PLC污水处理控制系统 开题报告

国外的一些发达国家，由于这些国家经济发达，很早的实现了工业现代化，并且经济发展得很快，这就引发了环境问题特别是水污染问题，但也得到了这些国家的重视，投入大量的人力物力进行水处理的研究，在研究水处理新理论和工艺的同时，也重视污水处理自动控制系统的研究。先后投资研究高效型、智能型、集约型污水处理设备和自动化控制仪表，一些发达国家经过多年的努力，污水处理率已经达到80%～90%，成功地解决了来自城市和工业的点源污染问题。

由于控制技术、网络通信技术以及现场总线技术的飞速发展，国外的污水厂很早便实现了污水厂的网络控制，如DCS、FCS系统。同时国外较早的将SCADA技术引入到给水排水工程中，并取得了良好的经济效益与社会效益。国外同时注重水处理中的PLC的开发，相继研制出了一些智能、稳定、小巧的控制单元，如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSX Quantum系列。

国内发展情况：初期由于工农业生产刚刚起步，当初的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为实验进行推广，如著名的沈抚灌溉等，所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂，在处理工艺有的还是一级处理，处理的规模也很小，每天有几千立方米，最大的只有每天5万立方米左右，致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。

我国第一座大型城市污水处理厂——天津市纪庄子污水处理厂于1982年破土动工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模为26万立方米/天。纪庄子污水处理厂投产运行后多年来达到设计出水水质标准，它的诞生填补了我国大型污水处理厂建设的空白。在此成功经验的带动下，北京、上海、广东、广西、陕西、山西、河北、江苏、浙江、湖北、湖南等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂。

与国外相比，我国污水处理自动化控制起步较晚，七十年代开始采用热工仪表，实行集体巡检；八十年代应用分析仪表和DCS系统；至九十年代，随着一大批利用国际贷款的大型污水处理厂的建成投产，我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大提高。从国外引进污水厂的自动控制系统已广泛采用集散式计算机监控系统，应用了自动化程度较高的检测仪表，各种新工艺、新设备大量出现并得到应用。可以说我国污水处理自动化的现状是：手动和自动皆备，自制和引用并举。整体上和国外相比，我国污水的自动控制系统仍然存在很大的差距，但是我国的应用前景却非常广泛、潜力很大。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题 

本次毕设的主要内容是用PLC做控制器，完成对污水处理的控制，以满足污水处理和环保的要求。系统由PH值检测电路、NH3检测电路、COD检测电路、控制电路以及显示电路组成。污水中的PH值、NH3值、COD参数分别由PH值检测电路、NH3检测电路、COD检测电路检测出来并且转换成电信号，如果有参数超出环保要求，则PLC控制器向输入端发出电信号，PLC输出端通过控制电路作出相应的处理，调整整个污水中的参数，使它们保持在环保的要求范围内

主要问题有：

1.了解研究工业水处理的背景、国内外在这方面的发展状况，设计生活污水处理控制系统，设计对应的实时监控系统。

2.确定工业污水处理控制系统的工艺流程，同时学习可编程控制器

组成、工作原理、应用领域。

3.设计整个控制系统的思路，并设计出电器原理图。设计主电路过程应考虑设计过载和过电流控制措施，设计短路保护及其他的电气保护。根据主电路的要求设计控制回路，设置必要的连锁。根据指示、报警等要求设计辅助电路。

4.外围电路设计，包括对流量传感器，最高水位传感器，最低水位传感器的回馈信号的处理。

5.系统软件的设计。

6.组态软件和实时监控系统的设计及整个系统的仿真运行。

三、研究步骤、方法及措施 

1、步骤：

(1)．通过查阅资料了解工业污水的控制过程，确定污水运行流程图及每个环节的控制要求。

(2)．学习工业电气控制知识和可编程序控制器原理及编程。

(3)．研究PLC控制系统的硬件结构，了解运行原理及PLC控制系统的设计原理和步骤。

(4)．对PLC进行选型，I/O点数分配；

(5).硬件电路分析

(6).对污水处理工艺环节进行具体的软件编程。

(7).模拟仿真

2、方法、措施：

通过查阅资料了解现代基于PLC的水处理方法，思考具体课设中的可行性及可以改进的地方。通过一些简单的PLC应用的实力了解PLC应用中的具体使用流程。更具实际情况做出具体的设计，仿真。

四、研究工作进度 

1—4  周：收集消化理解相关内容，确定设计方案，写出文献综述和开题报告。

5—6  周：设计控制电路图，PLC硬件选型。

7—12 周：设计软件流程框图，设计软件，分布调试修改。

13—15周：联调，记录并整理实验数据。

16—18周：总结设计体会，写毕业论文，答辩。

五、主要参考文献 

1．张巍.PC/PLC机电控制系统研究，西北工业大学硕士学位论文。

2．卫新平.PLC控制技术在工业水处理领域的开发应用，西安石油大学硕士学位论文。

3．All-bail.Mohammed Mohammed Saleh.基于PLC的闸门监控系统设计，武汉理工大学硕士学位论文。

4．姚白莹.基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计，苏州大学大学硕士学位论文。

5. 张剑.热电厂水处理控制系统的设计与实现，武汉理工大学硕士学位论文。

6，施冲，赵雪飞，刘国敏.南京南瑞集团公司MB系列plc在水电站自动化的应用，国网电力局科学研究院．2006. 6。

7. 毕效辉，武丽，基于PLC的净水控制系统的设计[J]．中国自动化控制网，毕效辉，武丽．2003.3。

8. 胡学林.可编程控制器教程[M].北京:电子工业出版社, 2003,3-45。

9谈蔚欣，郑应文.水厂滤池控制系统的自控技术研究 [J],福州大学学报(自然科学版)，2006，34:71-75。

10. 张剑.热电厂水处理控制系统的设计与实现，控制科学与工程。

11. 杨公源主编. 电子工业出版社,可编程控制器plc原理与应用。

12. 何衍庆主编.电子工业出版社,常用plc应用手册。

13刘涛江力主编, 北京理工大学,电器控制与plc。

14. 廖常初主编, 机械工业出版社,plc编程及应用。

15. Zhan Lei Zhao Jing(College of the First Aeronautics of the Air Force, Xinyang, Henan, China), Implement of Increment-model PID Control of PLC in Constant-pressure Water System .

六、指导教师意见 

指导教师签字： 

年  月  日

七、系级教学单位审核意见：

开题考核分数：          

考核组长签字：

年  月  日