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。

《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。

基于单片机的水质监测系统的设计随着工业化进程的加快和城市化程度的提高，水污染日益严重，给人们的生活和环境带来了严重的威胁。

因此，建立一个有效的水质监测系统对于保护水资源、维护生态平衡至关重要。

本文将介绍一个基于单片机的水质监测系统的设计，该系统可以实时监测水质参数，并提供准确的数据支持和预警功能。

一、系统概述基于单片机的水质监测系统主要由传感器模块、数据采集模块、处理模块和通信模块组成。

传感器模块用于采集水质参数，数据采集模块将传感器采集到的数据进行模拟信号转换，并传输给处理模块。

处理模块对数据进行处理和分析，并根据预设的阈值进行报警或报表生成。

通信模块用于与外部设备进行数据的传输和交互。

二、传感器模块设计传感器模块是整个系统的核心部分，其负责采集水质参数。

常见的水质参数包括温度、PH值、溶解氧、电导率等。

在设计传感器模块时，需要选择合适的传感器，并根据传感器的特性进行电路的设计。

传感器与单片机之间需要建立稳定的连接，以确保数据的准确传输。

三、数据采集模块设计数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换成数字信号，并传输给处理模块。

在设计数据采集模块时，需要考虑采样率、精度、信噪比等参数。

采用适当的模数转换器可以实现模拟信号到数字信号的转换，同时需要进行滤波和放大等处理，以提高数据的质量和稳定性。

四、处理模块设计处理模块是整个系统的核心，负责对采集到的数据进行处理和分析，并根据预设的阈值进行报警或报表生成。

在设计处理模块时，需要考虑数据的存储和处理算法的选择。

可以采用存储芯片或者SD卡等方式进行数据的存储，同时需要编写相应的算法来实现数据的处理和分析。

五、通信模块设计通信模块负责与外部设备进行数据的传输和交互。

可以采用无线通信模块或者有线通信模块，如WIFI、蓝牙或者以太网等。

通过通信模块，可以将采集到的数据传输给上位机进行进一步的处理和分析，也可以实现与其他设备的联动控制。

六、系统测试和优化完成系统的硬件和软件设计后，需要进行全面的测试和优化。

摘要随着科学技术的不断发展，人类对自然的污染也在不断增加，目前，我们正在努力减少这种危害，利用先进的技术来处理各种污染源。

在各种污染中，废水的污染占了很大的一部分，各国家都在不断完善自己的废水处理系统。

本课题设计了一个废水处理的控制系统，以单片机为核心，通过流量传感器和PH值传感器进行信号采集，将信号传递给单片机进行处理，单片机发出控制信号，由电动调节阀控制电石渣液的流量，使废水的PH值达到排放标准。

针对酸性废水中和过程中的中和剂浓度波动大及中和反应严重滞后的问题，采用串级调节系统对中和过程进行控制，内环控制电石渣液的流量，外环控制PH值，并具有报警和显示功能。

此外，系统以电石渣液作为中和液，达到以废治废的目的。

关键词废水串级控制 PH值单片机AbstractWith the continuous development of science and technology, human’s pollution to the nature is constantly increased. At present, we are working to reduce this hazards by using of advanced technology to deal with various pollution sources. Wastewater pollution is a big part in various forms of pollution, and all countries are constantly improving their own wastewater treatment system.The paper designs a wastewater treatment control system which based on the Single Chip Machine as the core, through the flow sensors and PH value sensor to collect the signals which will be transmitted to the Single Chip Machine, Single Chip Machine will process these signals and send control signals to the electric control valve which can control the flux of calcium carbide dregs liquid, so that PH value of wastewater can be achieved the standards of the discharge wastewater.Aimed at the large fluctuation of neutralization agent concentration and the serious lag of neutralization action during the process of acid waste water neutralization, adopting cascaded control adjustment system, inner loop is with responsibility for controlling the flux of calcium carbide dregs liquid, while outer loop is for controlling PH signal ,it has function of alarm and display.Furthermore, system uses the calcium carbide dregs liquid as the neutral liquid to achieve the objective of waste govern waste.Key words:Waste water Cascaded control PH value Single Chip Machine1引言1.1 课题设计的目的目前水污染日益严重，水源逐渐紧张以来，废水处理的界限也就逐渐模糊起来。

