数传电台与GPRS相结合的水厂遥控系统的研究和设计

论文摘要

水的重要性不言而喻，它不仅对国民生产起着至关重要的作用，而且与人民群众的日常生活息息相关。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，人们对水资源的需求量有所增加，对水资源的质量标准有所提高。短时期内企业及居民的用水量还将持续增长，但目前国内供水企业及水厂，特别是城镇中小型水厂，生产工艺相对简单，设备比较落后，难以保证水生产及供水运行，影响本区域的生产与生活。通过相关资料检索和查询，以及供水企业和城镇中小型水厂的调研，加强供水系统的自动化与信息化水平，已成为目前亟待解决的问题。课题选自内蒙古西部某城镇集中供水项目，该项目中井群地理位置分散且与水厂距离较远，管网监控点较多且分布不均。若使用线缆连接执行机构和各种测量仪器，投资成本及施工费用很高，后期线缆维护较困难，此外电信号长距离传输会造成强度衰减导致测量精确度的下降。据此情况课题采用了无线通信方式对井群实施远程控制、对管网进行监测。井群遥控系统的实时性要求比较高，而管网参数监测实时性要求相对较低且测量点分散，对比各种无线通信方式的优缺点，课题研究和设计了数据传输电台与GPRS相结合的水厂遥控系统，其中井群遥控采用数据传输电台进行数据传输和通信联络，管网参数监测使用了GPRS通信。供水管网参数监测只是一种手段，目的是通过参数监测精确定位管网的泄漏点，课题对管网的压力和流量两参数进行监测来定位管网的的泄漏点。在水厂遥控系统中，数据传输电台与GPRS相结合通信，目前使用较少，二者优势互补，提高了供水企业水生产的效率；该系统投资及建设成本低廉，在城镇中小型水厂有较高的使用价值，稍加改动即可推广使用，此外压力流量法定位管网泄漏，可降低调泵和开关阀对泄漏定位的影响，提高定位精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 课题研究综述
• 1.1 课题研究意义及背景
• 1.2 国内外水厂发展现状及前景
• 1.2.1 国外水厂发展及现状
• 1.2.2 国内水厂发展及现状
• 1.2.3 水厂未来发展趋向
• 1.3 课题研究和设计方案
• 1.3.1 水源井与水厂的数传电台通信
• 1.3.2 水厂与调度管理中心的 GPRS 通信
• 1.3.3 供水管网监控系统的 GPRS 通信
• 1.3.4 负压力波流量法的供水管道泄漏定位
• 1.3.5 可视化编程的水厂监控与管理系统
• 1.4 本章小结
• 2 课题相关知识基础
• 2.1 水厂生产工艺
• 2.2 水厂自动化系统的组成
• 2.3 本章小结
• 3 水厂遥控系统硬件设计
• 3.1 系统设计原则
• 3.1.1 井群遥控系统
• 3.1.2 供水管网监测
• 3.2 硬件设备选择
• 3.2.1 可编程逻辑控制器
• 3.2.2 分布式 I/O 模块
• 3.2.3 智能电量变送器
• 3.2.4 液位传感器
• 3.2.5 压力变送器
• 3.2.6 电磁流量计
• 3.3 通讯设备及组网
• 3.3.1 数传电台
• 3.3.2 GPRS 通信
• 3.3.3 数传电台与 GPRS 优缺点
• 3.3.4 数传电台与 GPRS 组网方式
• 3.3.5 数传电台与 GPRS 结合方式
• 3.3.6 硬件系统实现
• 3.4 本章小结
• 4 系统软件开发与设计
• 4.1 Visual Basic 编程工具简介
• 4.1.1 Visual Basic 发展
• 4.1.2 Visual Basic 的特点
• 4.2 上位机监控程序
• 4.2.1 通用组态软件与可视化编程软件
• 4.2.2 水厂上位机监控系统
• 4.3 监控系统主窗口
• 4.3.1 命令按钮控制
• 4.3.2 文本显示框和形状控件
• 4.3.3 VB 中FLASH 动画控件
• 4.4 串口通信程序
• 4.5 水厂信息管理系统
• 4.6 PLC 通信程序
• 4.7 本章小结
• 5 供水管网泄漏诊断
• 5.1 概述
• 5.2 管道泄漏定位原理
• 5.3 负压力波流量法管网检漏
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 遥控系统硬件接线
• 附录 B 水厂监控系统程序
• 在学研究成果
• 致谢