畢業(yè)設計選題綜述調研報告9頁

1、畢業(yè)設計選題綜述調研報告專業(yè)名稱電氣工程及其自動化學號班級姓名完成日期機電工程系電氣工程及其自動化教研室制目 錄摘 要IAbstractII第1章 選題依據(jù)11.1 目的、意義11.1.1 目的11.1.2 意義11.2國內外研究現(xiàn)狀11.2.1國內研究現(xiàn)狀11.2.2國外研究現(xiàn)狀21.3研究思路和方法21.3.1研究思路21.3.2研究方法3第2章 論文結構框架42.1論文提綱42.2參考文獻5摘 要本設計從水廠濾池控制系統(tǒng)要求的最低控制要求和控制工藝出發(fā)，設計出了基于PLC的水廠濾池控制系統(tǒng)，并且在濾池正常過濾的過程中，為了實現(xiàn)恒水位過濾，設計了以出水流量為控制參數(shù)的濾池液位PID控制系統(tǒng)

2、。而在系統(tǒng)接收到反沖洗信號時，本系統(tǒng)在設計上就主控PLC如何更好的與現(xiàn)場PLC協(xié)調控制濾池的反沖洗方案進行了對比并且做了優(yōu)化，增強了控制思路的清晰性，達到了預期的控制效果。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，進行了硬件設備的選型，設計了控制系統(tǒng)硬件配置圖、I/O模塊接線圖，并編寫了實現(xiàn)控制算法的程序。由于PLC自動控制的靈活性，可以在現(xiàn)場改變某些工藝參數(shù)與動作順序，增加控制系統(tǒng)的性能，使設備運行更加平穩(wěn)、可靠，提高了經(jīng)濟效益。改造后濾池可實現(xiàn)自動恒水位運行、自動反沖洗運行以及遠程監(jiān)控，可實現(xiàn)真正的無人值守，具有較好的應用前景。Abstract This design from v

3、iewing a water control system minimum control requirements and control technology of the design based on PLC control system of waterworks ponds, and in the process of

4、0;viewing a normal filter, in order to realize constant water level filtering, designed for the flow of water out of the liquid level control parameters for viewing 

5、the PID control system. And in the system to receive to reverse wash signal, this system in the design is how to better and PLC control the PLC coordinated 

6、;control term of reverse wash scheme comparison and optimization, strengthening the control of the idea of clarity, achieve the expected effect of control.According to the sys

7、tem's control requirements, the hardware equipment selection, design the hardware of control system configuration chart, I/O modules the wiring diagram, and write to realize th

8、e control algorithm procedures. Because of the flexibility of PLC automatic control, some process parameters and action sequence can be changed on the spot, the performance of the control system can be increased, the equipment can run more smoothly and reliably, and the economic benef

9、it can be improved. After modification, the filter can realize automatic constant water level operation, automatic backwashing operation and remote monitoring. It can realize real unattended and has a good application prospect.5第1章 選題依據(jù)1.1 目的、意義1.1.1 目的隨著人們生活水平的提高，人們越來越注重飲食的健康，水作為生命之源，自然而然的受到人們越來越多的

10、重視，供水不僅要求要滿足人們的生活需要，供水質量的好壞也受到人們的重視，水廠的濾池是供水系統(tǒng)的最后一道屏障，濾池功能的強弱，直接關系到供水的質量，甚至和人們的生活健康息息相關，隨著科學技術的發(fā)展，濾池的自動化程度越來越高，為了跟上時代科技的步伐，以及進一步提高濾池的自動化功能，提高濾池出水的質量，必須對濾池進行現(xiàn)代化升級和改造。1.1.2 意義本文依據(jù)水廠濾池的現(xiàn)狀和要求，并根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，設計出了基于PLC的濾池自動控制系統(tǒng)，當濾池正常工作時，濾池的水位應處于恒水位，本文設計出了以出水流量為控制參數(shù)的濾池液位PID控制系統(tǒng)。而在系統(tǒng)接收到反沖洗信號時，本系統(tǒng)在設計上就主控PLC如何更好的

11、與現(xiàn)場PLC協(xié)調控制濾池的反沖洗方案進行了對比并且做了優(yōu)化，增強了控制思路的清晰性，明確性，達到了預期的控制效果和要求。 濾池是水廠常規(guī)處理凈水構筑物的最后一道工序，濾池運行得好壞直接影響到水廠的出水水質。但是很多快濾池在運行一段時間后，就會出現(xiàn)過濾層含泥量增大，在反沖洗強度設計值范圍內不能達到預期的反沖洗效果，并且沖洗歷時延長，產水量下降，嚴重阻礙了快濾池的正常運行。濾池反沖洗對濾池工作效果影響甚大，若采用較好的反沖洗技術，使濾料層經(jīng)常處于最優(yōu)條件下反沖洗，不僅可以節(jié)水節(jié)能，還能提高出水水質，增大濾料層截污能力，提高濾速，延長過濾周期。1.2國內外研究現(xiàn)狀1.2.1國內研究現(xiàn)狀目前，國內外濾

12、池反沖洗主要有三種:第一種是僅僅用水反沖洗，第二種是用水反沖洗然后再表面沖洗，第三種是氣水反沖洗。本次畢業(yè)設計主要是基于PLC的水廠濾池控制系統(tǒng)以及反沖洗過程，著眼于實際應用中存在的問題和缺點，進一步優(yōu)化設計，主要內容就是根據(jù)實際的需要，分析系統(tǒng)的功能要求和技術參數(shù)，計算出控制參數(shù)和PID參數(shù)，明確設計的出發(fā)點和落腳點，選用合適的硬件，編程合用的程序，制作滿足與實際需要的監(jiān)視畫面。近年來，隨著計算機技術、PLC 技術、新器件、新方法的促進水廠濾池控制系統(tǒng)技術相關領域也出現(xiàn)了許多新的發(fā)展。以IPC+PLC組成的控制系統(tǒng)其性能已達到DCS的要求，價格比DCS系統(tǒng)低，且開發(fā)方便。且由于DC

