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毕业设计（论文）开题报告

题目：基于PLC的污水处理系统的设计

院（系）信息科学与工程学院

专业电气工程及其自动化

学生

学号

指导教师

开题报告日期2010.04.07

哈尔滨工业大学教务处制

2010年4月

参考资料

哈尔滨工业大学（威海）毕业设计（论文）开题报告

基于PLC的污水处理系统的设计

开题报告

1.课题来源及研究目的和意义

研究目的：

世界上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，

使人民的生活得到进一步改善，尤其在工业革命之后，各国经济飞速发展，

全球大量的不可再生资源（例如石油）被利用。

如果这些污水无净化排出必定会给周围环境造成很大的污染，而且我国

是一个严重缺水的国家，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50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达2300亿元，超过洪涝灾害。水资源的匮乏和水资源

的污染已经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了全国的经济建设和

发展。特别是我国北方城市，如北京、天津、沈阳等城市水资源更为短缺。

在这种情况下，油田的污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。

我国污水处理的电耗为0.365kWh/m3、日本为0.304kWh/m3、美国为

0.243kWh/m3，因此建设符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污

水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有

重要意义。

2．国内外在该方向的研究现状及分析

国外发展情况：

国外一些发达国家，如美国、日本、西欧等国，由于这些国家经济发达，

并较早的实现了工业现代化。环境问题特别是水资源污染的严重性也较早的

体现出来，对污水的处理更先进一些，同时也得到了这些国家政府的重视，

投入了大量的人力、物力进行油田污水处理的研究。这些国家在研究水处理

新理论和工艺的同时，也重视污水处理自控系统的研究。先后投资研究高效

型、智能型、集约型污水处理设备和自动化控制仪表。一些发达国家经过几

十年的努力，污水处理率已经达到80%~90%，成功地解决了来自于工业的点

源污染问题。同时一些国家开始重视污水的回用，如以色列的污水回用率达

到了90%。

由于控制技术、网络通信技术以及现场总线技术的飞速发展，国外的污

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哈尔滨工业大学（威海）毕业设计（论文）开题报告

水厂很早就实现了网络控制，如DCS、FCS系统。同时国外较早的SCADA技

术引入到了给排水工程当中，并取得了良好的经济效益与社会效益。国外同

时注重水处理中PLC的开发，相继研制出了一些智能、稳定、小巧的控制单

元，如AB公司的SLC系列、Siemens的S7系列、Schneider的TSXQuantum

系列。同时国外也很重视在线仪表的研制，如德国E+H公司，美国的哈希公

司相继研制了溶解氧DO（DissolvedOxygen）、化学需氧量COD（Chemical

OxygenDemand）分析仪。国外污水处理自控系统主要存在以下特点：

（1）采用集散控制系统DCS和现场控制系统FCS。按照厂区的自身情况

和工艺段来划分若干个控制站，站与站之间可以平级关系也可以是上下级关

系，站与站之间一般独立运行。设立中控室，中控室友操作员站和工程师站，

负责全厂的数据管理与记录、报表等工作。

（2）大量采用在线监测的水质分析仪表对全厂的水质进行实时监测，

并有上位机记录下来，提高了测量精度。

（3）生产过程中