污水处理系统的PLC控制开题报告

1、污水净化系统的可编程控制器控制1主题来源长期以来，在我国城市建设快速发展的过程中，由于对环境保护基础设施建设重视不够，投资不足，污水直接排入城市水系及相关流域，造成河流湖泊水质和地下水污染，城市水环境污染日益突出。污水净化已成为改善城市居民生活环境和提高人民健康水平的主要手段之一。为了保证污水处理过程的可靠顺利实施，自动控制系统的设计和控制技术的应用应以可靠性为基础，考虑先进的、可扩展的控制技术，同时降低系统成本。研究的目的和意义2.1利用PLC自动控制系统实现系统的正常运行在污水处理控制系统中，除了要求分布区域广、设备分散、控制点多、控制信息复杂外，还具有控制输入和输出多为开关参数、模拟参数

2、少的特点，这是PLC控制系统的优势。原污水处理厂的控制部分采用传统的继电器控制，控制电路复杂，继电器多。长期运行后，电路老化，控制故障频繁发生。然而，PLC控制器因其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性价比高等优点，在工业控制中得到了广泛的应用。在污水处理中采用PLC控制系统后，提高了自动控制的可靠性，不仅减轻了工人的劳动强度，而且提高了污水处理厂的运行效率和效益，实现了污水处理厂的科学生产管理。2.2研发趋势概述国外一些发达国家，如美国、日本、西欧等国家，由于经济发达，较早实现了工业现代化。这些国家的经济发展更早、更快，环境问题的严重性，尤其是水污染，也更早地得到反映。与此同

3、时，这些国家的政府对此也给予了重视，并投入了大量的人力和物力进行水处理研究。这些国家在研究水处理新理论和新工艺的同时，重视污水处理自动控制系统的研究。这些国家投资研究高效、智能和集约的污水处理设备和自动控制仪器。经过一些发达国家几十年的努力，污水处理率已经达到80%-90%，成功解决了城市和工业的点源污染问题。与此同时，一些国家开始重视污水的回收利用。其特点是：利用大量在线监测水质分析仪实时监测全厂水质，并由上位机记录，提高了测量精度；生产过程不同程度地采用智能控制，可根据水质和水源的变化自动调整相应的控制方式；遥测遥控设备应用广泛，电话网、手机网、互联网、气象信息等社会资源得到有效利用。目前

4、，生活污水处理设备的特点是品种不全、结构不合理、技术水平低、产品质量不稳定。中国的自产设备在很大程度上依赖于国外相关设备的结构。经过自我消化、R&D和生产实践，它逐渐填补了中国的空白，并在此基础上继续发展壮大。但是，我国的污水处理设备将长期落后于其他国家，仍存在许多差距，其中许多仍处于模仿水平，其理论研究仍显不足。因此，未来很长一段时间内，国产设备在技术水平上将处于劣势，特别是先进设备的技术保密和知识产权保护意识的增强，其竞争力将在未来的市场中不断受到考验。2.3能深刻理解实际应用控制系统设计的设计过程1)根据污水净化处理控制系统运行过程的要求，污水处理系统的水过滤过程、反冲洗过程和自动/手动

5、控制功能可以正常实现。2)两个单元的水过滤过程可以独立进行，也可以同时进行。3)反冲洗过程中只允许单台机组工作。当两台机组同时需要反洗时，首选1号机组。4)在每台机组的管道上安装压差检测仪表。如果出现“高管道压差”信号，应立即停止水过滤过程，并自动启动反冲洗过程。5) PLC编程和MCGS开发控制系统上位机监控平台3.2污水净化处理可编程控制器控制系统的设计步骤图1 PLC控制系统的设计步骤3.3污水净化控制系统设计主要方案设计的污水净化系统由两套磁过滤器、10个电磁阀和连接管组成。系统组成示意图如下：图2系统组成示意图3.4污水净化处理可编程控制器控制系统的工艺流程污水处理和净化可分为两个过

