污水处理系统的PLC控制开题报告.doc

污水净化处理零碎的PLC控制

1课题来源
长时间以来,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注重不够、投入不足，污水直接排入城市水系及相关流域,构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，自动控制零碎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，同时兼顾降低零碎造价。

2研讨的目的和意义
2.1利用PLC全自动化控制零碎，实现零碎正常运转
在污水处理控制零碎中，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控制零碎的优势所在。本来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，长时间运转后，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、功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运用，在污水处理中采用PLC控制零碎改造后，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转效率和运转效益,实现了污水厂生产管理的科学性。
2.2研讨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古代化。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注重，投入了大量的人力、物力进行水处理的研讨。这些国家在研讨水处理新理论和工艺的同时，也注重污水处理自控零碎的研讨。这些国家前后投资研讨高效型、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，污水处理率曾经达到80%-90%，成功的解决了来自于城市和工业的点污染问题。同时一些国家开始注重污水的回收利用。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去，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、挪动电话网络、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,产品质量不不变的特点。
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,逐渐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,对于其理论研讨尚显不足。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保密与知识产权保护认识的加强,其竞争力将在未来市场中不断接受考验。
2.3能够深刻了解实际运用控制零碎设计的设计过程
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，最初以组态软件MCGS开发控制零碎上位机监视平台，以PLC作为控制零碎下位机实现全部控制功能。

3研讨的主要内容及设计的主体方案
3.1污水净化处理控制零碎的功能研讨
根据污水净化处理控制零碎的运转工艺的要求，能正常实现污水处理零碎的滤水工序和反洗工序及自动/手动控制功能。
两台机组的滤水工序可单独进行，也可同时进行。
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。
每台机组的管道上均安装了压差检测仪表，只需出现“管压差高”信号，则应立即停止滤水工序，自动进入反洗工序。
PLC程序设计及MCGS开发控制零碎上位机监视平台
3.2污水净化处理的PLC控制零碎的设计步骤

图1PLC控制零碎的设计步骤
3.3污水净化处理控制零碎设计的主体方案
本次设计的污水净化处理零碎由2台磁滤器，10只电磁阀和连接管道组成的2台机组组成。零碎组成示意图如下：

图2零碎组成示意图
3.4污水净化处理的PLC控制零碎的工艺流程
污水处理净化可分为两道工序：
滤水工序。打开进水阀和出水阀，污水经过磁滤器时，如果磁滤器的线圈不断通电，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。
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。这时候只需切断磁滤器线圈的电源，关断进水阀和出水阀，打开排污阀和空气紧缩阀，让紧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

4工作的主要阶段、进度
（1）2012年秋季学期第十一周（201