基于单片机的水质监测系统的设计1为什么需要水质监测随着经济和人类活动的发展，水资源逐渐稀缺，水环境污染问题也变得越来越严重。

水质的监测对于环保和人类健康至关重要。

水质监测运用专业仪器和技术对水质参数进行实时监测、自动化控制和应急预警，不仅能够及时发现和解决水污染问题，保障饮用水安全，而且促进水资源的可持续利用。

因此，基于单片机的水质监测系统是当前水环境保护的重点研究方向。

2基于单片机的水质监测系统设计流程2.1系统的功能本系统的主要功能是实时监测水中的总氮、总磷、COD、pH和温度，同时采用自动化控制方法，控制水中污染物的含量，保证水质的安全和稳定。

2.2系统框架本系统由水质监测模块、数据处理模块和控制模块三部分组成。

其中，水质监测模块用于检测水体中的各项指标；数据处理模块用于收集、存储和处理监测数据；控制模块实现对水质的自动调节，同时可以实时发出报警信号，保障水体的安全性。

2.3系统硬件该系统硬件部分采用基于ATmega328芯片的Arduino UNO开发板，传感器部分使用PH传感器、温度传感器、COD传感器、总氮传感器、总磷传感器等，同时还需驱动电路、显示屏和报警器等组成硬件系统。

2.4系统软件该系统软件部分主要包括程序设计、数据处理和通信控制。

根据传感器测量到的实时数据建立控制模型，实现对于水质的自动控制调节，并通过通信接口将数据上传至云端或者管理系统，实现远程监控和控制。

3系统实现及应用基于单片机的水质监测系统在现实中已经得到广泛应用。

例如，在水质监测实验室、工业环保、水源保护、污水处理等领域都有着重要的作用。

本系统可以实现即时控制和实时报警，提升了水质监测的效率和精度，从而更好地保护了水环境及人民健康。

未来发展中，基于单片机的水质监测系统应该更加智能化，实现对水质的更直观、更精确、更智能的检测，提高监测数据的可视性和可操作性。

同时，提高数据的稳定性，为相关决策提供决策支持。

基于单片机的农村污水处理控制器设计作者：徐益武来源：《电子技术与软件工程》2017年第09期摘要为了适应多样化的农村污水控制工艺，提高农村污水出水水质，需要设计可靠性高，数据上传的控制器。

农村污水处理控制器的设计，先根据工艺控制要求和现场的使用环境来实现可靠的硬件电路，然后，按软件分层设计思想，把单片机软件分为三层结构，实现应用软件的可靠控制，同时，通过GPRS技术，把现场数据上传到数据中心。

这样，有效提高了正常的出水天数。

【关键词】分层设计单片机可靠性1 前言目前，农村污水大多数是通过污水处理终端设备进行就地分散处理。

处理的工艺多，有人工湿地工艺、A²O工艺、净化槽工艺等，相应的控制方式也不一样。

控制过于简单和控制器故障会直接影响动力设备，如水泵的使用寿命，以及正常的出水水质。

运维数据中心建设后，控制器还需要对现场的主要数据，包括流量数据，设备运行状态数据等，通过GPRS技术，上传到数据中心。

为此，根据控制器的使用环境和控制工艺的特点，设计单片机控制器，来满足可靠性的控制工艺和数据上传的要求，有效提高了正常的出水天数。

2 硬件设计2.1 硬件总体结构硬件主要由单片机、3路隔离485电路、1路隔离232电路、FLASH电路、DC-DC电路、RTC时钟电路、6路继电器输出电路（DO）、10路数字输入电路（DI）和6路模拟量输入电路（AI）等组成。

