污水處理控制系統(tǒng)設計開題報告.

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告題目污水處理控制系統(tǒng)設計電氣與信息工程電氣工程及其學院學院專業(yè)自動化班級學號學生姓名指導教師開題日期污水處理控制系統(tǒng)設計開題報告一、選題的背景與意義：（一）課題研究來源眾所周知，我國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。然而我國目前的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設施建設嚴重滯后。我國的污水處理率與發(fā)達國家相比，還存在著明顯的差距，且處理設施的負荷率低，從而導致污水處理能力較低。總而言之，我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當，效率普遍低于世界標準。污水處理行業(yè)是

2、一個朝陽產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。中國污水處理行業(yè)由此迎來高速發(fā)展期，因此對于污水處理控制系統(tǒng)的研究，是一個迫在眉睫的課題，也是一個十分重要的研究方向。（二）課題研究的目的以 PLC技術為基礎，同時輔以現(xiàn)代計算機技術，構建的污水處理控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)配置合理 , 可靠性高 , 控制精度高和系統(tǒng)成本低等優(yōu)點 , 將 PLC 與計算機構建的污水處理控制系統(tǒng)應用于在建項目和老水廠的改造 , 不僅可以提高系統(tǒng)的整體控制水平, 同時可以利用網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享 , 大大提高我國的污水處理能力， 也為我國的水資源循環(huán)利用，從而緩解資源短缺的現(xiàn)狀，為我國經(jīng)濟的持續(xù)高效發(fā)展打下堅實的基礎。（三）課題研究的意義水

3、資源的匱乏和水資源的污染已經(jīng)嚴重的影響了人民的日常生活， 嚴重的影響了全國的經(jīng)濟建設和發(fā)展。特別是我國北方城市，如北京、天津、沈陽等城市水資源更為短缺。在這種情況下，污水更加不能隨便外排，而是要凈化之后合理利用。我國污水處理的電耗與西方發(fā)達國家相比仍有較大差距。 因此建設符合我國具體情況的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會、保持我國經(jīng)濟高速發(fā)展具有重要意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：（一）國外研究現(xiàn)狀過去的幾十年，伴隨著控制技術、網(wǎng)絡通訊技術以及現(xiàn)場總線技術的飛速發(fā)展，國外的污水處理廠很早就實現(xiàn)了污水處理廠的網(wǎng)絡控制，如DCS/FCS系統(tǒng)，同時國外較早的將 SCADA

4、技術引入到了給水排水工程中， 并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。國外同時注重水處理PLC的開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如 AB公司的 SLC系列、西門子公司的s7 系列、 Schneider 的 TSX Quantum DO、化學需氧量 COD分析儀。國外污水處理自控系統(tǒng)主要有以下特點：大量采用在線監(jiān)控的水質(zhì)分析儀表，對全廠的水質(zhì)實行實時的監(jiān)測， 并有上位機記錄下來， 提高了測量精度 ; 生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制， 可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動的調(diào)整相應的控制方式 ; 大量采用遙控、遙測設備；并開始有效地利用社會信息資源，如電話網(wǎng)絡、移動電話網(wǎng)絡、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣

5、象信息等?？梢哉f國外在污水處理控制方面發(fā)展的已經(jīng)足夠先進，不過仍然具有廣闊的發(fā)展前景。（二）國內(nèi)研究現(xiàn)狀在污水處理自動化控制領域， 我國起步較晚。 剛開始采用熱工儀表， 實行集中巡檢；然后應用分析儀表和 DCS系統(tǒng)；接下來隨著一大批利用國際貸款的大型污水處理廠的建成投產(chǎn)，我國污水處理控制系統(tǒng)的自動化水平有了很大提升。從外國引進污水廠的自動控制系統(tǒng)已廣泛采用集散式計算機監(jiān)控系統(tǒng)， 應用了自動化程度較高的檢測儀表，各種新工藝、新設備的大量出現(xiàn)并得到應用?？梢哉f我國污水處理自動化的現(xiàn)狀是：手動和自動兼?zhèn)洌灾坪鸵貌⑴e?？梢钥闯鑫覈鬯幚碜钥叵到y(tǒng)有以下特點：對于新建的污水處理廠，引進了計算機分散控

