基于西门子PLC的水处理控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着我国的经济发展，我国的各行各业都取得了举世瞩目的变化。从积贫积弱、满目疮痍到现在的繁华昌盛，可见我国的发展十分迅速并且取得了成功。但是我国的城市化发展进程如此迅速，也逐渐地暴露出了背后的许多问题。如：大气污染、能源消耗、污水排放、植被破坏等。本课题就针对污水排放的问题进行研究。

随着城市化、工业的发展，我国各行各业对于水资源的需求一直在不断增加，因此我国生活污水以及工业污水等排放也随着我国的快速发展而急剧增长。根据2012年的消息显示目前我国大约每年排放各类废水为710亿吨，其年增长量大约为20亿吨。每天的废水排放量约1.945亿吨。对于这样庞大的数字，如果我国不对排放出来的污水进行处理，而使其直接排放进入河流，那将对我国的环境生态造成极其严重的影响。对于污水处理问题，重要性和急迫性已显现出来。

实际上，我国是一个严重缺水的国家，污水处理不仅可以减少对于环境的污染，并且可以节约宝贵的水资源。经过污水处理的再生水，可以再次用于工业生产、湿地景观、园林绿化等方面。并且根据要求，工业排放的污水必须经过处理，符合排放等级才能排放。目前我国工业发展迅速，各类先进的、成熟的污水处理技术也已经应用在了现场的生产。我国的污水处理设备不断升级，各种自动化设备也不断地加入了污水处理环节内部。通过可编程控制器plc的控制，能够实现对于污水处理的自动控制。但是我国的污水处理还是落后于了国外，国外的一些发达国家发展较早，需要进行污水处理的问题也早早的显现出来，因此国外污水处理的进程领先于我国，国外的污水处理自动化程度也要高于我国。例如国外使用各种监测及检测仪表，对于污水处理过程的参数进行检测，采用dcs集散控制系统、fcs现场总线控制系统等进行监控。而我国污水处理起步较晚，许多工厂的污水处理还不达标，自动化程度也不高，急需进行自动化升级改造。

2. 研究内容和预期目标

(1)本课题旨在设计一个基于西门子plc的水处理控制系统，设计并实现一个满足污水处理要求的自动控制系统。该系统包括：上位机wincc监控组态，下位机plc自动控制，各系统之间的通信，污水处理的各个流程，传感器信号检测，水泵、电机控制，电磁阀控制。

(2)对污水水位、ph值、溶解氧浓度、温度、流量进行实时监测控制。

(3) 采用典型的污水处理工艺流程，对污水进行处理。

(4) 编写污水处理控制程序和测量采集程序。

3. 研究的方法与步骤

本课题控制器选用的是西门子的s7-1200 plc，上位机选用winccc进行各种参数监测、控制。均采用西门子的tia portal博图软件来进行编程。实现对污水处理工艺过程的自动控制以及上位机的参数监控。本课题主要通过以下步骤完成：

（1）了解污水处理工艺的相关资料文献；

（2）熟悉西门子博途编程软件，掌握plc以及上位机的编程方法；

（3）针对污水处理的工艺流程，设计plc控制程序，使用上位机设计监控画面，对工艺流程进行动画仿真，并且进行参数监控；

4. 参考文献

[1]连静. 基于s7-300 plc的污水处理自动控制系统[d].西安石油大学,2019.

[2]陆芬. 某工业园区综合污水处理厂稳定达标技术研究[d].南昌大学,2019.

[3]李千振. 基于profibus的污水处理plc控制系统设计[d].大连交通大学,2018.

[4]伊永军. 基于wincc的软化水自动化系统设计与开发[d].沈阳工业大学,2018.

5. 计划与进度安排

（1）2月24日～2月28日 检查毕业实习内容、实习日志、调研及查阅文献情况。

（2）3月2日～3月6日 熟悉西门子控制系统的组成和结构，集中污水处理的工艺方法以及工艺设备的基本结构和原理。

（3）3月9日～3月20日 了解博图系统组态软件包，根据实际需要选取传感器和执行机构。

（4）3月23日～4月2日 完成硬件选型和系统配置，熟悉工程项目实现的过程，实现对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行。