污水处理控制系统设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告

题 目
污水处理控制系统设计

学 院
电气与信息工程学院
专 业
电气工程及其自动化
班　　级

学 　号

学生姓名

指导教师

开题日期

8

《污水处理控制系统设计》开题报告
一、选题的背景与意义：
（一）课题研究来源
众所周知，我国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。然而我国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。我国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低，从而导致污水处理能力较低。
总而言之，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。中国污水处理行业由此迎来高速发展期，因此对于污水处理控制系统的研究，是一个迫在眉睫的课题，也是一个十分重要的研究方向。
（二） 课题研究的目的
以PLC技术为基础，同时辅以现代计算机技术，构建的污水处理控制系统，具有系统配置合理,可靠性高,控制精度高和系统成本低等优点,将PLC与计算机构建的污水处理控制系统应用于在建项目和老水厂的改造,不仅可以提高系统的整体控制水平,同时可以利用网络平台实现数据共享,大大提高我国的污水处理能力，也为我国的水资源循环利用，从而缓解资源短缺的现状，为我国经济的持续高效发展打下坚实的基础。
（三） 课题研究的意义
水资源的匮乏和水资源的污染已经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了全国的经济建设和发展。特别是我国北方城市，如北京、天津、沈阳等城市水资源更为短缺。在这种情况下，污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。我国污水处理的电耗与西方发达国家相比仍有较大差距。因此建设符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。
二、国内外研究现状：
（一）国外研究现状
过去的几十年，伴随着控制技术、网络通讯技术以及现场总线技术的飞速发展，国外的污水处理厂很早就实现了污水处理厂的网络控制，如DCS/FCS系统，同时国外较早的将SCADA技术引入到了给水排水工程中，并取得了良好的经济效益和社会效益。国外同时注重水处理PLC的开发，相继研制出了一些智能、稳定、小巧的控制单元，如AB公司的SLC系列、西门子公司的s7系列、Schneider的TSX Quantum DO、化学需氧量COD分析仪。国外污水处理自控系统主要有以下特点：大量采用在线监控的水质分析仪表，对全厂的水质实行实时的监测，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上采用了智能控制，可以根据水质和水源的变化自动的调整相应的控制方式;大量采用遥控、遥测设备；并开始有效地利用社会信息资源，如电话网络、移动电话网络、国际互联网、气象信息等。可以说国外在污水处理控制方面发展的已经足够先进，不过仍然具有广阔的发展前景。

（二）国内研究现状
在污水处理自动化控制领域，我国起步较晚。刚开始采用热工仪表，实行集中巡检；然后应用分析仪表和DCS系统；接下来随着一大批利用国际贷款的大型污水处理厂的建成投产，我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大提升。从外国引进污水厂的自动控制系统已广泛采用集散式计算机监控系统，应用了自动化程度较高的检测仪表，各种新工艺、新设备的大量出现并得到应用。可以说我国污水处理自动化的现状是：手动和自动兼备，自制和引用并举。可以看出我国污水处理自控系统有以下特点：对于新建的污水处理厂，引进了计算机分散控制系统，手动和自动并存的控制方式。水质的检测主要是有实验人员通过实验来测量;各个控制站之间完全独立，无信息交换。并且各个控制单元由于内部资源的限制，只是实现了简单的时间控制和逻辑控制;上位机监控软件很少使用。可以说，国内在污水处理控制领域与国外相比，还有很大的差距。
三、 课题研究内容：
本课题主要论述了污水处理工艺及污水处理系统的组成和PLC控制系统的设计，具体来说，主要由以下内容组成：
(1) 介绍了污水处理的基本内容，包括污水处理的发展及污水处理的工艺流程；
(2) 介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对污水处理控制系统进行设计分析；
(3) 具体设计污水处理的硬件系统及软件系统。
着重介绍了污水处理控制系统总体设计，其主要有硬件和软件控制两部分组成，具体的硬件控制部分包括PLC机型的选择、PLC的I/O分配、模拟量模块和开关量模块的选择以及电源模块的选择等。而软件部分则由PLC控制流程图、PLC控制系统梯形图程序、以及上位机和下位机的软件设计。同时还要对硬件和软件控制系统进行运行调试。

四、 课题的研究方法：
1）查询相关资料，了解本系统的研究意义。可以上网搜索或者是去图书馆查阅相关资料。
2）通过查询资料确定该系统要实现哪些功能以及要分为几个部分。
3）确定硬件方案，包括设备与元器件选用以及连接方式等。
4）通过进一步的了解，对每个功能模块进行细化，将每一步的软件设计方案确定，完成软件设计。
5）对设计好的程序进行调试，通过调试发现存在的问题并解决，从而达到完善系统的目的。
6）最后，整理各阶段的设计记录文档，写成论文稿。
五、 研究计划及预期成果：
（一） 研究计划
第一、 二周：搜索有用的资料，确定所有需要实现的功能。
第三、四、五周：利用所掌握资料与相关知识，确定设计思路。
第六周：确定控制部分的方案选择，确定该部分的硬件。
第七周：确定控制板部分需要的硬件。
第八周：硬件设计以及画出电路图。
第九周、第十周：软件设计和调试，完成中期检查。
第十一周：将硬件与软件设计结合起来调试。
第十二、十三周：撰写论文。
第十四周：整理报告，修改报告，准备毕业答辩。
（二） 预期成果
通过PLC控制系统的配置和控制方式，辅以现代计算机技术，再加上PLC控制站和上位机组成的控制系统，从而实现污水处理整个过程的实时监测和自动控制。使得整个污水处理过程实现了计算机监测、控制和管理，以实现高质量、低成本、稳定可靠的运营方式。在大大提高污水处理能力的同时，实现操作和管理方面的简洁和方便。

六、 参考文献：
[1]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 [M].北京：机械工业出版社，2004. 1.
[2]孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程 [M].北京：清华大学出版社，2005.2.
[3]唐宇毅.电厂含油工业污水处理的PLC控制系统设计[D].广州：广东工业大学出版社，2005.
[4]廖常初.PLC编程及应用 [M].北京：机械工业出版社，2005.2.
[5]张培山，钟昆.基于PLC的工业污水处理厂自控系统的实现[J].控制系统,2006,5（1）：82-83.
[6]李英辉，赵豫龙，戴青云.基于PLC的中水处理系统[J].石家庄职业技术学院报,2008,6（4）76-78.
[7]何献忠.工业污水处理的PLC控制应用[J].湖南冶金职业技术学院学报，2004，43（4）：86-87.
[8]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2006.153.
[9]程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析 [M].北京：电子工业出版社，2008.1.
[10]陶权，吴尚庆.变频器应用技术 [M].广州：华南理工大学出版社.2009.1.

七、指导教师评语：

签 名:

年 月 日
八、教研室审核意见：

签 名:

年 月 日
其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。
二．培训的及要求培训目的
安全生产目标责任书
为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：
一、目标值：
1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。
2、现金安全保管，不发生盗窃事故。
3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。
4、安全培训合格率为100%。
二、本单位安全工作上必须做到以下内容：
1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。
2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。
3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。
4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。
5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。
6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。
7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。
8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；
9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。
10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；
11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。
三、 安全奖惩：
1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。
2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落