基于单片机的联合站污水处理监控系统设计
基于单片机的水质自动监控系统的设计
基于单片机的水质自动监控系统的设计发布时间：2022-10-10T07:35:43.144Z 来源：《工程建设标准化》2022年第11期第6月作者：黄跃娟魏颖[导读] 本文采用STC89C52单片机作为主控制芯片设计了一款能够自动检测水的PH值、含氧量、电离子参数黄跃娟魏颖哈尔滨华德学院 150025摘要：本文采用STC89C52单片机作为主控制芯片设计了一款能够自动检测水的PH值、含氧量、电离子参数、温度等功能的水质检测仪。
系统采用PH值传感器、含氧传感、电导传感器、温度器作为参数检测传感器，通过AD完成对传感器数据的采集，单片机进行转换，最终通过1602液晶进行显示。
同时采集到的信息可以通过键盘实现存储与查询，极大的方便了对水质检测。
关键词：水质；单片机；温度1、引言随着电子科技技术的发展，单片机技术已经渗透到了社会，家庭，工作的方方面面。
使用单片机技术让生活变得越来越简单，快捷，高效。
而随着人们都要喝的水来讲就显得尤为重要，因此本课题基于水质检测问题结合单片机技术，实现了水质检测系统的设计与研究。
生活水平的提高。
人们更加注重生活品质，注重健康的因素。
而作为现代的生活健康环保是最重要的，水质不好就是水污染，每年因为水污染导致水产品减产，但是水污染最影响的还是人们的健康，因为人们喝水时最近本的，吃的东西离不开水，健康就受到了威胁，健康想受到保障，环保最重要，我们国家提倡环保，尤其是水，水质的检测就有必要了，水质的检测最方便快捷无污染，那就要提到了自动化，经济实惠快捷啊。
2、设计方案采用STC89C52单片机作为主控制芯片设计了一款能够自动检测水的PH值、含氧量、电离子参数、温度等功能的水质检测仪。
系统采用电位器模拟传感器加AD采集的方式采水质参数、温度器作为参数检测传感器，最终通过1602液晶进行显示。
同时采集到的信息可以通过键盘实现存储与查询，极大的方便了对水质检测。
3、系统硬件设计（1）水质参数检测电路设计纯水本身也可以导电。
基于PLC的污水处理计算机控制系统设计及应用
基于PLC的污水处理计算机控制系统设计及应用基于PLC的污水处理计算机控制系统设计及应用摘要：随着工业化进程的加快和人口的增加，污水处理成为现代社会中一项重要的任务。
为了提高污水处理过程的效率和减少人为操作的错误，利用计算机技术和PLC（可编程逻辑控制器）技术设计和应用了污水处理计算机控制系统。
本文主要介绍了基于PLC的污水处理计算机控制系统的设计原理、系统架构和关键技术，以及在实际应用中的效果和经济效益。
实践证明，基于PLC的污水处理计算机控制系统能够实现自动化、可靠性高、运行稳定、节能减排、减少人力成本的目标，具有重要的应用价值。
关键词：污水处理；计算机控制；PLC；系统设计；应用效果一、引言随着人口的快速增长和工业化进程的加速，污水处理成为当代社会中一项重要的任务。
传统的污水处理方法主要依靠人工操作和手动调节，操作员需要时刻关注运行状态，容易疏忽和产生误操作。
而且，传统的污水处理方法对操作员的要求较高，人工操作和调节也容易出现错误，有时甚至需要长时间的人工值班。
因此，为了提高污水处理效率、降低运行成本和减少人为操作的错误，利用计算机技术和PLC技术设计和应用污水处理计算机控制系统具有重要意义。
二、基于PLC的污水处理计算机控制系统设计原理基于PLC的污水处理计算机控制系统的设计原理主要包括以下几个方面。
1. 输入输出模块的设计与配置计算机控制系统需要通过输入输出模块与污水处理设备进行数据的交互。
利用PLC的高可靠性和扩展性，可以直接连接多种传感器和执行器，如浊度传感器、流量计、电动阀门等。
通过合理的设计和配置，实现对污水处理设备的监测和控制。
2. 控制算法的设计与优化污水处理过程可以分为多个阶段，每个阶段都有不同的控制要求。
计算机控制系统需要根据实际情况，设计和优化合适的控制算法。
例如，在初级处理阶段，可以采用模糊控制算法对浊度进行调节；在二级处理阶段，可以采用PID控制算法对氧气供应进行控制。
联合站污水处理监测控制系统设计
联合站污水处理监测控制系统设计摘要污水处理是油田联合站生产过程的一项重要环节，因为含油污水不合理处理回注和排放，不仅使油田地面设施不能正常运行，而且会因地层堵塞而带来危害，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。
因此必须合理的处理利用含油污水。
本设计基于组态王工业控制软件，根据分析油田联合站的污水处理的工艺流程。
从油田污水处理安全、高效的角度出发。
最终设计出了基于PID控制、水罐液位控制、阀门开度控制的监测控制系统，同时为了更安全,在控制系统中加入了报警、报表、手动和自动的控制，以保证生产工作顺利的进行。
经过实验验证，所设计的污水处理监测控制方案达到了预期的设想,满足控制要求。
既保护了生态环境,又保证了油田污水处理生产过程的安全高效,降低了油田生产成本。
