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1、无 锡 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书第 1 页 共 56 页分类号：无锡职业技术学院毕业设计（论文）题 目 基于 PLC 的校园污水处理监控系统设计 英文并列题目 the monitoring system of campus sewage treatment based on PLC 院 系 控制学院自控 班 级 学生姓名 学 号 指导老师 职 称 答辩委员会主任 主答辩人 二 零 一 四 年 四 月 第 2 页 共 56 页学生姓名 学号 班级所属 院系专业电气自动化指导教师 职称 副教授所在部门毕业设计（论文）题目基于 PLC 的校园污水处理监控系统设
2、计题目类型工程设计（项目）论文类 作品设计类 其他一、选题简介、意义1.简介： 随着我国经济的迅速发展，环境污染的治理及保护已经被例如十八大专题。在环境污染中，污水无可厚非的是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。 我国是一个严重缺水的国家，水资源的匾乏和水资源的污染，已经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了我国的经济建设和发展。因此建设符合我国国情的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会和和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。 目前，国外发展比较成熟的污水处理方法有以下三种：生
3、物降解法;隔膜吸附过滤法;电磁化法。 而国产化污水处理设备具有品种不全,结构不合理,技术水平比较低,产品质量不稳定的特点。 我国自主生产的设备在很大程度上是依托国外相关设备的构造,再经过自我消化、研发和生产实践,逐步填补国内空白并在此基础上不断发展壮大的。 因此,国产化设备将会在未来相当长时间内在技术水平上处于劣势,特别是先进设备的技术保密与知识产权保护意识的加强,其竞争力将在未来市场中不断接受考验。 目前在水污染治理技术上，我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR 法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳定塘技术等，这些污水治理技术已经在水体污染、改
4、善水体环境方面发挥了突出的作用，标志着我国工业污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。现阶段，我国工业污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。 2.意义： 未来 10 年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过 2500 亿元，其中工业污水处理设备投入约 300 亿元。采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。其中处理过的污水还可以循环再利
5、用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。所以水资源也是一种保护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术和组态监控软件，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控、监控方法。 第 3 页 共 56 页二、研究/设计的目标1.用 PLC 控制实现对污水水位的控制；2.用传感器实现对污水中所包含的各种有害物质的检测及其水位的控制；3.用 PLC 控制实现对污水中所包含的各种有害物质的自动清除；4.用 PLC 实现对现场仪表采集数据进行分析，当超过设定报
6、警值时发出报警信号提醒操作人员注意；5.用组态软件将现场污水处理流程仿真模拟出来。三设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）工业污水处理系统的电气控制系统总框图如图所示，PLC 为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。 电气控制系统框图工作过程 在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行启停控制，其工作过程如下。 (1）接通电源，启动自动控制方式，启动潜水搅拌器和刮泥机
7、。 (2）运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。(3）根据反馈回来的液位差状态控制清污机的运行与停止。 (4）进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。 (5）转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经 PLC 运算后进行控制，同时控制分离机的运行与停止。 (6）污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。(7）在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采用顺序控制方式，依次启动其设备。（8）通过通讯方式将 PLC 与触摸屏相连，在触摸屏上动态显示。 第 4 页 共 56 页四、方案的可行性分析PLC 集顺序控制和过程控制于一体，具有可靠性高，使用
