油田工业污水处理站监控系统设计 - 过滤池水位控制

西安石油大学

课 程 设 计

电子工程 学院 自动化 专业

自动化1203班

题 目油田工业污水处理站监控系统设计——

清池水位控制

学 生 梁智威 指导老师 阮岩

二○一五年六月

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《自动化仪表与过程控制》

课程设计任务书

题目 学生姓名 设 计 内 容 与 要 求 油田工业污水处理站监控系统设计——过滤池水位控制 学号 专业班级 本次课程设计的目的是熟悉过程控制系统的组态和调试，掌握自动化仪表与过程控制的基本应用，加深和巩固本课程及相关课程的知识，要求完成如下内容: 1.熟悉油田工业污水处理站的工艺流程, 并对过滤池A水位检测控制，并在图中标注,要求实现高（防止外溢）、低（防止出现抽空事故）报警。请分析其工作过程。 2.依据工艺流程和基本数据, 对所用仪表作出选型； 3.对控制回路画出方框图，写出所选控制规律，及参数整定方法； 4.了解组态软件的历史、发展及国内外现状，熟悉组态软件的应用，利用力控组态软件做出油田工业污水处理站监控系统的组态设计，并在报告中写出组态过程如：I/O端口分配、I/O点组态参数说明、控制回路组态说明等。最终要求做出工艺流程画面、趋势画面、报警画面，并利用软件提供的模拟对象，实现系统的自动控制。 5．完成课程设计报告。 起止时间 指导老师签名 年 月 日 至 年 月 日 阮岩 年 月 日 系（教研室）主任签名 年 月 日 学生签名 年 月 日

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目录

1 摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2 基本工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3 仪表选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.1 技术数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 3.2 仪表选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4 控制回路及参数整定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.1 控制回路方框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.2 控制规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.3 气开气关选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 4.4 选择器正负．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 4.5 参数整定方法：临界比例度法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 5 组态软件的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 5.1 组态软件发展背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 5.2 组态软件国内外现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 6 附组态运行画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 6.1 工艺画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 6.2 趋势画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 6.3 报警画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

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1 摘要

油田污水中含有大量的含油污泥、硫化物等,直接排放对环境会造成很严重的污染,本文针对油田污水处理工艺流程,并根据污水处理的控制要求,开发了一套经济高效,结构紧凑,技术含量高的含油污水处理全程自动监控系统。 文章分别从系统的总体构架设计,PLC控制器和变频控制器的设计,硬件的实现,下位机、上位机软件实现,这几个方面阐述。论文根据目前国内外油田污水处理监控系统主流趋势,结合江汉油田王场第一联合站的工业现场环境,深入了解用户的需求之后,确定采用以SIEMENS S7-300系列PLC为核心控制器的小型集散系统构架,并根据控制任务选型仪表设备。同时,针对控制功能的需求,采用传统的闭环PID算法和模糊自整定PID算法相结合的控制器设计方案,对加药量和pH值实现了可靠、稳定、实时的变频控制效果。系统采用SIEMENS S7-300系列PLC配套的SIMATIC Step7开发软件对下位机程序开发,其中自动加药子系统通过控制变频器的频率来控制投药泵和搅拌电机,自动排泥子系统通过控制进口阀和出口阀的憋压时间和排泥时间来控制排泥效果。上位机人机界面选用功能强大的FameView组态软件,实现了画面丰富、动态显示、按钮操作的程控功能,数据报表显示和打印功能,故障诊断和报警功能。文章综述了系统的运行状况,对先进智能控制算法作了一定的阐述,可以系统后续开发的方向。 本文通过研究分析,实现了一个功能强大、运行可靠、性能稳定的油田联合含油污水处理监控系统。

关键词：污水处理；组态软件；自动控制系统。

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