学海网

基于PID控制和PLC的回用水泵房控制系统的设计，毕业论文，共83页，23118字。
摘 要
随着我国政治、经济的快速发展，水资源的需求缺口已经日渐增大。在我国城市化、工业化快速发展的影响下环境问题日益加剧，城镇污水处理问题已经备受国家及地方关注，为响应最新国家关于城镇污水处理方案，改善城镇污水处理，避免二次污染，保护和改善生态环境，促进节能减排和污泥资源化利用，对城市污水的处理就显得尤为重要。
本文介绍了基于PID控制和PLC的回用水泵房控制系统的设计方案，使用西门子可编程控制器(PLC)S7-200和组态软件组态王的控制系统的设计方案。硬件方面用了CPU型号为224的S7-200、模拟量模块EM235，使用STEP 7 Micro/WIN 4.0软件进行编程。利用液位传感器和压力传感器测量现场数据经EM235输入PLC，经过逻辑判断启动水泵组运行，并在一定范围内实现PID控制，通过变频器实现压力的自动控制。
关键字：压力控制；可编程控制器；PID；组态王

1 绪 论
我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重。随着社会的发展，水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。但是我国工业用水耗费高，重复利用水少，中水使用率不高，有关资料显示，我国的工业用水重复利用率平均为40%～50%。目前全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有10%左右，其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化，无疑是“雪上加霜”。据统计，由于水质污染，我国已有大约3亿人的饮水发生不安全现象，其中1.9亿人的饮水是超标水。气象学家预测，2100年全球变暖加剧，地表将有1/3的面积变为沙漠，那时，干旱将威胁全球一半的人类的生存。这些现象都是水污染产生的严重后果，因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。众多迹象表明，水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的障碍，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进一步提高供水质量，提高经济效益。并且工业污水处理过程中，经过厌氧和好氧处理，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源，真正实现变废为宝、循环经济的目的。随着环境保护的呼声越来越高，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性，对工业污水处理的工艺和控制方式提出了非常高的要求。
未来10年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设备投入约300亿元。采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益以及经济效益的研究课题。
对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标准。其中处理过的污水还可以循环利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理是非常有必要的。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC 控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控方法。
世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染，污水也是造成环境污染的原因之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国是一个严重缺水的国家，虽然我国年平均水资源总最为28000 亿㎡，居世界第6 位，人均水资源量为2220㎡，居世界第110 位，已经被联合国列为世界上13个缺水国家之一。目前我国约300个城市缺水，其中严重缺水的城市有5O个。据中国经济信息网分析统计，全国按目前正常需要，年缺水总量约为300 亿～400 亿立方米，因缺水造成的经济损失每年达2300 亿，超过洪涝灾害。水资源的匮乏和水资源的污染，己经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了我国的经济建设和发展。因此建设符合我国国情的污水厂自动控制系统对降低工业污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会与和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。
........