硬件总体结构如图1。

2.2 DC-DC电路设计系统的可靠运行，对直流电源的可靠性设计非常重要。

系统中主要用到+24V和+5V电源。

+24V电源采用明伟开关电源NES-50-24。

单片机对电源要求高，采用LM2596-5.0构成的DC-DC电路，由+24V变为+5V，外围元器件少，转换效率高，电路发热少，适合室外高温环境下工作。

2.3 单片机最小系统设计单片机最小系统由单片机内部集成资源、程序下载电路和系统时钟电路组成。

单片机采用STC15W4K32S4，包含32K的程序空间和4K的SRAM，26K的EEPROM，62个I/O口，集成MAX810复位电路，4个独立的全双工串口，集成硬件看门狗，10位高速8路ADC，支持ISP和USB下载，内置高精度R/C时钟。

《基于PLC的污水处理控制系统设计》篇一一、引言随着城市化进程的加速，工业、农业及生活污水日益增加，对环境的压力与日俱增。

污水处理系统的稳定性和效率成为现代城市管理的关键。

因此，本文将重点讨论基于PLC（可编程逻辑控制器）的污水处理控制系统设计，以实现高效、稳定、自动化的污水处理过程。

二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现以下功能：1. 提高污水处理效率，降低运营成本；2. 保障系统运行的稳定性和可靠性；3. 具备高度的自动化控制能力，降低人工干预。

三、系统组成及设计原理基于PLC的污水处理控制系统主要由以下几个部分组成：PLC控制器、传感器系统、执行器系统、人机界面（HMI）以及通信网络。

1. PLC控制器：作为整个系统的核心，负责接收传感器信号，进行逻辑运算和数据处理，控制执行器的工作。

2. 传感器系统：用于实时监测污水的水质、流量、液位等参数，将信号传输给PLC控制器。

3. 执行器系统：根据PLC控制器的指令，控制污水处理的各个环节，如泵的启停、阀门的开关等。

4. 人机界面（HMI）：提供友好的操作界面，使操作人员能够实时监控系统状态，进行系统参数的设置和调整。

5. 通信网络：连接PLC控制器、传感器、执行器以及HMI，实现数据的实时传输和指令的下达。

四、系统工作流程基于PLC的污水处理控制系统的工作流程如下：1. 传感器实时监测污水的水质、流量、液位等参数，并将数据传输给PLC控制器。

2. PLC控制器接收数据后，进行逻辑运算和数据处理，得出控制指令。

3. PLC控制器根据控制指令，控制执行器系统进行污水处理，如开启或关闭泵、阀门等。

4. 人机界面实时显示系统状态、数据及报警信息，操作人员可以根据需要进行调整和设置。

5. 系统通过通信网络实现各部分之间的数据传输和指令下达。

五、系统特点及优势基于PLC的污水处理控制系统具有以下特点及优势：1. 高效性：通过自动化控制，提高污水处理效率，降低运营成本。

基于单片机的生活废（污）水处理系统设计
1 引言
中国是全球人均水资源最贫乏的国家之一，然而在我国，水资源短缺与严重浪费现象长期并存。

未来15 年是我国建设节水型社会的关键时期，国五部委联合发布的《中国节水技术政策大纲》中，对建设节水型社会的规划之一是推广先进实用的节水技术。

学生公寓盥洗室生活用水量大，水池的排水方式普遍为直排式，使具有再次利用价值的生活废水被排入下水道，造成水资源的浪费。

本课题设计的是生活废水二次利用装置的控制系统，这一系统地完成有利于推进节水技术的推广，用单片机控制废水处理的设备，从而实现现场的自动化控制。

2 系统总体设计
系统节水装置如图 1 所示，本生活废水处理控制系统主要分为以下几个模块，通过检测浮子开关量来检测水位，如图中的K1，K2，K3，分别检测过滤水箱，净水箱，储水箱的水位，即输入单元模块，此模块主要用于为控制器提供各输入量的逻辑组合值；驱动电气箱内的电机停转以控制水位的输出控制单元模块；及状态显示，声光报警，数码显示流量总计和手动自动控制切换单元模块。

