二、课题研究的背景、目的意义、综述 1、课题研究的背景 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。其中处理过的污水还可以循环再利用，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。所以水资源也是一种保护。因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。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。 2、课题研究的目的和意义 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来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境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m2，居世界第6 位，人均水资源量为2220m2，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，年缺水总里约为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。水资沟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和和谐社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。 3、综述
根据以上所述，我国现在污水处理技术还远远不如国外其他国家，而且国外的污水处理技术都是自动化，国内自动化程度很低，大部分还采取人工巡检的方式。虽然差距很大，但自动化在我国还是有很大的发展前景。
三、课题研究的基本内容及要解决的主要问题 1、课题研究的基本内容
本课题主要设计的内容是工业工业污水处理工艺及工业污水处理系统的组成和PLC控制系统设计,主要由以下内容组成：
（1）介绍了工业污水处理的基本内容，包括工业污水处理的发展现状以及工业污水处理的工艺流程；
（2）介绍了PLC的基本结构和工作原理，并对工业污水处理控制系统进行设计分析；
（3）具体分析设计工业污水处理的硬件系统； （4）具体分析设计工业污水处理的软件系统；
（5）工业污水处理系统的调试与运行
2、要解决的主要问题 （1）PLC的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 （2）变频器选型时要确定以下几点
1、采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。
2、变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 3、 变频器与负载的匹配问题；
1）电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
2）电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。
3）转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
5、变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
（3）触摸屏选型需要注意的问题 1、需要的色彩是几个色 2、需要的尺寸
3、是否有以太网通讯接口或者是USB接口
4、是否有通用协议，那样才能和不同品牌的 PLC 通用 5、供应商是否提供触摸屏程序下载之类的服务 6、有没有外部保护 （4）线路程序的设计
线路用PLC控制，利用变频器调速，作为软启动器，用触摸屏控制开关实现水泵的起停控制。 （5）程序编写
PLC是整个系统的核心，而PLC也要相应的程序驱动，故需要根据三台水泵供水控制要求进行编写程序。 （6）注意事项
（1）调试的时候要全面彻底地把调试时错误的地方改掉。
（2）在和触摸屏通讯的时候，通讯设置里选择的PLC类型要和实际使用的PLC
类型一致。 （3）在输入指令的时候要仔细，防止不必要的输入失误。 四、课题研究计划与写作提纲 1、课题研究计划 前期工作：与学生见面，了解学生基本情况，初步布置任务，初步讨论方案和内容。 第 1 周（2015年12月2日----2015年12月9日）：布置任务，完成任务书。 第 2 周——第 3 周（2015年12月12日----2015年12月27日）：学生查阅资料、并完成开题报告及外文翻译(中文不少于3000字)。 第4周——第 6周（2015年1月3日----2016年1月18日）：学生查阅资料，学习、掌握完成设计所需知识，初步形成设计方案构思。 第 7 周——第 8 周（2016年1月20日----2016年2月5日）：深入学习、理解、掌握完成设计所需知识，初步形成设计方案。 第 9 周——第10 周（2016年3月1日----2016年3月16日）：继续进行方案设计、完善设计方案，交论文所有材料。 第 11周——第12 周（2016年3月18日----2016年4月3日）：论文返回，继续进行整改、完善设计方案，最终完成论文，准备答辩。 第 13周（2016年4月9日）：论文答辩，填写材料，录入成绩。 2、课题写作提纲 在最近一段的时间，通过上网查询资料和图书馆翻阅有关书籍，对本课题有了初阶段的认识和了解，并且对于PLC的控制、编程、组态在大脑中已经形成了一个整体的框架。现对论文写作部分作一个提纲，可作为论文写作时的参考资料。 本次设计的论文部分将主要包括以下几个部分：摘要、绪论、软件设计的思路及解决方案、调试过程、硬件部分设计、结论、致谢、参考文献等几个部分。 学生签名： 谌忠兴 2015 年 12月 9 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
指导教师意见： 1．对“文献综述”的评语： 能根据课题开展调研及查找资料,了解了可编程控制系统的硬件组态和软件编程的基本内容和知识，文献综述内容基本符合要求希望结合所学知识针对课题需解决的主要问题及难点按时完成设计。 对于未来的更为大型的污水处理，目前的设计的小系统还有许多要该进的地方。在更为打的处理系统中，如何提高通信的速度和可靠性尤为重要，改进通信方面可在此基础之上更提高处理的质量和速度。 2．对本课题研究的思路、方法、对策、措施的预期成效等的评价： 能根据课题开展调研及查阅相关资料，在熟悉掌握电机控制电路的基础上研究分析了工业污水处理控制系统的应用，初步设计了系统控制方案，了解了PLC在工业污水处理控制系统的一整套流程，了解其各个单元模块的作用，从而巩固了课程所学。开题报告反映学生已收集了课题的相关资料并对课题任务进行了分析，同意开题。可进入毕业设计下阶段工作。 3.是否同意开题：√ 同意 不同意 指导教师： 2016年 3 月 1 日 所在专业审查意见： 专业（系）负责人： 年 月 日