1. 研究目的与意义
| 1．本课题研究的背景、目的及意义 |
| 水是人类生活和生产活动不可缺少、不可替代的宝贵资源，是社会可持续发展的重要因素。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。 为保证污水处理工艺可靠、顺利实施，自动控制系统的设计及控制技术的运用要义可靠性为基础，综合考虑控制技术先进性、可扩展性，同时兼顾降低系统造价。传统的污水处理系统是采用电气继电器的控制方式,控制线路复杂，继电器多，长时间运行后线路老化，所采集的数据信号通常含有较大的误差,同时在现场操作时,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。而目前，污水处理的PLC控制系统在国内也有一定的应用，但存在的不足地方在其硬件成本比较高。而单片机具有体积小、价格低、稳定可靠、应用可靠等特点，因此采用单片机控制技术能有效的实现工业污水控制系统。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通讯系统传输给51单片机,实现对污水处理系统现场与中央处理器的目的,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。 现在，城市土地寸土寸金，传统污水处理每一次反应都会使用一个处理池，一个简单的过程可能会使用多个化学反应池，曝气池和沉淀池。占地面积极大严重浪费土地资源，对城市的规划和发展有着极大的消极影响。而现在采用一个处理池分次处理污水，可以大大节约土地资源。因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表的使用、单片机控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的控制方法。 采用上述先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。这样不仅可以提高水的利用率；恢复城市乃至流域的良好水环境，还可以降低由于污染物排放对环境的危害。提高工业污水的再生利用率，一是可以减少污染物排放，二是节约了有限的水资源。在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。 |
2. 研究内容和预期目标
| 2．本课题主要研究内容和预期目标 |
| 一、研究内容 1、使用MCS51单片机及外围芯片设计工业污水处理系统硬件电路，了解工业污水 处理的工艺方法。 2、使用单片机C51语言设计应用程序。 3、学习掌握单片机仿真器的调试、使用，掌握单片机C程序设计。 4、掌握步进电机原理和，使用C语言编写污水处理控制程序和测量采集程序，实现对污水处理设备加工过程的全自动控制。 5、通过课题的实践，掌握了电子产品设计的一般过程，提高了综合应用了专业基础理论知识的能力，为走上工作岗位奠定了良好的基础。 二、预期目标 污水由进水阀送入处理池，通过液位传感器控制污水的量；使用风机进行曝气，定时器控制曝气时间；曝气结束后，利用液位传感器控制加药量；搅拌机定时搅拌；定时器控制沉淀时间；最后通过出水阀将处理过达到排放标准的水排出。 工业污水处理系统的主要功能是完成对污水的净化的作用，将工业生产中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。
|
3. 研究的方法与步骤
| 3．本课题拟采用的研究方法、步骤 |
| 1、掌握集中污水处理的工艺方法以及工艺设备的基本结构和原理。 2、掌握Proteus的51系列单片机设计与仿真，设计污水处理过程的实时显示模拟真实运行环境。 3、制电路原理图，安装、调试部分硬件电路。 4、掌握单片机C语言及其程序设计一般方法，编写的人机接口和中断处理等应用程序。 5、根据污水处理的工艺的一般过程，完成全自动污水处理加工控制程序设计。 污水由进水阀加入反应池，通过液位传感器控制污水量。
|
4. 参考文献
| 4．本课题主要参考文献 |
| [1]肖金球. 单片机原理与接口技术. 清华大学出版社,2004 [2]王为青. 程国钢；单片机Keil Cx51应用开发技术. 人民邮电出版社,2006 [3]何立民. 单片机高级教程应用与设计. 北京：北京航空航天大学，2002 [4]高继坤等. 运算放大器应用电路的分析. 北京：北京理工大学出版社，1989 [5]李远文,胡筠编著. 有源滤波器设计. 北京:人民邮电出版社,1986 [6]坂本正文 著, 王自强译. 步进电机应用技术. 北京：科学出版社 [7]刘宝廷等. 步进电动机及其驱动控制系统. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997 [8]陈忠平. 基于Proteus的51系列单片机设计与仿真. 北京：电子工业出版社, 2015 [9]谢龙汉,莫衍. Proteus电子电路设计及仿真. 北京：电子工业出版社，2012 [10]陈荣,王海瑞. 污水处理计算机控制系统的设计与实现[J]. 计算机测量与控制, 2012 [11]李广弟等.单片机基础[M].北京航空航天出版社，2001.[12]王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009.[13]陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2010.[14]刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2007.[15]钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].人民邮电出版社，2007.[16]李平等.单片机入门与开发[M].机械工业出版社，2008. [17]崔玉川，马志毅，王孝承，李亚新编.废水处理工艺设计计算.1994[18]高俊发等主编.污水处理厂工艺设计手册.2003[19]孙力平等编著.污水处理新工艺与设计计算实例.2002[20]北京水环境技术与设备研究中心等主编.三废处理工程技术手册.废水卷.2000
|
5. 计划与进度安排
| 5．本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容） | ||||||||||||||||||||||||
|
