生活污水处理的开题报告

从国内引进污水厂的自动控制系统现状来看，应用了自动化程度较高的检仪表，各种新工艺、新设备也大量出现并得到应用。水处理自动控制系统主要依靠进口设备。综合来看，我国城市污水处理厂自动控制系统有以下的特点和不足：
(1)各种类型、不同等级的控制系统和控制方式并存。大部分新建污水厂开始采用计算机集散式控制系统，但在大量的现有和改造的污水厂中控制系统仍然延续着巡检和人工方式。
（7）PLC梯形图的编制；
（8）系统接线及调试。
拟解决的主要问题：
（1）一套完整的污水处理过程控制系统硬件和软件的选择和设计；
（2）系统的接线和调试；
（3）掌握PLC的选择、安装、接线、调试；
3.研究步骤、方法及措施
选用西门子公司S7300PLC作为现场控制单元即控制主站。根据污水处理工艺流程在现场信号采集点和电控设备较集中的地方设立分布式远程子站，将现场监测仪表信号及控制、采集信号接人各远程子站。
(4)污水处理厂控制系统的监控和通讯功能在硬件和软件开发利用方面存在极大不足，妨碍了处理过程的高效、经济运行。
(5)许多控制系统的设计和实际工艺不相符，软件汉化比较差，给系统正常运行造成困难。
(6)国产自控系统、仪表、设备的质量、成套和系列化急需进一步提高，特别是国内一些复杂高效新工艺的出现，对相应的自动控制设备提出了更高的要求。
课题名称
基于S7-300的生活污水处理厂控制系统设计
学生姓名
专业班级
课题类型
指导教师
职称
课题来源
1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
目前，国外污水处理厂自动控制系统已经具有以下特点：
(1)采用分布式计算机控制系统，根据厂区分布情况分设数个分控站，设置中央控制室，有完善的工业监视系统，操作人员通过控制和通讯网络管理生产过程．实现生产现场无人值守。
污水经污水排放管道进入进水井，经粗格栅流入进水泵房。粗格栅主要用来拦截较大的悬浮物，以保护后续的动力设备。污水在进水泵房用水泵提升送至细格栅，由细格栅流出的污水流入计量渠。计量渠主要用来测量污水流量和污水的pH值及温度值。污水由计量渠流入曝气池，进行氧化处理，由鼓风机吹入大量氧气，生成的活性污泥含有大量的活性氧化菌吞噬污水中的有害机体，在澄清池逐渐沉淀形成污泥。澄清池有刮泥桥，刮到的泥经过浓度测量之后，如果达到预定的浓度，则由吸泥泵抽送到污泥浓缩池进行脱水处理；如果未达到预定浓度，说明污泥中活性泥的比例较高，由吸泥泵抽送到澄清池两边的槽内回流到曝气池中重复利用。被处理以后的水在澄清池中进一步澄清，然后流入安全池。已处理水被安全池缓冲后流入了水渠，由水渠排出。排出后的水可用来灌溉，或排入大海。淤泥在处理后被运走用于填充或掩埋。
从我国已经建成的污水处理厂自动控制系统的现状看由中央管理微机和现场plc控制单元组成地两个层次地计算式监控系统具有很好地适应性仍为国内污水处理自动化系统应用的主导形式同时也是未来污水处理厂自动化控制系统的发展的主要趋势
洛阳理工学院
毕业设计（论文）开题报告
系（部）：电气工程与自动化2014年3月13日（学生填表）
2.研究的基本内容，拟解决的主要问题
研究的基本内容：
(1)分析污水处理的工艺过程，了解污水处理工作原理；
(2)在分析控制回路的基础上，设计控制策略，选择控制律；
(3)进行I/O点数统计，确定系统规模；
（4）根据具体工艺过程要求，选择PLC的模块；
（5）控制柜设计，包括控制器位置和接线设计；
（6）学习组态软件，进行监控界面组态、数据库组态、报表组态和控制算法组态等；
[2]陶炳坤,贾辉然,张少华.基于可编程控制器的工业污水处理自动控制系统设计[M].河北科技大学电气信息学院.2007
[3]李岚.制造业自动化.北新集团建材股份有限公司.2001
[4]何献忠.工业污水处理的PLC控制应用[M].机电产品开发与创新.2004
[5]商敏儿,杜树新.活性污泥法处理过程自动化控制的研究现状.环境污染治理技术与设备.2002,3
[6]张卫娜.基于PLC的污水处理研究[J].沈阳航空工业学院学报.2007
教研室意见
教研室主任签字：年月日
(2)开始大量采用可靠性高、维护简便的各种检测仪表和在线水质分析仪表，为进一步提高污水厂自动控制水平提供了基础条件。但目前使用的大多是进口仪
器、仪表，在使用和维护方面仍存在许多问题。
(3)各种新的污水处理工艺不断出现，各种控制理论开始得到广泛应用，单元控制系统(如混凝剂投加控制、生物滤池控制、曝气控制等)已经逐渐开始采用自动控制方式。
(2)控制系统采用冗余化设计，单个控制站有独立工作能力，提高了系统的安全性和可靠性。
(3)生产过程在不同程度采用智能化控制，可以根据水源变化自动对工艺过程进行调整。
(4)工艺过程趋于复杂，控制精度要求更高，主要工艺环节必须通过自动控制才能达到工艺要求，如：混凝、加药、曝气量控制等。
(5)大量采用先进的在线式水质分析仪表和智能化仪表，可提供高精度的检测数据和准确的控制数据。
纵观污水处理的发展历程，国外污水处理自动化技术已有数十年地发展历史，先后经历仪表检测、仪表闭环调节、智能单回路(多回路)控制、计算机集中控制、PLC控制以及DCS控制等多个发展阶段。从我国已经建成的污水处理厂自动控制系统的现状看，由中央管理微机和现场PLC控制单元组成地、两个层次地计算式监控系统具有很好地适应性，仍为国内污水处理自动化系统应用的主导形式，同时也是未来污水处理厂自动化控制系统的发展的主要趋势。因此设计和开发适合我国国情的大中型城市污水处理厂自动控制系统，在吸收国外先进经验和充分了解工艺过程的基础上，研制并开发出高性价比较高的污水处理厂自动控制系统产品十分必要。水污染是我国城市面临的严重环境问题，它不仅危害人民的身体健康，还抑制了我国经济的发展，破坏了生态平衡，并容易导致水荒的发生。为了实现污水处理的过程能在恶劣的环境中(温差大，污水水质水量变化大，电网电压波动大，电气干扰严重)能够连续、稳定、可靠、准确地工作，对控制系统的要求有着比一般的过程控制系统更高的要求。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。
4.研究工作进度
第1-3周：查找相关资料，进行工艺分析，确定控制方案。
第4-5周：系统硬件选型，I/O点数统计，PLC接线设计。
第6，软件组态。
第12-13周：完成整个系统调试。
第14周：完成设计报告并准备答辩。
5.主要参考文献
[1]雷乐成.水处理新技术及工程设计[M].北京化学工业出版社.2001