6、程：1.水过滤过程。打开进水阀和出水阀。当污水通过磁过滤器时，如果磁过滤器的线圈一直通电，污水中的氧化铁杂质就会附着在磁过滤器的磁铁上，这样净化水就会流出水箱。2.反洗过程。过滤水一段时间后，附着在磁铁上的氧化铁杂质必须清除。此时，只要切断磁过滤线圈的电源，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，让压缩空气迫使水箱中的水进入磁过滤器，清洗磁铁，去除附着的氧化铁杂质，使清洗后的污水流入污水箱进行二次处理。工艺流程图如下所示：图3工艺流程图4主要阶段和工作进展(1)2012年秋季学期第11周(2012年11月16日前)接受毕业设计任务书，学习毕业设计要求及相关规定(2)2012年秋季学期第12

7、周至第18周阅读指定的参考资料和文件(包括50，000-100，000个印刷符号和与主题相关的外语资料)，完成开题报告和外语翻译任务(3)2012年1月11日之前，2012年秋季学期的第19周提交开学报告和外语翻译，并指导老师复习。(4)2013年春季学期第二周至第十周熟悉监控系统组态软件并掌握MCGS的使用。熟悉STEP7软件的相关知识，掌握实现上位机和下位机开发设计的方法。分析了污水处理净化控制系统的需求，并根据系统的功能需求给出了具体的设计方案和开发方案。在实验室的可编程控制台上进行调试和修改，以满足系统控制要求。(5)2013年春季学期第十三周学生提交毕业设计(论文)中期报告，按要求填

8、写过程控制表，并指导教师给出成绩。(6)2013年春季学期第14周(5月31日至6月2日)完成毕业设计，并根据规范要求撰写毕业设计论文。所有结果都提交给讲师进行审核和正式审核。毕业回复5最终目标和完成时间根据毕业设计任务书的要求，完成了可编程控制器的选择、编程和人机界面(组态)设计，满足了污水净化处理系统可编程控制器控制系统的基本要求。满足系统的基本要求和最安全、最可靠的运行。最后，完成相应的论文。根据既定的工作日程，该项目将于2013年春季学期的第13周完成。6现有条件和拟采取的措施现有MCGS、STEP7等软件、西门子S7-200设备，可以在系统中完成软件设计、仿真和人机界面配置。试验中必

9、须采取设备保护措施本项目的完成解决了用组态软件MCGS开发控制系统上位机监控平台的问题，实现了以PLC为控制系统下位机的所有控制功能的设计。同时，也需要三峡大学电气新能源学院自动化系吴、电气实验楼PLC及其相关实验室、三峡大学图书馆的大力支持和帮助。参考1陈，电气控制原理及应用与可编程控制器M.机械工业出版社，20042许志军主编，工业控制组态软件及其应用M。机械工业出版社，2005王永华。现代电气控制PLC应用技术(第二版)M。北京航空航天大学出版社，2008胡建。西门子S7-300可编程逻辑控制器应用教程M。北京航空航天大学出版社，20105廖常初。跟我学S7300/400M。机械工业出版

10、社，2010常晓玲。电气控制系统和可编程控制器M。北京：机械工业出版社，2004钟，彭侃。可编程控制器的原理及应用M。广州：华南理工大学出版社，20048史蒂夫吴。可编程控制器教程培训M。北京：电子工业出版社，20049史蒂夫吴。可编程控制器教程的改进M。北京：电子工业出版社，2005夏、可编程控制器技术与应用(第二版)M。北京：北京理工大学出版社，200511何延庆，李冰，黄海燕。可编程控制器编程语言及应用M。北京：电子工业出版社，200612王永华。现代电气控制与可编程控制器应用技术(第二版)M。北京：北京航空航天大学出版社，2008年2月13孔祥兵。电气控制与可编程控制器技术应用M。北京：中国电