1. 研究目的与意义
污水处理厂是现在国家发展绿色环保产业的重要内容之一，该项目位于浙江某市，功能上属于对原有污水处理流程提标升级扩建，对前面初步处理过的污水进行深化处理，日处理量12万吨，属于大规模的污水处理厂。
整个厂采用自动化技术，实现所有工艺流程的全自动控制。
整个自控系统设计包括PLC系统、监控组态系统两大部分。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题
（1） 选题及工艺流程分析说明； （2） 组态设计的目标（即欲达到的效果）； （3） 监控系统分析和总体设计； （4） 工艺系统I/O点统计表； （5） 实时数据库组态设计说明； （6） 监控界面组态设计说明及界面效果图； （7） Excel报表组态设计说明及样表； （8） 对象特性数学模型及其脚本程序； （9） 控制算法或控制逻辑及其脚本程序； （10） 运行策略脚本程序及说明； （11） 主控窗口设置和系统菜单设计说明； （12） 安全策略设计说明； （13） 组态设计和调试中遇到的问题、解决方法和结果。
设计要求 （1） 数据对象数量要求 所选课题系统应具有一定数量的开关型I/O数据对象（至少6个，如：设备的驱动、状态等开关量信号）。 所选课题系统应具有一定数量的数值型I/O数据对象（至少4个，如：各种被测参数、设备转速、设备开度等模拟量信号）（2） 监控系统画面要求 一个功能完善的监控系统，其系统画面应包括（但不局限于）下列内容，并具有动态显示和操作功能。 ① 监控系统封面； ② 反映系统工艺的流程画面； ③ 反映实时数据变化的趋势图画面； ④ 反映实时数据变化的报表画面； ⑤ 可查询历史数据的历史数据曲线画面； ⑥ 可查询历史数据的历史数据报表画面； ⑦ 反映实时报警信息的报警画面（或某画面上的局部画面）； ⑧ 可查询历史报警记录的报警信息画面； ⑨ 能对系统运行参数进行设置修改的参数设置画面。 （3） 运行策略要求 对象特性脚本语言程序，应能模拟实际被控对象的工艺流程及其逻辑关系。 控制算法或控制逻辑脚本语言程序，应能使所设计的系统正常运行起来，实现系统的模拟运行。4） 系统菜单要求 所设计的监控系统应具有系统菜单，以实现对系统各个功能的运行调度。 （5） 安全策略要求 所设计的监控系统应具有登录后方可操作，并有不同操作权限的安全策略功能。
3. 国内外研究现状（文献综述）
自动化的集成信息化主要体现在两个方面，一方面是集成信息在电气自动化管理中的作用。企业运用电气自动化技术进行产品的生产、经营等，必然需要专业的管理来对生产过程进行严密的监督与管理。而企业中各项事务的数据需要运用信息技术进行安全地管理，并且这些数据需要在运用的时候能够随时地进行存取。而企业的管理人员能够利用集成信息对于产品生产过程中的数据进行采集、浏览、存储，并且根据这些信息对其进行分析，以便保证产品生产的正常进行。另一方面，集成信息也要对电气自动化的机械、设备进行管理和控制，通过一些程序的设定，来使产品的生产实现自动化，节约企业的人力物力。
我国的企业要想获得长久的发展，就必须根据国家的总体发展目标，将科学技术运用到企业的生产中，从而进一步提高企业的创造力，并且能够不断地吸收先进的科学技术，提高自身生产力，生产出更具有技术含量的产品。企业必须积极地研制开发更多与电气自动化技术相关的控制系统以及相关产品，为自身的生产发展谋取更大的进步空间，提升企业的发展力度，将科学技术放在企业生产的中心地位，根据国家及政府的相关发展政策，制定以科学技术为主体的生产策略，不断地完善生产机制，优化生产环境，加快企业发展进度，扩大企业生产规模，形成更具有竞争力的生产模式，生产出更多创新性的产品。
单片机是一种芯片,在一定场合,配合外围电路,可以用来设计所需要的各种功能,大都用C语言等来开发嵌入式软件,可应用于各种领域。 PLC是一种可编程的控制器,相当于一种控制设备,主要用于工业自动化等领域,大都采用梯形图编程,也可以用组态软件。其特点是非常可靠由于目前它们的应用需求都不少,前景都是不错的。不过单片机的使用偏于研发,PLC的使用偏于应用。长期以来,PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因,在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面,PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击,尤其是工业PC所带来的冲击。
4. 研究方案
设计步骤 （1） 监控系统总体设计2 了解系统设计要求，进行需求分析，确定系统输入/输出点，构思监控系统的组态框架。 （2） 实时数据库组态 根据所确定的输入/输出点和软件运行需要的变量，建立监控系统实时数据库，并对报警限值和存盘记录等进行合理设置。 （3） 窗口界面组态设计 根据系统需求和实际生产过程中的被控对象工艺流程，设计一幅或多幅监控系统的图形显示操作界面，并同实时数据库数据对象建立动态连接。 （4） 实时数据和历史数据的趋势、曲线、报表组态设计 根据需要选择趋势曲线、历史曲线、报表等方式，设计和组态能显示实时数据、查询历史数据的窗口界面。 （5） 实时报警信息和历史报警记录的组态设计 根据需要在工艺流程界面上增添实时报警信息显示，并设计和组态能显示历史报警记录的历史报警查询窗口界面。 （6） 报表输出组态设计 组态Excel报表，以将历史数据和历史报警记录输出生成Excel表格文档。 （7） 参数设置界面组态设计 根据需要设计和组态能对系统运行参数进行设置的窗口界面。 （8） 对象特性组态设计 为了能观察和调试所设计的监控系统，并使整个系统正常运行起来，需要按照所控对象的特性，构件对象特性数学模型，并采用脚本语言编程实现。要求能够模拟实际被控对象的工艺流程及其逻辑关系，具有明确的输入/输出特性关系。 （9） 运行策略组态设计 选择和设计适当的控制算法或控制逻辑，采用脚本语言编写监控系统的运行策略，使所设计的系统能正常运行起来。 （10） 主控窗口组态 设计系统启动和运行的基本参数，设计和组态系统菜单，实现整个监控系统的运行调度和管理。 （11） 安全策略组态设计 合理设计系统用户分组，设计分组操作权限，并对需要进行权限限制的操作（包括菜单和动画构件）进行操作权限分配组态。 （12） 运行监控系统，调试和改进。 本课题要求采用西门子wincc软件完成1、配药，加药，沉淀，加碱。以及与该画面相关连的所有变量报警、报表等内容。2、完成所设计内容的仿真测试。提供资料见附件，包括：全厂工艺流程图
5. 工作计划
第1周 了解课题，对其进行详细分析讨论出它的难点和我们要细心观察的点，拟写任务书并查找相关资料，为后期的工作打下坚实的基础，这是很重要的前期工作，所以我们一点要计划好第2周 从这一周开始我们的工作开始实际撰写开题报告、翻译外文文献，这些都是理论上的东西，尤其是开题报告它和我们今后的论文有密切相关的联系所以一定要做到十分严谨，在做外文翻译的时候一定要注意中文的语序和外文的区别 ，这也会体现在论文的流畅 和语句通顺上。
第3-6周 控制工艺分析、IO分配统计、设计主画面第7-9周 各流程控制画面、数据库设计第10周 仿真测试第11周 联调及论文初稿第12-13周 撰写论文第14周 毕业设计验收、准备答辩、答辩
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