关键词：污水处理；组态王；PID控制；液位AbstractWastewater treatment is oilfield production station is an important link of the process, because of oily wastewater unreasonable processing injection and emissions, which not only the normal operation of oil facilities, and will not harm caused by formation plug, also can cause environmental pollution, influencing oilfields safety production. Therefore must be reasonable utilization of oily wastewater treatment.The design is based on configuration Kingview ontrol software, according to the analysis of oil station of wastewater treatment process. From the sewage processing safe, efficient. The final design based on PID control, water level control valve control and monitoring control system, at the same time, in order to safer in the control system of alarm, statements, joined the manual and automatic control, in order to ensure productionwork smoothly.Through the experiment, the design of wastewater monitoring control scheme reached the expected, meet the needs of the control system. To protect the ecological environment, as well as the sewage processing manufacturing high quality, reduce the cost of oilfield production.Keywords: sewage treatment, Kingview, PID control, level目录第1章概述 (1)1.1 课题研究背景与意义 (1)1.2 国内外技术现状 (2)1.3 课题的主要研究内容 (5)第2章总体设计分析及方案 (6)2.1 联合站污水处理工艺分析 (6)2.2 污水处理工艺 (6)2.3反冲洗工艺 (7)2.4 污水处理工艺流程图 (9)第3章PID基础知识及参数整定 (11)3.1 PID算法 (11)3.2 PID液位控制参数整定 (13)第4章监测控制系统设计 (17)4.1 总体的控制系统 (17)4.2 上位机和下位机的选择 (20)4.3 报警的设计 (23)4.4 历史记录的存储和查询设计 (24)4.5 报表的显示和打印设计 (26)4.6 仪表的选择 (28)4.7 检测控制运行结果 (28)4.8 系统实现的功能 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 (34)附录2 (35)第1章概述1.1 课题研究背景与意义一、污水处理利用的重要性如果含油污水不合理的处理回注和排放，不仅使油田地面设施不能正常运行，而且会因地层堵塞而带来危害，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。
《2024年基于PLC的污水处理控制系统设计》范文
《基于PLC的污水处理控制系统设计》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，污水处理成为环境保护和可持续发展中不可或缺的一环。
传统的污水处理方法往往效率低下，操作复杂，难以满足现代工业的需求。
因此，基于PLC（可编程逻辑控制器）的污水处理控制系统设计应运而生。
本文将详细介绍基于PLC的污水处理控制系统的设计思路、方法及其实施过程。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现污水处理过程的自动化、智能化和高效化。
通过PLC控制，实现对污水处理的实时监控和自动控制，提高污水处理效率，降低人工成本，确保污水处理的稳定性和可靠性。
三、系统组成基于PLC的污水处理控制系统主要由以下几部分组成：1. PLC控制器：作为整个系统的核心，负责接收传感器数据、处理数据并发出控制指令。
2. 传感器：用于实时监测污水处理过程中的各种参数，如水质、流量、压力等。
3. 执行机构：根据PLC发出的指令，执行相应的动作，如泵的启停、阀门的开关等。
4. 上位机监控系统：用于实时显示污水处理过程的数据和状态，方便操作人员进行监控和管理。
四、系统设计流程1. 需求分析：根据实际需求，确定系统的功能、性能指标和设计要求。
2. 硬件选型：根据需求分析结果，选择合适的PLC控制器、传感器、执行机构等硬件设备。
3. 软件设计：编写PLC控制程序，实现数据的采集、处理和控制功能。
同时，设计上位机监控系统的界面和功能。
4. 系统调试：在实验室或实际现场进行系统调试，确保系统的稳定性和可靠性。
5. 安装与维护：将系统安装到实际现场，并进行日常的维护和保养工作。
