基于PROFIBUS-DP网络的水处理PLC控制系统的应用研究

论文摘要

水已经成为21世纪的热点问题,凡是能形成世纪热点的问题就一定会蕴藏着巨大的改革和发展商机,城市大规模的工业的发展、加剧了水资源的污染,水是人类生存的生命线,是经济发展和社会进步的生命线,水资源的利用已经受到全世界人民的高度重视,一个城市的发展必须有持续可靠的供水保证。随着国家对水质安全控制安全力度的加大,越来越多的水厂面临更严格的水质标准,更严格的水质安全问题,同时逐步兴起的供水深度处里要求电气及自动化系统更可靠、更稳定、功能更强大。自动化、信息化程度更高。管理技术更先进,不断提高水厂的运行效率,安全生产、高质量供水。作为水厂自动控制系统,加药的控制非常重要,运营的私有化竞争,要求降低生产成本,如何降低能耗、药耗、使系统不断优化对电控系统提出了更高的要求。由于被控对象具有大滞后、非线性和不确定性,所以,建立数学模型比较困难。基于人工控制的经验,采用了模糊控制的办法,实现了对加药、恒压供水的自动控制。同时在水厂自动控制系统中设计到的模拟量闭环控制也特别多,控制的质量直接影响着生产成本,在这里我们采用西门子的数字PID实现水厂的自动控制,提高了供水质量,降低了生产成本。根据系统的投资/收益、系统的稳定性、可扩展性、易用性、易维护性我们这次设计采用西门子300和西门子200相结合的自动化控制系统,现场通讯网络采用PROFIBUS-DP主-从方式的总线控制系统、性价比好的串行通讯,控制器与计算机采用西门子高速工业以太网,企业生产管理采用Intranet。根据生产工艺我们将系统分为:原水控制系统、加药、加酸、加碱、沉淀控制系统、滤池控制系统、二级泵房控制系统、城市管网压力流量控制系统,分散各个工艺段,通过上位计算机集中管理各个控制系统。增加了系统可维护性、可扩展性。在控制系统设计安装完成后,经过周密细致的调试,取得了大量的实验数据和实验结果,从单机试车到机组与工艺系统联动,总结了不少的经验。本着理论与实践相接合的原则,分析了控制系统在实际使用中出现的技术问题,提高了自己解决实际技术问题的能力,具备了项目设计与调试的能力,目前该控制已经应用于湖南邵东的水处理控制系统中,取得了显著的经济效益和社会效益,得到了用户的好评。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 国内水厂自动控制技术的发展现状
• 1.2 本课题研究的背景及意义
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 第二章 给水处理工艺及技术要求
• 2.1 给水处理工艺流程
• 2.2 工艺流程介绍及技术指标
• 2.2.1 原水处理与输送
• 2.2.2 常规处理
• 2.2.3 清水输送
• 第三章 水处理自动控制的设计
• 3.1 控制系统的特点
• 3.2 系统设计的原则
• 3.3 系统设计方案
• 3.4 系统的网络拓扑结构
• 3.5 控制系统的功能
• 3.6 上位机的软件功能
• 第四章 PROFIBUS总线及其程序设计
• 4.1 PROFIBUS类型及协议
• 4.2 PROFIBUS物理层
• 4.3 PROFIBUS-DP的应用
• 4.3.1 PROFIBUS-DP连接从站MM440
• 4.3.2 PROFIBUS-DP连接从站ET200M
• 第五章 串行通讯及其程序设计
• 5.1 串行通信概述
• 5.2 串行通信的程序设计
• 第六章 加药系统的模糊控制
• 6.1 模糊控制原理
• 6.2 模糊控制系统的组成
• 6.3 加药控制系统模糊控制的设计
• 第七章 西门子PID功能的应用
• 7.1 模拟量闭环控制器的概念
• 7.2 数字PID控制器
• 7.3 S7300的模拟量PID控制
• 7.4 PID参数的整定
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表