基于PLC的氨氮检测控制系统研究与设计

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1、密级无分类号TP273工程硕士学位论文基于PLC的氨氮检测控制系统研究与设计王洁指导教师苗荣霞副教授张健康高级工程师申请学位级别工程硕士工程领域控制工程2018年5月20日基于PLC的氨氮检测控制系统研究与设计学科：控制工程研究生签字：学校教师签字：企业教师签字：摘要氨氮污染问题在我国各水域及湖泊非常严重，氨氮浓度超标直接影响水中生物生存，且产生的致癌性物质对人体也会造成一定的危害。实时掌握水域氨氮浓度可为水环境的预防和维护提供保障。由于我国氨氮检测设备起步晚，基础薄弱，检测仪的测量精度和自动化程度仍与国外产品之间存在差距，所以研究设计一款测量方法简单、测量数据精准、抗干扰

2、能力强的自动实时氨氮检测设备，对推动我国水质检测设备的发展具有重要的作用。因氨气敏电极法测量氨氮浓度不受水体中其他离子和水体浑浊度等因素的影响、测量范围广且反应废水具有可处理性等优点，故系统选取此方法对水域氨氮进行检测。本文引入校准曲线算法，同时改进溶液配比方法，大大提高了氨氮检测控制系统的测量准确度。系统选用高可靠性的西门子S7-200可编程控制器为核心完成自动量液、自动PH配比、自动搅拌、自动反应、自动测量、自动排液和自动清洗等流程；经PLC运算处理的数据使用PC/PPI电缆传输至装有WinCC组态软件的上位机中，WinCC与PLC采用OPC服务器进行通讯；通过上位机W

3、inCC组态软件实时显示氨氮检测控制系统的运行状态、系统的运行参数以及氨氮检测的浓度值，从而实现对氨氮检测控制系统的实时监控。通过对氨氮控制系统各个模块功能的调试和系统整体性能的测试，表明本系统功能可靠、方案设计合理、精度达标、抗干扰能力强，实现了氨氮检测工艺控制过程的自动化，控制效果也有明显的改善，完成了设计最初的目的且具有一定的实际应用价值。关键字：氨氮；氨气敏电极；PLC；WinCCResearchandDesignofAmmoniaNitrogenDetectionControlSystemBasedonPLCDiscipline:ControlEngineerin

4、gStudentSignature:SupervisorⅠSignature:SupervisorⅡSignature:AbstractTheproblemofammonianitrogenpollutionisveryseriousinvariouswaterareasandlakesinChina.Ammonianitrogenconcentrationhasadirectimpactontheaquaticlivesinthewater,andtheresultingcarcinogenicsubstancesalsocausecertainharmfuleffect

5、onthehumanbodies.Real-timeunderstandingoftheconcentrationofammoniainChina'swaterscanprovideastrongguaranteeforthemaintenanceandpreventionofChina'swaterenvironment.BecauseofthelatestartofChina'sammonia-nitrogendetectionequipmentandtheweakfoundationthatagapbetweenthemeasurementaccuracyandaut

6、omationofthedetectorandforeignproducts.Soautomaticreal-timeammonianitrogenwithsimplemeasurementmethod,accuratemeasurementdataandstronganti-interferenceabilityisstudiedanddesigned.TestingequipmentplaysanimportantroleinpromotingthedevelopmentofwaterqualitytestingequipmentinChina.Theammoniaga

7、ssensitiveelectrodemethodcankeepawayfrominfluenceofotherionsandwaterturbidityinthewater,themeasurementrangeiswide,andthereactionwastewaterhastheadvantagesofhandleability,sothesystemselectsthismethodforammonianitrogeninthewater.Thispaperintroducesthecalibration