五、系统实现1. PLC程序设计：根据系统需求，编写PLC控制程序。
程序应具备数据采集、数据处理、控制输出等功能。
同时，应考虑程序的可靠性和易维护性。
2. 传感器与执行机构的连接：将传感器和执行机构与PLC控制器进行连接，确保数据的实时传输和控制的准确性。
3. 上位机监控系统开发：开发上位机监控系统，实现数据的实时显示、历史数据查询、报警等功能。
基于单片机的动态循环污水控制系统设计
基于单片机的动态循环污水处理控制系统设计1桂伟（湖北工业大学商贸学院，湖北武汉，430079）摘要：本文对动态循环污水处理的控制系统进行了设计与研究，主要利用AT89C51单片机设计出了一种较简单的实现水位稳定及温度超限报警的控制系统装置，完成了该系统的硬件选型、各硬件之间连接的原理图、各硬件工作的程序流程图以及部分的控制程序。
关键词：动态循环；单片机；污水处理中图分类号：TP273 文献标识码：ADesign of the control system for dynamic recycling sewagebased on microcontrollerGUI Wei（School Of Business，Hubei University Of Technology，Wuhan ，430079，China）Abstract: This paper has carried on the design and the research to this control system for dynamic recycling sewage, mainly designed a relatively simple device to achieve the stability and temperature limit alarm level control system equipment by using AT89C51 microcontroller, and completed the hardware selection, the hardware connection between the schematic diagram, the hardware to work to achieve the program flow chart and some control procedures. Keywords：Dynamic cycling; Microcontroller; Swage- treatment1引言目前，污水处理的PLC控制系统在国内已经得到广泛的应用，但存在的不足地方在于其硬件成本比较高[1-2]。
基于单片机的水质监测系统的设计
基于单片机的水质监测系统的设计作者薛松林指导教师张仲义摘要:现在水源污染已经成了社会密切关注的话题，所以对水质进行监测成了保护水资源的一项重要措施，基于此本文设计了一款能够有效监测水质的系统。
对于水质的监测主要是监测水中自由离子浓度和水的浑浊度。
设计的方案是基于单AT89C51单片机，对水源进行采集，再通过传感器对采集到的水源进行处理产生模拟信号，之后再通过模拟信号转变成数字信号转换器（A/D转换器），转变之后的信号传送给单片机，单片机接收到信号之后进行处理后再显示模块进行显示。
通过本设计可以有效地得出水中浑浊度、自由离子浓度，从而判断水的污染情况！在本设计中，系统地介绍了水质监测的原理、硬件的结构、工作原理及其使用和各部分功能电路的设计。
关键词:水质监测、AT89C51单片机、数据采集、A/D转换、水中自由离子浓度、浑浊度、传感器Water quality monitoring system based on single chip designabstract: now water pollution has become a social topic closely, so the water quality monitoring has become an important measures to protect water, I designed a model based on effective monitoring of water quality system.Monitoring for water quality monitoring is mainly free ion concentration in water and the turbidity of water. Design scheme is based on single AT89C51, the acquisition of water and water supply were collected by sensors to produce analog signal processing, and then through the analog signal into digital signal converter (A/D converter), after the change of signal is transmitted to MCU, MCU receives the signal after processed before display module display. Through this design can effectively draw the water