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1、毕业综合实践课题名称： 基于组态监控的污水处理控制系统设计 课 题 摘 要随着经济的飞速发展，人们的生活也变得越来越好，因此各种生活污水变出现在人们的视野中。如何处理好这些生活污水已经成为重中之重。一个好的污水处理技术不仅可以解决这些问题，还能培养大量这方面的人才，以填补这方面人才的缺失。因此大力发展污水处理有着极其重要的意义。本课题采用研祥 PCL-818L 板卡和 MCGS 组态软件作为工具对污水处理进行监控。PCL-818L 板卡作为下位机处理各种信号的信息关系，各水位的调整，水泵的开启等等。MCGS 对系统的各种语句信号，水位以及水泵进行监控。本系统采用更加适合工业的控制系统，具有可靠
2、，先进，快捷等特色，同时带动产业的革新以及城市的绿色发展。关键词 污水处理 研祥 PCL-818L 板卡 MCGS 组态软件 目 次1 引言 .11.1 污水处理的意义 .11.2 污水处理的种类及工艺技术 .11.3 我国污水处理的发展 .12 组态技术的概述 .22.1 监控组态软件的定义 .22.2 组态控制技术的特点 .22.3 组态软件的功能 .23 污水处理系统的设计 .43.1 污水处理工艺 .43.2 污水处理系统的各部组成 .53.3 污水处理系统的控制要求 .53.4 软硬件的选择 .63.4.1 水泵的选型 .63.4.2 水阀的选型 .73.4.3 压力传感器选型 .7
3、3.4.4 鼓风机的选型 .93.4.5 计算机的选型 .93.4.6 系统 I/O 设备的选型 .93.5 系统监控软件的设计与调试 .93.5.1 数据变 量的定义 .93.5.2 工程的建立 .113.5.3 变量的定义 .113.5.4 画面的制作和编辑 .123.5.5 组态的流程图 .163.5.6 组态脚本程序 .163.6 软、硬联调 .163.6.1 PCL818L 板卡的连接 .163.6.2 PCL-818L 的添加和属性设置 .20结 论 .25致 谢 .26参 考 文 献 .27附录 A MCGS 脚本程序 .28- 1 -1 引言1.1 污水处理的意义20 世 纪
4、50 年 代 以 后 ， 全 球 人 口 急 剧 增 长 ， 工 业 发 展 迅 速 。 全 球 水 资 源 状 况迅 速 恶 化 ， “水 危 机 ”日 趋 严 重 。 一 方 面 ， 人 类 对 水 资 源 的 需 求 以 惊 人 的 速 度 扩大 ； 另 一 方 面 ， 日 益 严 重 的 水 污 染 蚕 食 大 量 可 供 消 费 的 水 资 源 。 全 世 界 每 天 约 有 200 吨 垃 圾 倒 进 河 流 、 湖 泊 和 小 溪 ， 每 升 废 水 会 污 染 8 升 淡 水 ；所 有 流 经 亚 洲 城 市 的 河 流 均 被 污 染 ； 美 国 40%的 水 资 源 流 域
5、 被 加 工 食 品 废 料 、 金属 、 肥 料 和 杀 虫 剂 污 染 ； 欧 洲 55 条 河 流 中 仅 有 5 条 水 质 差 强 人 意 。 20 世 纪 ，全 球 人 口 增 加 了 两 倍 ， 而 人 类 用 水 增 加 了 5 倍 。 世 界 上 许 多 国 家 正 面 临 水 资 源 危机 ： 12 亿 人 用 水 短 缺 ， 30 亿 人 缺 乏 用 水 卫 生 设 施 。 中 国 水 资 源 人 均 占 有 量 少 ， 空 间 分 布 不 平 衡 。 随 着 中 国 城 市 化 、 工 业 化 的 加 速 ，水 资 源 的 需 求 缺 口 也 日 益 增 大 。 在 这
6、 样 的 背 景 下 ， 污 水 处 理 行 业 成 为 新 兴 产 业 ，目 前 与 自 来 水 生 产 、 供 水 、 排 水 行 业 处 于 同 等 重 要 地 位 。 1.2 污水处理的种类及工艺技术污 水 处 理 可 以 分 位 两 大 类 。 一 类 是 生 产 废 水 ， 第 二 类 是 生 活 污 水 。 而 其 工艺 技 术 也 多 种 多 样 。 我 国 常 见 的 有 活 性 污 泥 法 、 循 环 间 歇 曝 气 法 、 旋 转 接 触 氧 化污 泥 法 、 连 续 循 环 曝 气 法 、 A/O 生 物 滤 池 污 水 处 理 工 艺 流 程 等 。 国 外 的 污
7、水 处 理以 欧 洲 的 可 持 续 生 物 除 磷 脱 氮 工 艺 为 主 。 相 比 国 内 ， 欧 洲 起 步 较 早 因 此 技 术 相 对先 进 。1.3 我国污水处理的发展由 于 我 国 人 口 过 多 因 此 产 生 的 污 水 也 日 益 增 加 ， 水 体 污 染 相 当 严 重 ， 几 乎 全国 各 地 都 有 这 用 情 况 。 污 水 处 理 是 需 要 资 金 的 支 持 的 ， 而 且 资 金 的 支 持 与 处 理 规模 成 正 比 。 因 此 提 高 技 术 水 平 降 低 成 本 是 目 前 的 关 键 ， 除 此 之 外 ， 提 高 公 民 意 识也 是 非
8、 常 重 要 的 。 我 国 在 这 方 面 起 步 晚 因 此 更 加 需 要 全 国 人 民 的 齐 心 协 力 才 行 。- 2 -2 组态技术的概述2.1 监控组态软件的定义组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数
9、据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。2.2 组态控制技术的特点（1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。（2）封装性（易学易用） ，通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术） ，就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能 。（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC
10、、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的 I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。2.3 组态软件的功能MCGS 即“监视与控制通用系统” ，是工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具体功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的特点。MCGS 组态软件的整体结构如 Error! Reference source not found.所示。MCGS 工控组态软件的功能如下：（1）强大的界面显示组态功能。目前，工控组态软件大都运行于 Windows 环境下，充分利用 Windows 的图形功能完善界面美观的特点，可视化的 m 风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控仵和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，可随- 3 -心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。（2）良好的开放性。社会化的大生产，使得系统构成的全部软硬仵不可能出自一家公司的产品， “异构”是当今控制系统的主要特点之一。开放性是指组态软件能与多种通信协议互联，
