炼油企业污水处理控制系统研究

【摘要】：近年来,随着我国经济的高速发展以及人口数量的急剧增长,水资源短缺日益严重。对石油能源的需求的持续增加,加大了炼油企业的工业用水总量和污水处理量。大多数炼油企业污水经处理后直接排放,其中的污染物仍会影响环境。研究适宜的污水深度处理工艺以保证炼油污水循环回用,解决目前水资源短缺问题,降低炼油企业外排污水对环境的污染,对人的生命安全及自然环境保护是十分必要的。 首先对炼油企业污水处理工艺及控制要求进行了叙述,确定了控制系统总体方案,设计PLC(下位机)和上位机的硬件系统和控制程序。采用西门子S7-300PLC为主控器,以STEP7为软件开发环境,组态主控系统。控制程序采用模块化结构,下位开发软件STEP7、组态软件WinCC6.0和Protool为开发环境,完成了PLC控制系统的硬件选型和组态、下位软件和上位机监控软件的开发。论文对流量PID控制和模糊控制加药技术的重点与难点进行了研究。 在PLC开发程序方面,首先对控制系统进行编程,确定了分系统控制要求；上位机监控软件WinCC的开发：按照污水处理工艺流程,开发创建了污水处理设备控制操作画面、状态监视画面、参数画面和报警画面等；采用Protool编程,在现场机柜上设置有触屏,通过触屏完成设备的控制操作,方便了对污水处理过程的现场的监控。 深入、全面地研究炼油企业的污水处理工艺及方法,对节能减排、保护环境具有重大且深远的实际意义。 【关键词】：炼油企业 污水处理 PID控制 模糊控制 STEP7
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X742
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 研究目的与意义14-15
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究意义15
• 1.4 研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 污水处理系统概述17-24
• 2.1 污水水处理工艺17-19
• 2.1.1 化学强化生物除磷污水处理工艺17-18
• 2.1.2 循环间歇曝气污水处理工艺18
• 2.1.3 旋转接触氧化污水处理工艺18-19
• 2.1.4 连续循环曝气系统工艺19
• 2.2 污水处理工艺过程19-21
• 2.2.1 一级处理20
• 2.2.2 二级处理20-21
• 2.2.3 三级处理21
• 2.3 污水处理的工艺流程21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 PLC控制系统的简介及应用24-35
• 3.1 可编程控制器24-27
• 3.1.1 PLC可编程控制器24-25
• 3.1.2 PLC功能25-26
• 3.1.3 现有PLC的类型26-27
• 3.2 现场总线概述27-28
• 3.3 西门子PLC通信技术28-34
• 3.3.1 MPI网络通信28-30
• 3.3.2 PROFIBUS现场总线通信技术30-33
• 3.3.3 通信协议的选择33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 污水处理关键技术研究35-50
• 4.1 PID变频调节设计35-36
• 4.1.1 PID控制原理35
• 4.1.2 PID各个参数的作用35-36
• 4.2 PID算法在污水处理控制系统中的应用36-41
• 4.2.1 水处理流量调节PID算法的实现37-39
• 4.2.2 PID参数选择39-40
• 4.2.3 功能块调用程序40-41
• 4.3 模糊控制原理与组成41-44
• 4.3.1 模糊控制原理41-43
• 4.3.2 模糊控制系统的组成43-44
• 4.4 加药控制系统模糊控制的设计44-48
• 4.4.1 加药系统构成44
• 4.4.2 控制系统模糊控制的设计44-48
• 4.4.3 PLC程序设计48
• 4.5 本章小结48-50
• 第五章 污水处理系统的控制系统设计与实现50-72
• 5.1 控制系统设备选型和功能介绍50-52
• 5.1.1 PLC部分选型50
• 5.1.2 功能模块的选择50-51
• 5.1.3 外围设备和保护设备51-52
• 5.2 PLC程序设计52-58
• 5.2.1 STEP7概述52-53
• 5.2.2 S7-300PLC的硬件的组态53-56
• 5.2.3 S7-300PLC的控制流程及程序设计56-58
• 5.3 WINCC程序设计58-64
• 5.3.1 WinCC概述58-59
• 5.3.2 工艺流程画面59-61
• 5.3.3 泵房状态显示61-62
• 5.3.4 数据显示画面62-63
• 5.3.5 报警画面趋势图以及报表打印画面63-64
• 5.4 PRO TOOL程序设计64-71
• 5.4.1 ProTool概述64-66
• 5.4.2 ProTool集成在SIMATIC STEP 7中66
• 5.4.3 组态基于Windows的系统66-71
• 5.5 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 总结72-73
• 展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77

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