turbidity, free ion concentration, to judge the water pollution situation! In this design, systematically introduces the principle of water quality monitoring, the hardware structure, working principle and its usage and function circuit design of each partKeywords: water quality monitoring, AT89C51 single chip microcomputer, data acquisition, A/D conversion, free ion concentration in water, turbidity, sensors目录1.绪论 (1)1.1 我国水质监测背景 (1)1.2 国内水质监测技术的现状 (1)1.3 水质监测的意义 (2)1.4 水质监测的监测指标 (2)2水质监测的方法和原理 (4)2.1 水中自由离子浓度与水的导电率的相互关系 (4)2.2 水的浑浊度的监测原理 (4)3水质监测系统的硬件设计 (5)3.1 单片机的选择 (5)3.1.1单片机介绍 (5)3.1.2 单片机的最小系统 (7)3.2 复位电路和晶振电路 (8)3.3 显示电路设计 (9)3.4 传感器的选择 (11)3.5 A/D转换 (12)4 水质监测系统的软件设计 (14)4.1 C语言的特点和程序结构 (14)4.2水质监测主程序流程图 (15)4.3 ADC0832数据读取程序流程 (16)总结 (17)附录 (18)1 自由离子浓度和浊度监测原理图 (18)2 仿真图 (18)3 程序清单 (19)致谢 (27)参考文献 (28)1.绪论1.1 我国水质监测背景中国水资源的分布极其不均匀，水土流失矿山污水导致人类周围的水环境污染日趋严重，严重制约了经济的发展和危害着人类的健康。
基于单片机的污水质量监控系统的设计及实现
基于单片机的污水质量监控系统的设计及实现摘要：本以单片机为主控制芯片，设计了一种污水质量监控电路，采用PH传感器E-201-C型和浑浊度传感器TSW-30来对水体PH的与浑浊度进行数据的测量，并采用LCD1602x显示相关污水测试数据来显示测量的数据。
1引言污水处理存在于大多数现代化工业的一系列的过程中，特别是水质中强酸与强碱在化工方面会对一些设备产生不可修复的影响，在一定的程度下还会造成腐蚀，进一步的降低企业设备的使用时长。
如果对PH值控制不到位的话还会影响企业的整体效率还会产生一些环境方面的问题。
因此无论是工业生产过程还是还是一些其它的方面对水质进行有效的的测控都是非常重要的。
2系统方案设计设计采用的是AT89C51单片机，为主控芯片。
信号采集与处理电路采用相关传感器以及转化电路组成；检测模块显示水的PH值和浊度值并通过LCD1602实现人机界面，显示它们的示数。
如图1是系统硬件结构框图。
图1 系统结构框图3硬件电路部分（1）传感器采集电路对于污水处理，首先需要将相关水质量参数进行采集，本文采集电路主要用于污水中PH值采集，电路中采用E-201-C型传感器。
该传感器电路中包含了电压跟随电路，稳压源，信号放大电路，同时传感器外接温度测量的模块，但是温度是影响PH测量的重要的因数，使用时如果没有具体的要求的话，一般不会让温度来进行补偿。
该模块的P0引脚是PH值输出的引脚，将会和AD转换器的AIN3引脚相连并进行信号的转换。
图2是PH传感器电路的原理图。
图2 PH传感器电路原理图这文采用的浊度传感器为TSW-30，本传感器利用了光学原理来进行工作，电路的输出端将与AD转换器的AIN2引脚相连接并进行信号的转换。
图3将给出浊度传感器电路的原理图。
图3 浊度传感器电路原理图（2）A/D转换电路首先利用传感器模块对需要检测的对象进行测量，因为是采用的仿真系统，在这里将调节可调电阻代替现实中的采集。
传感器将检测到的信号通过转换电路将模拟量转化为数字量然后经过处理器进行信号的处理。
基于PLC的污水处理控制系统设计
基于PLC的污水处理控制系统设计基于PLC的污水处理控制系统设计一、引言污水处理是现代城市环境绿色发展的重要组成部分，它对于保护水资源、改善环境质量具有重要意义。
污水处理控制系统的设计是实现高效处理污水的关键。
本文将介绍基于PLC的污水处理控制系统的设计。
二、PLC技术在污水处理控制中的应用PLC（Programmable Logic Controller）是一种高性能、多功能、可编程的控制器，被广泛应用于工业自动化控制系统中。
对于污水处理控制系统来说，PLC可以实现控制、监测、调节等功能，提高处理效率和稳定性。
三、系统设计方案1. 系统架构设计基于PLC的污水处理控制系统主要包括传感器/仪表、PLC、执行器设备以及人机界面。
传感器/仪表用于监测污水处理过程中的各项参数，将数据传输给PLC。
PLC作为控制主机，接收传感器数据后进行逻辑运算和控制命令的产生，并通过数据通信方式控制执行器设备完成相应动作。
人机界面用于操作者对系统的监控和操作。
2. 传感器及仪表选择污水处理过程中需要监测的参数包括流量、浊度、pH值、温度等。
传感器/仪表的选择应考虑其测量准确度、可靠性和抗干扰能力，并能与PLC进行数据通信。