图1 节水装置示意图
2.1 控制系统输入模块设计
对输入量的检测要实时准确，本系统使用浮子来检测水位是处于高水位状态或低水位状态，其输出为开关量，所以可以直接将开关量的值检测到单片机内。

对开关输入量的检测主要有以下两种典型的方案：一是通过光电耦合器。

基于AT89C52的污水处理控制系统的设计摘要：本文介绍了利用AT89C52型单片机，来实现多种的污水净化处理系统的自动控制，本文详细介绍了系统的硬件结构以及软件设计流程图，并且介绍了编程中的关键问题。

关键词：污水处理：数据采集；AD转换；中断控制引言本文设计了一种基于单片机的污水处理控制系统。

该系统以AT89C52为硬件平台，针对污水的温度、PH值、透光率脉动、浊度和液位等五种较为典型的水质参数进行连续在线检测，并依据参数变化采用模糊控制策略自动调节多种净水剂的投放量，控制各个泵、阀、搅拌器的工作状态，从而实现了对多种水质参数的闭环控制。

通过RS-485通信接口将数据和状态信息上传到上位机显示和存储，使系统具有良好的人机界面，用户使用简单方便。

1基本原理在污水处理过程中，加药反应过程是一个关键环节，由于影响加药量的因素很多，也很复杂，混凝剂的投加量不仅与处理工艺、进水浊度、pH值、流量、水质、水温等有关，还和混凝剂种类、加药地点、混合方式、混凝剂质量浓度有关。

根据污水处理的工艺要求，通过改变加药量来调整絮凝澄清效果，保证气浮机流出污水的浊度在一定范围即可保证净水效果。

因此，加药量的控制非常关键，太少则混凝效果不好，水中胶体未完全絮凝。

太多则发生再稳定现象，不仅出水效果差，而且浪费混凝剂。

根据现场污水状况和污水处理工艺特点，污水的pH 值和水温基本稳定。

控制系统主要根据污水流量实现控制，以气浮机的出水浊度作为反馈修正，输出信号控制加药计量泵。

实现对加药量控制。

根据污水的进水量O和单位污水需求混凝剂量K可以计算出加药量Ql，即QI=K×Q，单位水需求混凝剂量K可根据原水的水质、药剂的浓度等因素确定。

图1为加药控制系统的结构。

由于量泵加药后要经过一定时间后，才能测出污水浊度，具有很滞后性，不易实现实时控制。

但可以将污水的浊度数据和流量数据传给上位机进行数据分析，制定控制参数表，在线修正单位水需求混凝剂量K，保证出水浊度符合要求的范围。

摘要摘要随着科学技术以及工业化的快速发展，再给我们日常生活带来便利的同时也带来了很多问题，环境污染作为被广泛关注的一个问题，其中环境污染又包含很多，例如：空气污染、水污染等等，本文主要对水污染中的工业污水PH值控制和处理进行研究。

对于水得PH值得改变和控制可以通过中和反应进行，但是中和反应是一个非线性得过程，所以对于PH值得控制又被称为污水处理的几大难题之一。

本设计采用STM32单片机作为主控芯片，通过搭配PH值检测传感器、水流流量计、LCD液晶显示屏、加碱控制装置共同构成此系统，需要实现的功能是当检测到污水中PH值不符合设定的阈值范围启动加碱装置投放相应的材料进行中和反应，加碱装置的投放量应当以水流流量计计算出的水量而判定。