13、S系統(tǒng)是用于工業(yè)現(xiàn)場的測量控制，局限于有線通訊信組網(wǎng)場合，雖然近年來各大DCS供應商在其原有設備基礎上選配一些第三方設備增強了其通信組網(wǎng)能力，也得到一些應用，但由于其無法從系統(tǒng)設計階段就考慮到網(wǎng)絡協(xié)議的合理性、可行性，因此對于復雜的網(wǎng)絡結構，多媒體的通信要求，惡劣的工作環(huán)境就顯得力不從心。1.2.2國外研究現(xiàn)狀目前國外濾池有多種型式，以石英砂作為濾料的普通濾池使用歷史悠久。在此基礎上，人們從不同的工藝角度發(fā)展了其它型式的濾池。V型濾池是快濾池的一種形式，因為其進水槽形狀呈V字形而得名，也叫均粒濾料濾池(其濾料采用均質濾料，即均粒徑濾料)、六閥濾池(各種管路上有六個主要閥門)。V型濾池采用了較粗

14、、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層;采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗;采用了氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進行氣、水分配等工藝。它具有出水水質好、濾速高、運行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理等特點。近幾年，外國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了V型濾池這種濾水工藝。 水廠生產的基本工藝可分為加藥、反應、沉淀、過濾、消毒、儲存、送水等幾個相關過程。其中過濾過程又可分為正常過濾和濾池反沖洗兩個子過程，這兩個子過程交替運行，相互之間間隔一定時間。1.3研究思路和方法1.3.1研究思路 本文采用西門子S7-200PLC為基礎的IPC+PLC控制系統(tǒng)。在IPC+PLC

15、控制系統(tǒng)是目前濾池采用較多的控制系統(tǒng)，具有分散控制、可靠性高的特點，又具有集中控制、便于管理的優(yōu)點。為實現(xiàn)系統(tǒng)的控制要求，進行了硬件設備的選型，設計了控制系統(tǒng)硬件配置圖、IO模塊接線圖，并編寫了實現(xiàn)控制算法的程序本文所設計的各PLC子站均位于水廠的內部，各PLC子控制站的分布相對比較集中，因此組網(wǎng)也相對比較簡單。本文依據(jù)所設計水廠濾池控制系統(tǒng)的實際狀況，采用PPI協(xié)議來進行上位機與下位機之間通訊，實現(xiàn)上位機與下位機之間信號、數(shù)據(jù)的傳輸。中善上位機實時接收PLC上傳的各種數(shù)據(jù)。水廠濾池控制系統(tǒng)采用組態(tài)王軟件6.52對監(jiān)中控系統(tǒng)完成組態(tài)，為了實現(xiàn)可編程邏輯器件PLC與組態(tài)工軟件進行通訊，對硬件的1

16、O設備的相關參數(shù)進行了設定，實現(xiàn)了PLC與組態(tài)王軟件之間的通信。1.3.2研究方法1.文獻檢索法：通過搜索校內圖書館館藏與網(wǎng)絡文獻查詢詳細的水廠濾池自動控制的基本原理資料。2.信息處理法：對于相關信息搜索摘要并進行處理，對信息的最大化處理與應用。3.數(shù)據(jù)對比法：對國內外現(xiàn)有的各種水廠濾池自動控制的資料和數(shù)據(jù)進行整理對比分析。第2章 論文結構框架2.1論文提綱第1章緒論1.1課題研究內容1.2課題研究意義1.3研究現(xiàn)狀1.4發(fā)展趨勢第2章控制系統(tǒng)總體方案的設計系統(tǒng)的分析2.1V型濾池工藝過程2.2工作過程2.3濾池控制系統(tǒng)的控制任務及其設計第3章系統(tǒng)總體方案的設計3.1濾池自控方案及總體結構的實

17、現(xiàn)3.2PID控制算法的基本原理3.3現(xiàn)場控制器與反沖洗控制器的鏈接第4章濾池自動控制所需的主要硬件設備4.1設備清單4.2PLC的概述4.3I/O模塊的基本參數(shù)配置4.4 傳感器和執(zhí)行器的選擇4.5系統(tǒng)的硬件配置及I/O連接圖第5章系統(tǒng)的軟件設計5.1軟件總體方案的設計5.2控制參數(shù)整定 5.3控制方案程序第6章組態(tài)監(jiān)控的設計6.1組態(tài)王軟件6.52簡介6.2組態(tài)王軟件6.52的系統(tǒng)構成2.2參考文獻2 鄒金慧.可編程控制器及其系統(tǒng)M.重慶:重慶大學出版社，2002.2 陳宇.可編程控制器基礎及編程技巧M.廣州:華南理工大學出版社，1999.3 周鳴爭.微機原理與接口技術M.成都:電子科技大學出版社，2005.4 黃家中.米鋪水廠的控制系統(tǒng)J.中國給水排水,2006.5 張崢.PLC系統(tǒng)在水廠中的應用J.中國儀器儀表，2001.6 張生，左思，曹暉.工業(yè)組態(tài)技術在源水廠監(jiān)控系統(tǒng)J.2007.7 顏全生.智能供水系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)J.電力系統(tǒng)及其自動化學報，2002.8 方承原.工程電氣控制技術M.北京:機械工業(yè)出版社,2000.9