泵站综合监控系统研究与应用

论文摘要

泵站是水的唯一人工动力来源,其正常运转对整个国民生产、生活具有重要的意义。泵站综合监控系统是集控制、保护、运行、管理于一体的系统,该系统可以大大提高泵站的效率。根据泵站监控系统的现状与发展趋势,结合下泉河泵站的实际情况,本文构建了全开放、全分布式泵站监控系统框架,提出了以模糊控制技术、PLC技术、工业自动化组态软件技术和以太网技术为特色的现代化泵站综合监控系统。本文提出将分布式控制技术引入泵站监控系统,以工控机IPC和GEPLC组成上下两级分布式监控系统。主控室IPC为系统上级,通过主从式网络与下级PLC进行通讯。上位机监控软件采用工控软件iFIX,实现工艺流程、报警、历史曲线的显示以及报表和数据库查询等功能。利用PLC对现场进行控制。由于我国每年泵站的电能消耗占总电能消耗的21%以上,本文针对水泵的特点和性能,根据水泵的管网特性曲线、转速和扬程及功率的关系,详细探讨了水泵的节能原理,以变频调速的控制方法来达到节约能源的目的。此外,本文以水位控制为例,提出利用模糊控制策略来改善水位控制效果,并在MATLAB环境下进行仿真分析,仿真结果表明这种控制器比常规PID控制器的控制性能更好,能有效的控制被控对象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 泵站在国民经济中的重要作用
• 1.2 国外泵站综合监控的情况
• 1.3 我国泵站综合监控系统的情况
• 1.4 我国泵站综合监控技术存在的问题
• 1.5 泵站综合监控系统的发展趋势
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 泵站控制对象和要求
• 2.1 泵站
• 2.1.1 泵站工程组成
• 2.1.2 泵站的能耗分析
• 2.1.3 泵站的控制方式
• 2.2 水泵
• 2.2.1 水泵的基本性能参数
• 2.2.2 水泵运行特性
• 2.2.3 水泵的控制方式及节能研究
• 2.2.4 水泵机组运行的控制策略
• 2.3 泵站控制的对象和要求
• 第3章 泵站综合监控系统结构及原理
• 3.1 泵站设备的组成
• 3.2 泵站综合监控系统分类
• 3.2.1 集中式处理系统
• 3.2.2 分层分布式处理系统
• 3.2.3 全开放、全分布式监控系统
• 3.3 泵站综合监控系统的典型结构和功能
• 3.3.1 系统结构
• 3.3.2 泵站综合监控系统的功能
• 第4章 下河泉泵站综合监控系统的设计与实现
• 4.1 下河泉泵站工程简介
• 4.2 泵站监控系统结构图
• 4.3 泵站综合监控系统的通讯方式
• 4.4 泵站监控系统的硬件选型
• 4.5 泵站监控系统的软件选型
• 4.5.1 组态软件的特点
• 4.5.2 iFIX组态软件介绍
• 4.5.3 监控系统软件的应用
• 第5章 模糊控制在泵站控制的应用
• 5.1 控制算法的选择
• 5.2 PID控制算法
• 5.3 模糊控制的基本思想
• 5.4 模糊控制的基本原理
• 5.5 模糊控制液位系统的建立
• 5.6 仿真结果描述
• 结论
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文