炼油企业污水处理控制系统研究

论文摘要

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。

论文目录

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