《污水处理系统的PLC控制开题报告.docVIP

污水净化处理系统的PLC控制 1课题来源 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、投入不足，污水直接排入城市水系及相关流域,造成江河湖泊水质和地下水污染,城市水环境污染问题日益突出，污水净化就成为改善城镇居民生活环境、提高人民健康水平的主要手段之一。为保证污水处理工艺可靠、顺利实施，自动控制系统的设计及控制技术的运用要以可靠性为基础，综合考虑控制技术先进性、可扩展性，同时兼顾降低系统造价。 2研究的目的和意义 2.1利用PLC全自动化控制系统，实现系统正常运行 在污水处理控制系统中，除了存在分布区域广、设备分散、控制点多及控制信息复杂等要求外，同时具有控制输入和输出以开关量参数居多，模拟量参数少的特点，而这些都是PLC控制系统的优势所在。原有的污水处理厂其控制部分采用传统的继电器控制，控制线路复杂，继电器多，长时间运行后，线路老化，频繁出现控制故障。而PLC控制器以其技术成熟、通用性好、可靠性高、安装灵活、扩展方便、性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到了越来越广泛的应用，在污水处理中采用PLC控制系统改造后，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运行效益,实现了污水厂生产管理的科学性。 2.2研究概况及发展趋势综述 国外的一些发达国家，如美国、日本、西欧等国，由于这些国家经济发达，并较早的实现了工业现代化。这些国家经济发展较早而且较快，环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的体现出来，同时也得到了这些国家政府的重视，投入了大量的人力、物力进行水处理的研究。这些国家在研究水处理新理论和工艺的同时，也重视污水处理自控系统的研究。这些国家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。一些发达国家经过几十年的努力，污水处理率已经达到80%-90%，成功的解决了来自于城市和工业的点污染问题。同时一些国家开始重视污水的回收利用。其特点有：大量采用在线监测的水质分析仪表，对全厂的水质实时监测并有上位机记录下来，提高了测量精度；生产过程中不同程度的采用了智能控制，可以根据水质和水源的变化自动的调整相应的控制方式；大量采用遥测、遥控设备，并有效地利用社会资源，如电话网络、移动电话网络、国际互联网、气象信息等。 目前,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。 不过,我国污水处理设备会在相当长的时间内落后于其他国家,还有许多空白,很多设备还停留在仿制的水平上,对于其理论研究尚显不足。因而,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必威体育官网网址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。 2.3能够深刻了解实际应用控制系统设计的设计过程 本次设计首先了解组态软件的构成和工作原理，学习使用组态软件MCGS，然后熟悉了解西门子S7系列的PLC硬件配置，编程软件STEP7的使用，最后以组态软件MCGS开发控制系统上位机监视平台，以PLC作为控制系统下位机实现全部控制功能。 3研究的主要内容及设计的主体方案 3.1污水净化处理控制系统的功能研究 1）根据污水净化处理控制系统的运行工艺的要求，能正常实现污水处理系统的滤水工序和反洗工序及自动/手动控制功能。 2）两台机组的滤水工序可单独进行，也可同时进行。 3）反洗工序只允许单台机组进行工作，两台机组同时要求反洗时，1号机组优先。 4）每台机组的管道上均安装了压差检测仪表，只要出现“管压差高”信号，则应立即停止滤水工序，自动进入反洗工序。 5）PLC程序设计及MCGS开发控制系统上位机监视平台 3.2 污水净化处理的PLC控制系统的设计步骤 图1 PLC控制系统的设计步骤 3.3污水净化处理控制系统设计的主体方案 本次设计的污水净化处理系统由2台磁滤器，10只电磁阀和连接管道组成的2台机组组成。系统组成示意图如下： 图2系统组成示意图 3.4污水净化处理的PLC控制系统的工艺流程 污水处理净化可分为两道工序： 1.滤水工序。打开进水阀和出水阀，污水经过磁滤器时，如果磁滤器的线圈一直通电，则污水中的氧化铁杂质会附着在磁滤器的磁铁上，使水箱中流出的是净化水。 2.反洗工序。滤水一段时间后，必须清洗附着在磁铁上的氧化铁杂质。这时只要切断磁滤器线圈的电源，关断进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中，冲洗磁铁，去掉附着的氧化铁杂质，使冲洗后的污水流入污水池，进行二次处理。 其工艺流程图如图所示： 图3 工艺流程图