同时LCD可以实时显示当前污水中的PH值。

通过PH传感器和流量计的配合工作能够精准的对污水的PH值进行控制达到良好的效果，对该系统进行拆分可以分为主控模块、传感器模块、LCD显示模块、加碱控制模块，通过软件的编程将几个模块连接起来进行协同工作，从而实现本系统的基于STM32的污水处理系统的设计。

关键词：污水处理；PH值控制；STM32；流量计；加碱控制；AbstractWith the rapid development of science and technology and industrialization, and then bring convenience to our daily life also brought a lot of problems at the same time, the environmental pollution as a widely attention problems, the environmental pollution and contains a lot of, for example: air pollution, water pollution and so on, this article mainly for industrial wastewater PH of water pollution control and treatment were studied. The change and control of the PH value of water can be carried out through the neutralization reaction, but the neutralization reaction is a nonlinear process, so the control of the PH value of water is also known as one of the major problems in sewage treatment.This design USES STM32 MCU as the master control chip, through collocation PH value detection sensor, flow meter, LCD liquid crystal display, alkaline control device together form the system, the function of the need to implement is detected when the sewage in the PH value does not conform to start setting the threshold value range of alkaline neutralization reaction on device on the corresponding material, supply of alkaline device shall be to calculate the amount of water and water flowmeter. Meanwhile, the LCD can display the PH value of the current sewage in real time. Work with PH sensors and flow meter can be accurate to control sewage PH to achieve good results, to break up the system can be divided into master control module, sensor module, LCD display module, alkaline control module, through software programming connects several modules to work together, so as to realize the system design of the sewage treatment system based on STM32.Key words: sewage treatment; PH control; STM32; Flow meter; Alkali control;目录第一章绪论 (1)1.1 废水处理控制系统的研究背景 (1)1.2 设计意义 (2)1.3 国内外发展现状 (3)第二章方案论证 (5)2.1 设计方案的提出 (5)2.2 可行性及利弊分析 (5)2.3 总体方案设计 (5)2.4 主控模块选型 (6)2.4.1 51单片机 (7)2.4.2 FPGA (8)2.4.3 PLC (9)2.4.4 DSP芯片 (10)2.5 显示模块的选择 (12)2.6 传感器的选择 (13)2.7 编程语言的选择 (14)2.7.1 汇编语言 (14)2.7.2 C语言 (14)第三章硬件电路设计 (15)3.1 系统硬件描述 (15)3.2 单片机 (15)3.2.1 单片机最小系统 (16)3.2.2 单片机应用范围 (16)3.3 PH检测模块 (18)3.3.1 PH值检测模块 (18)3.3.2 PH信号检测放大电路 (19)3.4 系统电源模块 (19)3.5 LCD液晶显示模块 (20)3.5.1 LCD1602简介 (20)3.5.2 液晶的成像原理 (21)目录3.5.3 液晶显示屏的分类 (21)第四章系统软件设计 (22)4.1 软件介绍 (22)4.1.1 电路原理图绘制 (22)4.1.2 Keil软件的简介 (23)4.2 主函数流程图 (24)4.3 PH检测程序 (24)4.4 流量检测程序 (25)4.5 加碱程序 (26)4.6 LCD显示模块流程图 (26)第五章系统演示 (28)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论第一章绪论1.1废水处理控制系统的研究背景随着工业化的快速发展，工业所带来的环境污染问题也日益严重，尤其是火力发电行业，虽然近些年来火力发电厂在逐渐减少，不可否认的是火力发电仍然作为主要的电能供应手段，火力发电会产生大量的工业废水，并且这些废水如果不进行有效的处理直接排放至河流则会对河流造成极大的损害。

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摘要：污水处理是一项重要的环境保护工作，它涉及到对废水中的有害物质进行有效去除和处理，以保护水资源的安全和保障生态环境的健康。

传统的污水处理控制系统通常采用传统的电气控制方式，存在操作复杂、控制精度低等问题。

本文提出了一种基于PLC（可编程控制器）的污水处理控制系统设计方案，通过PLC控制技术和网络通信技术，实现对污水处理过程的自动化控制，并进行了系统建模与仿真验证。

