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学 号 1076 122 1 天津城市建设学院 毕业设计（论文）开题报告 基 于 P LC 的 水 厂 余 氯 控 制 学 生 姓 名 梁 绣 滟 专 业 名 称 电 气 工 程 及 其 自 动 化 指 导 教 师 王 秀 丽 控制与机械工程学院 2012 年 4 月 2 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 题目名称： 基 于 PLC 的 水 厂 余 氯 控 制 （字体要求为小 4 号宋体， 20 磅行距，参考文献按照科技论文规范格式书写） 1. 课题背景 （所选课题的来源、开发目的和意义，国内外现状） 国家必威体育精装版的水质标准对于用户水龙头水质，已经提出了明确的要求。加强城市自 来水处理系统自动控制的应用研究，保障出厂水水质和饮用水的质量，具有十分重要 的意义。消毒是自来水处理工艺中最重要的环节之一，投加氯气消毒是我国目前最常 用的消毒方法，水中余氯含量也成为水质的一项重要指标。但是由于加氯消毒过程本 身受到诸多因素的影响和干扰，非常复杂和难以控制，水厂传统的依靠人工经验进行 氯气投加的控制方式已经很难满足高质量供水的要求。一个通用的、实施简单、成本 较少、能得到较高控制品质的控制系统成为一种迫切的需求。 目前国内一些大型水厂， 从国外引进加氯设备和仪表， 氯气投加控制尝试采用简单 的复合环控制方式，但从实际使用的效果来看通用性并不很理想，特别在不同的水质、 流量波动和不同的清水池结构下，出厂水的余氯变化非常大，并且十分不稳定，因此 最后大部分的水厂往往仍旧采用人工投加方式。此外，国内很大一批自来水厂为八十 年代以前建造的老厂，其设备更新缓慢，原有设备陈旧及老化现象十分严重，受到种 种客观条件的限制，其加氯设备和在线检测仪表不能满足自动加氯控制的要求，因而 导致这些厂家的加氯系统的自动化程度整体较低。 相对国内而言， 国外主要的自来水处理厂已经实现了包括消毒工艺在内的工艺流程 中主要参数的自动测试和控制， 80 年代以来在美国召开了多次水处理仪器和自动化的 国际学术会议，会上发表的数百篇论文反映出水处理自动化已发展到实用水平。近年 来，国外有许多学者进一步对自来水处理自动控制工艺进行研究，寻求更加精确和可 靠的方法来实施自动控制，因而许多发达国家已率先全面实现了包括消毒工艺在内的 水处理自动化。另外，在消毒工艺上国外也进行了许多改进，例如，普遍使用成本较 高但消毒效果好的二氧化氯代替氯气作为消毒药剂，并对整个消毒过程采用多点投加、 多点检测的手段，从而大大降低了进行自动控制的难度，促进了自动加药的普及。 本课题旨在研究 PID 调节在自动加氯程序中的应用，以及水厂加氯系统的工艺原 理。对前加氯、后加氯和补加氯进行了梯形图设计，并利用组态软件对模拟输出量进 行了实时监控。初步模拟了前沿控制理论在工厂工艺流程中的应用。 2. 开发设计的基本内容及预期设计效果 本设计采用的是西门子公司 S7-200 系列 CPU226的 PLC完成自动控制， V4.0 STEP7 Micro WIN SP6 编程软件实现系统的自动控制功能，使用亚控公司的组态王 6.55 软件 对数据监视。加氯系统的硬件设备选用的是加氯机、差压式流量计、余氯分析仪及阀 门。总体上实现了 s7-200PLC 实现现场流量等信号的采集，组态软件对进水流量、余 氯量、磅重信号等参数进行监测的要求；设计程序要完成现场流量配比控制和余氯闭 环控制。其中，控制原理图如下图： 前加氯 加 后加氯