plc的油田污水处理控制系统的设计【字数：15356】
摘 要我国是世界范围的石油大国，石油行业也算是我国的一个非常重要且不可或缺的经济支柱。我国很多的石油公司都在响应国家号召，不止重视发展经济，同时也考虑如何对环境造成较少的影响，不走“先污染，再治理”的老路子。而石油产业链之中，对环境污染最严重的就是油田污水，这也困扰了很多石油公司。本次毕业设计是基于PLC的油田污水处理控制系统来进行设计的，采用了德国西门子公司的PLC来对整个系统进行控制，通过不同的处理罐与反应罐，对来自油田的污水进行流程化的处理，从而达到可以再次使用的过滤水。本次设计运用西门子的编程软件与TIA PORTAL V14组态软件进行软件仿真，使整个设计更为直接与清晰的展现，也可以更好的对整个流程进行监控。通过本次设计，实现了对系统的流程控制，和组态软件的仿真监控，相信还会有不足的地方，会尽力修正。
目 录
1.绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题的国内外现状研究 2
1.2.1 国内的现状研究 2
1.2.2 国外的现状研究 3
1.3 课题主要内容及章节安排 3
2.控制系统的总体设计 5
2.1 油田污水处理控制系统的工作原理 5
2.1.1 油田污水处理控制系统工作原理 5
2.1.2 油田污水处理控制系统的组成 5
2.2 功能需求 6
2.3 系统的总体设计 7
2.4 本章小结 8
3.控制系统的硬件设计 9
3.1 PLC的选型 9
3.1.1 PLC选型 9
3.1.2 PLC控制系统的I/O点数计算与选型 9
3.1.3 I/O点位的分配 11
3.2 变频器的选型 12
3.3 液位传感器的选型 13
3.4 各种处理罐的选型 14
3.5 本章总结 15
4.控制系统的软件设计 15
4.1 PLC程序 16
4.1.1 程序设计思路 16
4.1.2 主程序 16
4.2液位PID控制 19
4.2.1PID *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
控制原理 19
4.2.2 PID控制程序 20
4.3 本章小结 22
5.控制系统的实现 23
5.1 组态软件的通信 23
5.2 画面组态 23
5.3 本章小结 31
6.总结与展望 32
6.1 总结 32
6.2 展望 33
参考文献 34
附录 35
系统实物实现 35
系统程序 36
致谢 43
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
当今世界是一个充满活力与生命力的社会，随着全球人口的日益增加，人们对于水的需求量已经到达了一个令人惊叹的是数字。同时，伴随着工业化的进程，世界范围内的国家的工业自动化程度越来越高，对于用水的需求也随着其工业化的普及程度在不断地增长。而地球的水资源极为匮乏，“水资源危机”已经严重的影响了地球人类的生活与发展。虽然地球上的水资源数量很多，但是由于人口众多，人均水资源其实相对处于一个缺乏的状态。一方面，人们需要用水来满足自己的日常生活，例如洗衣做饭和水摄取等，每一个人的用水量其实相较于地球上的水资源，是极其微小的；但是由于人口基数太过于庞大，所以每日人们日常生活消耗的水资源也是一个极为庞大甚至骇人的数字。但是这是人们生存所必须用水，且废水回收的利用率很低并且难度很大，所以生活废水的回收可行性很低。另一方面，，和生活废水相比，工业废水的比重可以说十分巨大，在这个工业化时代，可以说工业是地球上大多数国家的中流砥柱，轻工产业对于地球环境的影响较小，而重工产业从最开始的时候，就是以破坏环境为代价，走的是先破坏再治理的老路子，所以工业废水的问题十分严重。
一边是水资源的匮乏，一边是污水的大规模废置，使得全球用水问题日益严峻，相较之下，水资源的再生比困难，而污水处理在现在这个高度自动化的工业时代，就很占优势。现如今，全世界范围内，把污水经过污水处理装置净化后，赋予它可以使用的第二生命的水源，这种情况越来越常见。很多的国内外研究调查表明，处理过后的再生污水与除他之外的原生水源相比，有着不小的优势与便捷。现在的水源方案有远距离运输水源和海水净化，相较于超远距离运输水源，污水处理的人工成本和运输成本相对较低，更为经济实惠。而与海水净化使用相比，污水的处理装置更为接近工业场所，设施也较为简单，整个处理的工艺也较为简洁，经济成本也更低一下，同时，也将工业生产过程中的污水废物利用，有效的保护了环境，同时带来经济效益与再生价值。是对现在水资源匮乏的最为优秀的处理办法。
从上可以看出，污水处理不仅仅是在经济方面，可以用较少的经济成本获取更大的水资源使用需求得利益，同时其对于环境的保护对于整个社会现状来说更为重要。其中最重要的是，对于水资源的再利用，在这个以可持6续发展为核心的社会，再利用具有超出本身经济价值的意义。
1.2 课题的国内外现状研究
1.2.1 国内的现状研究
我国是一个石油资源丰富的国家，在我国许多地方都蕴含着大量的石油资源。例如我国的东南沿海地区、华中、华北、西南、中南及东南地区。就我国自身国情而论，我国大部分的已经发现的油田，都进入了对油田开采的中期，更有许多年纪较大的油田，已经进入了开采的后期。随着油田开采度的增高，采出石油原油的含水率也会不断增高，许多中度开采的油田的含水率在百分之7080，而高度开采的油田，采出原油的含水率就会变得极高，大约可以达到百分之90或以上。
