凝固物等可以減少啤酒廢水污染負荷50%左右，從而使啤酒污水治理的基建投資減少約40%。回收啤酒酵母和酒糟有良好的經濟效益。啤酒酵母是高濃度有機污染物，但又是有益的資源，它含蛋白質約50%，并含有豐富的b族維生素，國外將啤酒酵母開發用于食品、醫藥、飼料。它是高蛋白飼料添加劑，可代替魚粉。國內只有少數啤酒廠回收酵母作飼料出售。這也是目前國內

11、在啤酒污水處理方面最落后于國外的一項技術。三、本課題的工作任務本課題的任務是開發啤酒污水處理控制系統，重點是系統的硬件設計、軟件設計和調試工作，設計合理的監控界面，上位機開發采用組態王，下位機開發采用plc，主要研究內容如下：（）啤酒污水處理控制系統的工藝要求及總體設計（）系統控制策略和控制方案的確定（）plc硬件系統的設計（）plc軟件控制程序的設計（）系統人機界面的組態和系統通訊及安裝調試第二章 啤酒污水處理控制系統的總體設計一、啤酒污水處理工藝流程近年來在啤酒污水處理的工藝中，比較流行的污水處理工藝有很多種，如氧化塘法、活性污泥法、生物濾池法和厭氧和好氧綜合處理法，各種工藝都有其各自的特

12、點。因此，任何一個污水處理廠的工藝選擇應根據污水量、污水水質和環境容量，在考慮經濟條件和管理水平的前提下，選用安全可靠、技術先進、節能、運行費用低、投資省、占地少、操作管理方便的成熟工藝。啤酒污水按有機物含量可分為兩類：表4-1 初沉池分控制臺（1）清洗廢水：如漂洗酵母水、洗瓶水、生產裝置清洗水等，這類廢水受到不同程度的普通污染。（2）含渣廢水：如麥糟液、冷熱凝固物、剩余酵母等，這類廢水含有大量有機懸浮性固體。根據以上兩類廢水的特點，本課題所設計的污水處理系統在治理過程中要達到兩方面的要求：圖4-7 初沉池分控制臺（3）曝氣池分控制臺如圖4-8所示，此分控制臺上也包括了主控制臺上的四個控制按鈕

13、，功能也一樣，另有三個切換按鈕，亦可分別切換至各自的控制臺。圖4-8曝氣池分控制臺相應函數的，從而實現了運行方式判別、閉鎖自動復歸等功能。第五章 總結與展望一、 主要研究成果結論本課題開發的啤酒污水處理控制系統已經能夠運行實施，并能夠滿足基本的功能要求：（）在下位機控制方式方面：采用先進的plc程控系統進行控制。（）在上位機監控方式方面：采用組態王工控軟件開發監控系統進行實時監控。系統包括對設備運行的現場狀況監控和控制室控制。（）在軟件界面方面：由于采用了在工業控制中應用廣泛的組態王，系統界面具有十分直觀的特性，對系統進行管理和維護十分方便。二、展望本文中啤酒污水處理控制系統采用的是世界上較典

14、型的處理工藝，且自動化程度較高，但是控制手段大都是采用常規控制，隨著規模的不斷擴大，工藝控制要求的不斷提高，其常規控制將越來越不適應。同時，由于時間比較倉卒，本論文也存在一些問題有待進一步研究：（）進一步完善系統整體的性能，提高系統控制精度、可靠性及更加全面的附加功能。改進啤酒污水處理管理方法，更新啤酒污水處理管理工具，提高管理工作效率，為實現啤酒污水處理現代化創造條件。（）在計算機的高速、小型、大容量、低成本所提供的良好物質條件下，一系列新型控制策略應運而生，如智能控制、神經網絡控制、模糊控制、自適應控制、等，但是運用在實踐中且成功應用在污水處理工業上并取得良好的應用效果的還不多，因此啤酒污水處理控制系統也要根據硬件的發展更新換代，努力跟上時代的腳步。致 謝 本論文是在揚州大學導師曹衛老師悉心和熱情指導下完成的。從論文的選題、構思、理論研究以及軟件編制的整個過程中，曹老師都給予了詳細的指導和幫助。