关键词：PLC、污水处理、控制系统、自动化控制、系统建模1. 引言随着工业化进程的不断加快和城市化进程的不断深入，废水排放量不断增加，严重影响到水环境的质量和水资源的可持续利用。

为了实现对废水进行高效处理和净化，提高水资源的利用效率和环境保护水平，研究和设计一种高效可靠的污水处理控制系统至关重要。

2. 污水处理控制系统概述污水处理控制系统是指对污水处理过程中的各个环节进行监控和控制，并根据实际情况进行调整和优化的系统。

传统的污水处理控制系统主要采用PLC控制技术，通过传感器采集废水处理过程中的关键参数，如水位、PH值、浊度等，然后将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

但传统的污水处理控制系统存在操作复杂、控制精度低等问题，不利于实现对废水处理过程的自动化控制和优化。

3. 基于PLC的污水处理控制系统设计方案为了解决传统污水处理控制系统存在的问题，本文提出了一种基于PLC的污水处理控制系统设计方案。

该系统主要包括数据采集模块、PLC控制模块、通信模块和人机界面模块。

3.1 数据采集模块数据采集模块通过传感器对污水处理过程中的关键参数进行实时采集，并将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

数据采集模块主要包括传感器模块和数据传输模块。

传感器模块负责对污水处理过程中的水位、PH值、浊度等参数进行实时采集，数据传输模块负责将采集到的数据传输给PLC进行处理和控制。

3.2 PLC控制模块PLC控制模块是整个系统的核心部分，它负责对采集到的数据进行处理和控制，以实现对污水处理过程的自动化控制。

基于PLC的污水处理自动控制系统设计污水处理是保护环境、维护人类健康的重要工作之一、为了提高污水处理的效率和安全性，自动化控制系统起到了至关重要的作用。

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种集中控制系统，可以应用于污水处理的自动控制系统中。

首先，污水处理自动控制系统的主要功能包括污水的处理、监测、报警以及设备运行的控制等。

PLC可以实现对整个系统的可靠控制和监测。

下面将从污水处理的主要流程出发，详细介绍PLC在自动控制系统中的设计。

第一步是进水处理环节，这一步主要处理进入处理系统的污水。

PLC可以通过监测进水的流量、pH值、温度等参数，实时控制进水泵的启停。

当进水污染物超过一定浓度时，PLC会发出报警信号，提醒运维人员进行处理。

第二步是初级处理环节，主要是对污水中的固体污染物进行去除。

PLC可以通过控制初级处理设备，如格栅、沉砂池等，实现对污水中固体污染物的除去。

通过控制机械旋转和排泥等操作，PLC可以提高处理效率和质量。

第三步是中级处理环节，主要是对溶解性有机物和微生物进行去除。

PLC可以通过控制曝气系统的运行，调节曝气效果以实现更好的氧化降解效果。

此外，PLC还可以通过监测污水中溶解氧的浓度，实时反馈给控制系统，保证系统的稳定运行。

第四步是深度处理环节，主要是对残余污染物进行进一步处理。

PLC可以根据污水的具体情况和处理要求，控制活性污泥的曝气、搅拌、稀释等操作，实现对污水的深度处理。

通过不同的控制策略和调节控制参数，可以确保系统的稳定性和处理效果的优化。

最后是出水的处理环节。

在出水处理环节，PLC可以监测水质参数，如溶解氧、浊度、氨氮等，以保证出水的质量。

当出水超过规定的水质标准时，PLC会发出报警信号并自动调整处理参数，以保证水质符合要求。

综上所述，基于PLC的污水处理自动控制系统设计涉及到进水处理、初级处理、中级处理、深度处理和出水处理等环节。

通过PLC的实时监测和控制，可以提高污水处理的效率和质量，减少对环境的影响。