8、方便、灵活，组网简单的特点，是实现中小规模工业自动化的有力工具。在污水处理中，基于 PLC 的控制系统在实时性、可靠性、精确性等方面满足了设计要求。而在显示生活中，污水处理现场的运行情况在现场监控比较困难，于是我采用了触摸屏与 PLC 通信的方式将污水处理现场运行情况反映在触摸屏上，形成一个动态画面，这样避免了现场监控困难的问题。五、该设计的创新之处用 PLC 控制的 SBR 污水处理法的流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序，依次在同一 SBR 反应池中周期性运行。从废水流入开始到待机时间结束为一个周期，一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的 SBR 反应池内进行，具有工艺简单，造价低，运行灵活
9、，自动化程度高等优点。考虑到现场监控困难的问题，我采用了通信方式将 PLC 与触摸屏相连，将污水处理现场的运行情况反映在触摸屏上，这样实现了真正的污水处理的自动控制和监控。六、时间进程第 一 周 确定设计题目，查阅相关资料；第 二 周 搜集相关的资料，规划设计方案，确定设计方案，准备进行毕业设计；第 三 周 确定设计方案，准备进行毕业设计，PLC 的选择第 四 周 绘制软件流程图；第 五 周 编写软件程序；第 六 周 绘制硬件电路图；第 五 周 用组态软件将污水处理现场情况模拟出来；第 六 周 掌握系统的软、硬件电路系统的具体工作能力；第 七 周 对系统各部分功能及参数进行检测，将 PLC 与
10、触摸屏通讯，将真实情况通过触摸屏反应出来；第八、九周 整理设计内容，馔写设计说明书；第 十 周 修改设计说明书；第十一周 准备答辩；七、参考文献1张培山、钟昆，基于PLC的污水处理厂自控系统的实现，控制系统，2006（1）2李英辉、赵豫龙、戴青云，基于 PLC 的中水处理系统，石家庄职业技术学院学报，2008（4）3何献忠，工业污水处理的 PLC 控制应用，湖南冶金职业技术学院学报，2004（4）4刘建雄，PLC 控制系统在化学水处理系统的应用，工程技术，2008（5）5陈慕君、吴轶、文方，基于 PLC 的污水处理模糊控制系统设计，江西现代职业技术学院学报，2008（7）6孙卫娜，基于PLC的
11、污水处理系统研究,沈阳航空工业学院学报，2007（6）7 A water pumping control system with a programmable logic controller (PLC) and industrial wireless modules for industrial plantsAn experimental setup ISA Transactions, In Press, Corrected Proof, Available online 3 December 2010 Ramazan Bayindir, Yucel Cetinceviz 第 5 页 共 5
12、6 页8 Research and Markets: Marks and Spencer Group plc: The Essential Source For Top-Level Company Data And Information M2 Presswire 2010 Anonymous9 Research and Markets: Barclays PLC - SWOT Analysis M2 Presswire 2010 Anonymous10刘琨，污水处理厂自动控制应用及系统建设，应用技术，2006（4）11董淑冷、茅红伟、唐晓俊，PLC 在污水泵站控制系统中的应用，制造业自动化，
13、2008（6）12徐庆华，PLC 在污水处理厂砂泵自动控制中的应用，技术与应用，2008（3）13赵芳、李从冰，基于 PLC 的污水处理控制系统，工业控制计算机，2006（4）14任萍、王创新，基于PLC的污水处理模糊控制系统，控制系统，2006（1）15张建根，PLC 在中水处理系统中的应用，资源与环境，2008（4）16郭琼，PLC 应用技术，技术与应用，2009（4）指导教师意见：签字： 年 月 日 院（系）审批意见：签章： 年 月 日 第 6 页 共 56 页毕业设计（论文）任务书2014 年 2 月 16 日毕业设计（论文）题 目基于 PLC 的校园污水处理监控系统设计 题目来源指
14、导 教 师 职 称 副 教 授 所 在 部 门 控 制 技 术 学 院学 生 姓 名 学 号 班 级 所 属 院 系 专 业 控 制 学 院 自 控 系外语翻译要求 参 考 英 文 资 料课题需要完成的任务1采用 SBR 污水处理法；2根据工艺流程设计 PLC 程序；3用 MCGS 画出污水处理流程；4.将 PLC 与触摸屏通信调试，使之完成 MCGS 监控污水处理动态过程；5编写设计说明书（25-35 页） 。序 号 内 容 时 间 安 排1 确定设计题目，查阅相关资料，搜集相关的资料，规划设计方案，确定设计方案，准备进行毕业设计；2014 年 2 月 16 号2014 年 2 月 23 号2 确定设计方案，准备进行毕业设计，PLC 的选择， 绘制软件流程图；2014 年 2 月 24 号2014 年 3 月 9 号3 编写软件程序，绘制硬件电路图；用组态软件将污水处理现场情况模拟出来；2014 年 3 月 10 号2014 年 3 月 16 号4掌握系统的软、硬件电路系统的具体工作能力；对系统各部分功能及参数进行检测，将 PLC 与触摸屏通讯，将真实情况通过触摸屏反应出来；2014 年 3 月 17 号2014 年 3 月 30 号5 整理设计内容，馔写设计说明书；
