1、基于PLC的水厂滤池控制系统设计毕业设计指导书 毕业设计是本科教学方案的最后一个重要环节，是落实本科教育培养目标的重要组成局部。其重要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析、解决实际问题的能力，是学生从事本专业工程技术和科学研究工作的根本训练。本设计是以水厂滤池为控制对象，设计一套以PLC 为控制主体的水厂滤池控制系统。要求设计者以严肃认真、一丝不苟的态度对待这次设计，通过这个环节的学习，提高学生独立分析问题、解决问题的实际能力，学生应在系统设计、计算、工程绘图、实验、计算机使用、编制技术文件等方面的能力得到训练和提高。一、毕业设计的题目、任务和要求1. 题目：基于PLC
2、的水厂滤池控制系统设计2. 任务：(1) 总体控制方案设计；(2) 绘制水厂滤池控制系统原理图；(3) 系统硬件设备选型、PLC选型和I/O模块选型；(4) 绘制系统硬件配置图；(5) 绘制输入输出接线图；(6) 编写输入输出定义表；(7) 编写程序流程图，设计梯形图控制程序；(8) 用组态软件设计监控系统；(9) 总结各种资料和经验，编写技术文件；(10) 写毕业设计报告包括说明书和相应图纸、准备毕业辩论。3. 目的、要求(1) 稳固、联系、充实、加深、扩大所学根底理论知识和专业知识；(2) 掌握专业设计工作的流程、方法和步骤；(3) 增强计算、绘图、编制技术文件的能力；(4) 提高运用所学
3、知识分析、解决实际问题的能力；(5) 通过毕业实习、毕业设计及毕业辩论全过程的训练，加强师生之间交流，培养学术研讨的好学风；(6) 培养学生严肃认真、刻苦钻研、实事求是的工作作风；(7) 要求学生遵守作息时间，遵守学校的各项规章制度，确保毕业设计顺利地、高质量地完成。二、毕业设计的一般步骤和根本内容1. 收集并整理设计所需原始资料，为确定设计方案作准备。2. 有针对性地复习掌握与本设计相关的内容，如“过程控制工程、“可编程序控制器原理与应用、“自动控制原理、“交流调速系统、“电子技术根底、 “计算机控制系统等。3. 根据控制要求确定控制方案某水厂滤池局部由8个V型滤池组成，每个滤池尺寸为6m6
4、m6m，滤料采用单层1.4m加厚均粒石英沙滤料。设计滤速为9m/h，气冲强度为15.3L/sm2，水冲强度3.8 L/sm2。每格滤池设置一个现场PLC，主要功能是完成滤池的自动反冲洗和恒水位过滤控制。在正常的过滤条件下，生产工艺要求将水位的波动限制在4002cm的范围内实现等速恒水位过滤。当滤池的运行满足了反冲洗的条件(运行周期到、水头信号或强冲信号)，需要进行反冲洗，以去除滤料层的杂质。按要求，每次只有一格滤池反冲洗，当多格滤池同时要求反冲洗时，系统自动按照先进先出的原那么排队进行。滤池正常过滤时，为实现恒水位过滤，设计以出水流量为控制参数的滤池液位PID控制系统。当系统接收到手动强制冲洗
5、信号、水头损失信号、定时冲洗信号中的任一个指令时，进行单格滤池反冲洗。首先关闭进水阀，滤池内部的存留水经出水阀继续过滤排除，当水位降至设定的反冲水位时(0.35m)，关闭出水阀并翻开排污阀，排污阀的信号到位后翻开反冲气阀，启动风机进行气冲6min，然后关闭鼓风机，关闭反冲气阀。翻开反冲水阀，开启反冲水泵，水洗6min，完成后关闭反冲水阀、停水泵，关闭排污阀、开启进水阀接受待滤水。当水位升到接近过滤恒水位时，滤池反冲洗正式结束，系统转入正常的过滤程序。在中控室设置主控PLC，其主要的功能是负责和各现场的PLC通信，收集反冲洗水泵、鼓风机等反冲洗设备信号，协调各格滤池的反冲洗。三、系统硬件设计根据
