XX计算机学院
毕业设计开题报告
学生姓名： 学 号：
专 业： 自动化 设计题目： 基于西门子s7-1200型PLC的水质在线
监测系统
指导教师：
2011 年x月x日
1．本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 近年来，由于工业生产的扩大及人类活动的频繁增加都改变了天然水的性质和组织，从而影响了水资源的使用价值并已威胁到人类的健康。研究表明，水污染主要由生理性污染、物理性污染、化学性污染和生物性污染组成。水污染的危害，主要有以下几个方面： （1）对环境的危害，导致生物的减少或灭绝，造成各类环境资源的价值降低，破坏生态平衡。 （2）对生产的危害，被污染的水由于达不到工业生产或农业灌溉的要求，而导致减产。 （3）对人的危害，人如果饮用了污染水，会引起急性和慢性中毒、癌变、传染病及其他一些奇异病症，污染的水引起的感官恶化，会给人的生活造成不便，情绪受到不良影响。 水，是生命之源。一旦水资源遭到了污染，那对于整个生态系统的危害都是巨大的。目前越来越多的现象及灾害被证明都是与地球的生态平衡被破坏而引起的。所以，人类生活所需水资源的质量越来越多的受到了人们的关注，并正在通过各种途径及方法来改变水资源的质量。 水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。 水质监测系统是20世纪70年代发展起来的，在美国、英国、日本、荷兰等国已有相当规模的广泛应用，并被纳入至网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”。一则可为综合评价水功能的水环境质量提供基础性数据，二则可迅速发现突发性水质污染事故或天灾，将水域异常水质情况、污染传播源及影响规模通过系统的通讯网络传至控制中心，为决策部门把握灾害的性质状态，从而制定灾害的防治对策提供依据。当前，我国主要江河、湖泊水体的水质总体上呈恶化趋势，水质监测任务十分繁重。为了适应水资源管理与保护工作发展的需求，亟需提高水质监测技术的现代化和标准化以及管理制度化的水平。虽然水利系统的水质监测体系和能力已经有了一定的基础，但面对新时期水利发展的形势，还存在着一些亟待解决的问题。 水质监测系统以监测水质污染综合指标及其某些特定项目为基础，通过在一个水系或一个地区设置若干个连续自动监测仪器的监测站，由一个中心站控制若干个子站，随时对该区的水质污染状况进行连续自动检测，形成一个监测系统。 2．本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 本课题是基于西门子s7-1200型PLC的水质在线监测系统，s7-1200控制器具有模块化、结构紧凑、功能全面等特点，适用于多种应用。该控制器具有可扩展的通讯接口，以及全面的集成工艺工艺功能，因此它可以作为组件集成在完整的综合自动化解决方案中。 本系统共分为以下三个单元： 1. 采样单元 采样单元是实际水质在线监测系统的关键环节，它是否稳定正常工作，直接影响到后续各个在线水质测量分析仪器所测定数据的准确性、稳定性。其任务是采集有代表性的水样，使测量分析数据尽可能反映实际数据。根据测量分析单元分析项目的要求，采样单元在PLC控制下，连续稳定地采集原水水样。 而在本课题中，出于对成本的考虑，实际采样单元输出的各数据量都通过模拟来完成。 2. PLC控制单元 在本课题中，PLC控制单元是重点也是难点，水质在线监测系统的运行是自动、联动、有序、相关联的，是由PLC控制单元来完成其控制任务的。PLC控制单元主要完成以下几个任务： (1)流程控制 依据采样、PLC控制、上位机监控单元的流程要求，为实现多路、多点切换等操作进行流程控制。 (2)设备控制 根据设备的不同，依参数要求进行相应控制，如设备起停、安全报警、联锁运行等。 (3)数据采集 对测量分析仪器输出信号，按时钟分配进行数据采集，并将采集到的各种数据进行归类，可以准确地输送到PC机及相应的点上。 3.数采传送单元 本单元的任务是将现场采集到的数据，按环境管理有关规定进行数据处理，生成各种报表，并传送到上位机。数采传送单元具有以下功能： (1)PC机运行于Windows平台，既支持PLC控制单元工作，又与上位机联网。 (2)执行程序指令，处理各种数据，生成各式报表，可将相关数据传输到上位机。 (3)数据采用有线传输，现场维护时采用直接连接，完成PLC与采样单元、PLC与上位机的通信。 (4)具有计算机控制下的各种报警功能，如系统、仪器故障报警，数据超标自动报警等。 可能遇到的问题：所谓万事开头难，虽然曾经曾学习过欧姆
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