如果放任这些含有极高的油田污水进入土壤或者水源，都会对环境与社会造成很严重的危害。含油污水是火灾的高发诱因，对油田着火有着极大的隐患。因此，如何有效的处理油田污水，不仅是经济方面，对于我国的社会治安也是十分关键的。
目 录
1.绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 课题的国内外现状研究 2
1.2.1 国内的现状研究 2
1.2.2 国外的现状研究 3
1.3 课题主要内容及章节安排 3
2.控制系统的总体设计 5
2.1 油田污水处理控制系统的工作原理 5
2.1.1 油田污水处理控制系统工作原理 5
2.1.2 油田污水处理控制系统的组成 5
2.2 功能需求 6
2.3 系统的总体设计 7
2.4 本章小结 8
3.控制系统的硬件设计 9
3.1 PLC的选型 9
3.1.1 PLC选型 9
3.1.2 PLC控制系统的I/O点数计算与选型 9
3.1.3 I/O点位的分配 11
3.2 变频器的选型 12
3.3 液位传感器的选型 13
3.4 各种处理罐的选型 14
3.5 本章总结 15
4.控制系统的软件设计 15
4.1 PLC程序 16
4.1.1 程序设计思路 16
4.1.2 主程序 16
4.2液位PID控制 19
4.2.1PID *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
控制原理 19
4.2.2 PID控制程序 20
4.3 本章小结 22
5.控制系统的实现 23
5.1 组态软件的通信 23
5.2 画面组态 23
5.3 本章小结 31
6.总结与展望 32
6.1 总结 32
6.2 展望 33
参考文献 34
附录 35
系统实物实现 35
系统程序 36
致谢 43
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
当今世界是一个充满活力与生命力的社会，随着全球人口的日益增加，人们对于水的需求量已经到达了一个令人惊叹的是数字。同时，伴随着工业化的进程，世界范围内的国家的工业自动化程度越来越高，对于用水的需求也随着其工业化的普及程度在不断地增长。而地球的水资源极为匮乏，“水资源危机”已经严重的影响了地球人类的生活与发展。虽然地球上的水资源数量很多，但是由于人口众多，人均水资源其实相对处于一个缺乏的状态。一方面，人们需要用水来满足自己的日常生活，例如洗衣做饭和水摄取等，每一个人的用水量其实相较于地球上的水资源，是极其微小的；但是由于人口基数太过于庞大，所以每日人们日常生活消耗的水资源也是一个极为庞大甚至骇人的数字。但是这是人们生存所必须用水，且废水回收的利用率很低并且难度很大，所以生活废水的回收可行性很低。另一方面，，和生活废水相比，工业废水的比重可以说十分巨大，在这个工业化时代，可以说工业是地球上大多数国家的中流砥柱，轻工产业对于地球环境的影响较小，而重工产业从最开始的时候，就是以破坏环境为代价，走的是先破坏再治理的老路子，所以工业废水的问题十分严重。
一边是水资源的匮乏，一边是污水的大规模废置，使得全球用水问题日益严峻，相较之下，水资源的再生比困难，而污水处理在现在这个高度自动化的工业时代，就很占优势。现如今，全世界范围内，把污水经过污水处理装置净化后，赋予它可以使用的第二生命的水源，这种情况越来越常见。很多的国内外研究调查表明，处理过后的再生污水与除他之外的原生水源相比，有着不小的优势与便捷。现在的水源方案有远距离运输水源和海水净化，相较于超远距离运输水源，污水处理的人工成本和运输成本相对较低，更为经济实惠。而与海水净化使用相比，污水的处理装置更为接近工业场所，设施也较为简单，整个处理的工艺也较为简洁，经济成本也更低一下，同时，也将工业生产过程中的污水废物利用，有效的保护了环境，同时带来经济效益与再生价值。是对现在水资源匮乏的最为优秀的处理办法。
从上可以看出，污水处理不仅仅是在经济方面，可以用较少的经济成本获取更大的水资源使用需求得利益，同时其对于环境的保护对于整个社会现状来说更为重要。其中最重要的是，对于水资源的再利用，在这个以可持6续发展为核心的社会，再利用具有超出本身经济价值的意义。
1.2 课题的国内外现状研究
1.2.1 国内的现状研究
我国是一个石油资源丰富的国家，在我国许多地方都蕴含着大量的石油资源。例如我国的东南沿海地区、华中、华北、西南、中南及东南地区。就我国自身国情而论，我国大部分的已经发现的油田，都进入了对油田开采的中期，更有许多年纪较大的油田，已经进入了开采的后期。随着油田开采度的增高，采出石油原油的含水率也会不断增高，许多中度开采的油田的含水率在百分之7080，而高度开采的油田，采出原油的含水率就会变得极高，大约可以达到百分之90或以上。
如果放任这些含有极高的油田污水进入土壤或者水源，都会对环境与社会造成很严重的危害。含油污水是火灾的高发诱因，对油田着火有着极大的隐患。因此，如何有效的处理油田污水，不仅是经济方面，对于我国的社会治安也是十分关键的。
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