毕业设计（论文）

题 目基于PLC的污水处理控制系统设计

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书

设计(论文)题目: 基于PLC的污水处理控制系统设计 设计（论文）主要内容：

1. 查阅与本课题相关的国内外文献，掌握相关技术的发展动态。 2. 熟悉PLC原理及其应用、传感检测技术。 3. 掌握PLC编程方法、系统硬件集成技术。 4. 熟悉AutoCAD绘图技术。

要求完成的主要任务:

1. 按照时间安排及时完成外文翻译工作，英文文献不少于20000字符。

2. 对城市污水处理做详细的需求分析，掌握污水处理工艺，提出污水处理系统的总体方案。

3. 设计污水处理系统的输入检测环节，进行PLC设备选型及其扩展。 4. 设计控制系统操作与显示接口。

5. 根据污水处理工艺过程，完成控制系统控制流程设计，并利用PLC编程软件实现，要求手动与自动控制。

6. 完成污水处理系统的电气硬件电路的绘制，图纸规范，并不少于三张。

7. 根据武汉理工大学毕业设计工作管理办法，完成论文的撰写工作，制作演示PPT，做好答辩准备工作。

必读参考资料：

1. 程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.北京：电子工业出版社.2008(01) 2. 张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用.北京：人民邮电出版社.2007(06)

指导教师签名 杨胤铎 系主任签名 院长签名(章)

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析） 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。 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。 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水污染问题。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保密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、基本内容和技术方案 基本内容：掌握多种污水处理工艺，并确定其中一种处理工艺，提出污水处理方案；设计污水处理系统的输入检测环节，进行PLC设备选型及其扩展；设计控制系统操作与显示接口；设计系统控制流程，并利用PLC编程软件实现，要求手动与自动控制；绘制污水处理系统的电气硬件电路。 技术方案：本设计采用氧化沟处理工艺，主要包括：进水系统、除砂系统、氧化沟系统、沉淀系统和污泥脱水系统。其工艺流程图如下图1所示。 污水 清污机 细格栅、清污机 转碟曝气机 潜水泵 粗格栅 沉砂池 氧化沟反应池 分离机 污泥回流泵 离心式脱水机 清水排出 污泥脱水 图1 污水工艺流程图 潜水搅拌机 排泥灌 刮泥机 沉淀池 如上图所示，污水由进水系统中的进水管道和潜水泵通过粗格栅和清污机进行初步排除大块杂质物体。在除砂系统中细格栅和清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，将污水中的细小沙粒滤除，并由分离机对沉砂池中的沙粒进