6、控制要求，确定总体控制方案后，先进行系统硬件设计。主要包括以下内容： 1. 合理选择硬件设备；根据控制要求，合理选择传感器型号、精度、量程；合理选择执行器型号和规格。确定其它电气元件型号和数目。2. PLC选型；3. 估算所需I/O点数，进行I/O模块选型；4. 绘制系统硬件配置图；5. 绘制输入输出接线图。四、系统软件设计1. 根据硬件连接情况，编写输入输出定义表；2. 根据控制要求，编写梯形图程序；3. 对程序进行调试和修改。五、控制算法及参数整定 根据所设计的控制方案和被控对象模型，合理选择控制算法并进行参数整定，使系统性能满足控制要求。六、监控系统设计 利用组态软件设计该系统的监控画面
7、，包括流程图画面、实时参数显示画面、PID参数整定画面、趋势图画面等。七、编制技术文件 毕业设计的技术文件主要包括毕业设计论文说明书和相关图纸两个局部。1. 总结整理设计过程中的各种资料和经验、教训；2. 编制毕业设计论文说明书：(1) 篇幅在1.52万字；(2) 设计书论文完整，系统性强有目录、前言、中英文、正文、结束语、主要参考文献等局部；(3) 中、英文约300字，关键词35个；(4) 内容正确、文笔流畅、层次清楚，格式标准；(5) 文字录入：手写时要求字迹标准、不得潦草，图纸清晰、整洁，不得有涂改；计算机打印的必须进行细心的排版，每页须有页码。所有插图必须一一绘制，不得用拷贝过来的图。
8、(6) 毕业设计说明书装订要整齐、美观，封面和内页的设计任务书必须用碳素黑色墨水、宋体或楷体认真书写，不得潦草涂改。3. 绘制相关图纸，要求：(1) 图纸规格符合国家标准，标题栏规格统一；(2) 图面布局合理，线条均匀、字迹标准，整洁清晰；(3) 如用计算机绘制，必须保证图纸中的器件清晰可见；(4) 图中各元件必须标注字母名称和相应的参数大小。4. 查阅文献资料在8篇以上，其中外文资料不少于2篇，其中一篇译成中文不少于3000汉字，外文翻译用毕业设计用纸书写，译文与外文原文一起装订成册。七、准备辩论完成整个设计工作后，要对所做设计进行全面总结，对设计中的每一个局部进行充分仔细的准备。其中包括你
9、所设计系统的特点，存在的问题，解决的方法，未来的开展等等，写成15分钟左右的发言稿，准备辩论中用。八、时间安排本学期毕业设计共十六周，具体安排如下：1-2周：复习“过程控制工程、“可编程控制器原理与应用、“自动控制原理、“交流调速系统、“电子技术根底、 “计算机控制系统等相关内容；3-4周：查阅相关资料，确定总体设计方案；5-6周：熟悉PLC及其相关模块、网络，进行系统硬件设计； 7-9周：熟悉PLC相关软件，进行系统软件设计；10-11周：程序调试；12-13周：监控系统设计； 14-15周：编写毕业设计技术文件：说明书和图纸；16周：准备辩论，对设计内容进行总结，弄懂各局部的原理及系统的工
10、作过程，写出毕业辩论的发言稿，做到心中有数，应对毕业辩论。其中包括2周毕业实习。九、设计任务书1. 设计题目：基于PLC的水厂滤池控制系统设计2. 原始参数：每个滤池尺寸为6m6m6m，滤料采用单层1.4m加厚均粒石英沙滤料，设计滤速为9m/h，气冲强度为15.3L/sm2，水冲强度3.8 L/sm2，滤池水位控制在4002cm，过滤和滤池反冲洗两个子过程间隔时间为24h。3. 任务要求：设计一套系统，包括系统硬件、软件和监控系统设计。4. 性能指标：滤池水位控制在4002cm，超调量10，调节时间60s，滤后水浊度0.7NTU(滤池进水浊度10NTU)。5. 毕业设计成果：设计说明书一本，图纸一套。6. 任务下达时间：2.20，完成时间：6.16。十、主要参考书资料1.过程控制系统 邵裕森主编 机械工业出版社 2.可编程控制器教程 胡学林主编 电子工业出版社 3.交流调速系统 陈伯时等编著 机械工业出版社 4.电力电子技术 周明宝等编著 机械工业出版社 5.可编程序控制器原理与应用 宋建成主编 科学出版社 6.电力电子技术 王旭光等编著 中国矿业出版社 7.PLC相关资料十一、毕业设计学生： 指导教师：高宏岩