6、制系統(tǒng)，手動和自動并存的控制方式。水質(zhì)的檢測主要是有實驗人員通過實驗來測量 ; 各個控制站之間完全獨立，無信息交換。并且各個控制單元由于內(nèi)部資源的限制，只是實現(xiàn)了簡單的時間控制和邏輯控制 ; 上位機監(jiān)控軟件很少使用。可以說，國內(nèi)在污水處理控制領域與國外相比，還有很大的差距。三、課題研究內(nèi)容：本課題主要論述了污水處理工藝及污水處理系統(tǒng)的組成和PLC控制系統(tǒng)的設計，具體來說，主要由以下內(nèi)容組成：(1) 介紹了污水處理的基本內(nèi)容，包括污水處理的發(fā)展及污水處理的工藝流程；(2) 介紹了 PLC的基本結(jié)構和工作原理，并對污水處理控制系統(tǒng)進行設計分析；(3) 具體設計污水處理的硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)。著重介紹

7、了污水處理控制系統(tǒng)總體設計，其主要有硬件和軟件控制兩部分組成，具體的硬件控制部分包括 PLC機型的選擇、 PLC的 I/O 分配、模擬量模塊和開關量模塊的選擇以及電源模塊的選擇等。而軟件部分則由 PLC控制流程圖、 PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序、以及上位機和下位機的軟件設計。同時還要對硬件和軟件控制系統(tǒng)進行運行調(diào)試。四、課題的研究方法：1）查詢相關資料，了解本系統(tǒng)的研究意義?？梢陨暇W(wǎng)搜索或者是去圖書館查閱相關資料。2）通過查詢資料確定該系統(tǒng)要實現(xiàn)哪些功能以及要分為幾個部分。3）確定硬件方案，包括設備與元器件選用以及連接方式等。4）通過進一步的了解，對每個功能模塊進行細化，將每一步的軟件設計方案確定

8、，完成軟件設計。5）對設計好的程序進行調(diào)試，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)存在的問題并解決，從而達到完善系統(tǒng)的目的。6）最后，整理各階段的設計記錄文檔，寫成論文稿。五、研究計劃及預期成果：（一）研究計劃第一、二周：搜索有用的資料，確定所有需要實現(xiàn)的功能。第三、四、五周：利用所掌握資料與相關知識，確定設計思路。第六周：確定控制部分的方案選擇，確定該部分的硬件。第七周：確定控制板部分需要的硬件。第八周：硬件設計以及畫出電路圖。第九周、第十周：軟件設計和調(diào)試，完成中期檢查。第十一周：將硬件與軟件設計結(jié)合起來調(diào)試。第十二、十三周：撰寫論文。第十四周：整理報告，修改報告，準備畢業(yè)答辯。（二）預期成果通過 PLC控制系統(tǒng)的

9、配置和控制方式， 輔以現(xiàn)代計算機技術， 再加上 PLC控制站和上位機組成的控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)污水處理整個過程的實時監(jiān)測和自動控制。使得整個污水處理過程實現(xiàn)了計算機監(jiān)測、控制和管理，以實現(xiàn)高質(zhì)量、低成本、穩(wěn)定可靠的運營方式。在大大提高污水處理能力的同時， 實現(xiàn)操作和管理方面的簡潔和方便。六、參考文獻：1 常曉玲 . 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器 M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2004. 1.2 孫振強，王暉，孫玉峰 . 可編程控制原理及應用教程 M. 北京：清華大學出版社，2005.2.3 唐宇毅 . 電廠含油工業(yè)污水處理的 PLC控制系統(tǒng)設計 D. 廣州：廣東工業(yè)大學出版社， 2005.4 廖常初 .PLC 編程及應用 M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.2.5 張培山，鐘昆 . 基于 PLC的工業(yè)污水處理廠自控系統(tǒng)的實現(xiàn) J. 控制系統(tǒng) ,2006,5（1）： 82-83.6 李英輝，趙豫龍，戴青云 . 基于 PLC的中水處理系統(tǒng) J. 石家莊職業(yè)技術學院報,2008,6 （4）76-78.7 何獻忠 . 工業(yè)污水處理的 PLC控制應用 J. 湖南冶金職業(yè)技術