3. PLC程序设计PLC程序设计是污水处理控制系统设计的关键环节。
根据实际控制需求，编写逻辑程序，实现对传感器数据的处理和分析，以及对执行器设备的控制。
4. 执行器设备选择根据污水处理控制系统的需求，选择合适的执行器设备，如泵、阀门等。
执行器设备应能与PLC进行数据通信，实现远程控制。
5. 人机界面设计人机界面主要通过触摸屏或者计算机软件实现。
操作者可以通过界面进行对系统的监控和操作，如参数设定、报警显示等。
四、系统优势基于PLC的污水处理控制系统具有以下优势：1. 高效稳定：PLC具有高速、高精度的数据处理能力，可以实时响应控制命令，提高处理效率和稳定性。
2. 自动化控制：PLC可以实现各种逻辑控制和自动化操作，降低人工干预，提高处理效率。
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- -112010年第25期
（总第160期）
NO.25.2010
（CumulativetyNO.160）
摘要：为了获得安全可靠、高效经济的污水处理监控系统，可以利用单片机作为整个监控系统的下位机，通过RS485串口通信协约实现与中控室的微机上位机的数据通讯共享，形成现地与中控结合的联合站污水处理监控系统。
关键词：AT89C2051单片机；污水处理；监控系统；计量测量中图分类号：TH311 文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2010）25-0011-02
工业生产生活过程中会产生含有大量化合物的污水，如果未经任何处理或仅采用非常简单的沉淀过滤即排放于自然界，将会对周围的生态环境造成了巨大的破坏，给当地居民的日常生活带来严重的危害。
近几年，随着企业环保意识的加强，企业均对其内部不合理的污水处理装置进行了升级改造，其中污水处理自动监控系统改造就是企业污水处理项目中的一个重要环节。
传统的污水处理系统是采用电气继电器的控制方式，所采集的数据信号通常含有较大的误差，同时在现地操作时，需要直接接触各类强电开关，给运行人员心理造成不安全的因素。
利用单片机作为监控系统的下位机系统，将各分散单元的数据信号同一采集分析，并把对应的数据信息通过RS485通讯系统传输给中控微机，实现对污水处理系统现地与中控室联合监控的目的，不仅可以减少运行人员的数量，节约生产成本和资源消耗，同时还可以对污水处理进行实时动态的监控管理，提高污水处理效率，具有很大的经济意义。
1 工艺流程
为了保证污水排放后能够达到废水排放的标准，首先应该将废水经过反应罐进行化合物中和反应，降低废水的酸碱度；然后将废水送入沉降罐中，进一步过滤废水；接着将废水通入一体化净水罐中，经设备的自处理，使废水能够达到排放标准；最后通过废水提升泵将废水加压送入排放管道内，其具体工艺流程如图1
所示：
- -12从图2中可知，为了防止采集到的各类信号在传输过程中发生衰竭而不能真实反映系统的整体运行工况，将所有信号首先通过信号滤波放大电路，把夹杂在信号中的冗余信号进行滤波剔除后，经放大电路将信号进行放大。
然后将放大信号通过ADC0809数模转换电路，将传感器采集到的模拟信号转换为计算机识别的数字信号，并通过RS485总线传输给AT89C2051单片机，由单片机控制现地变频器单元，并将数据传输给中控计算机，实现动态监控的目的。
3 配药池变频PID 控制
在闭环控制系统中，通常采用比例-积分-微分（PID）的逐步收敛变速调节控制模式。
为了实现污水处理系统随废水需要量动态供药的需求，利用单片机采集反应罐出口处的废水pH 值，然后通过通信总线直接控制现地变频器，将系统自动采集所得的pH 值反馈量与配药控制系统中的pH 预设目标量进行对比分析，然后将所得的配药量偏差信号转换为供药泵电机的电源频率信号，直接控制供药泵的运行转速实现供药系统输入输出平衡。
3.1 目标量
联合站污水处理监控系统在硬件安装调试过程中，可以根据污水处理装置历史需要量的平均值来设置变频供药系统的目标量，再根据系统的运行情况动态调整供药量的目标值。
3.2 反馈量
为了能够保证配药池供药量的输入和输出平衡，通过在反应罐出水管口安装pH 计量装置，将系统中废水的pH 值动态信号以模拟信号的形式通过屏蔽通信电缆传送给信号滤波放大电路，最后传输给变频器作为系统的动态反馈信号，通过变频器初设目标值的数据比较，形成加药电机电源频率信号，动态调节电机的运行转速，实现动态供药的目的。
4 软件程序设计
由于单片机的联合站污水处理监控系统主要包括下位机（单片机）和上位机（中控计算机）两个部分，为了实现污水处理的动态监控，需要分别完善下位机和上位机的软件结构。
4.1 下位机软件设计
根据硬件电路设计的功能，单片机作为现地单位控制的核心，需要采集污水的流量、pH 值等数据，并将pH 差值转换为系统实时需药量，动态调整配药平衡，其主要的判断逻辑如图3所示。
从图3中可知，单片机在一个周期内完成一次数据采集，并经pH 值的闭环调整，给出系统需药量的流量值控制变频器调节电机电源频率，同时进入下一周期循环中。
4.2 上位机软件设计
现场过程单片机测控系统能够作为一个独立的系统完成对现场污水处理过程的测控，为了便于运行人员进行集中控制，减少劳动工作量，利用RS485通讯协议建立系统通讯总线，将现地单元的数据信号传输给中控计算机中，便于运行人员实时动态的监视和控制系统，保证系统高效经济的运行。
建立动态数据库是上位机系统的核心内容，其动态数据库软件模块结构如图4
所示：。