监控组态系统在污水处理厂中的应用

论文摘要

论文通过对胜利油田污水处理厂改造过程中的生产性试验研究,建立了全厂工艺的监控组态系统。文章介绍了组态软件的发展状况和发展趋势,以及组态软件在我国的发展应用。论文介绍了整个污水处理厂的自动化监控系统的内容及功能,着重介绍了监控系统的组态设计。污水处理厂监控组态系统,以工控机作为上位机对PLC及全厂设备的状态进行监控,以INTOUCH软件作为开发平台,设计出方便简洁的监控画面,完成了数据采集、控制、显示,以及报警、报表打印等功能。本文作者通过实际参与污水处理厂监控组态系统项目完成课题,该系统通过实际生产运行测试,其性能稳定可靠、操作简单,完全满足生产工艺的要求,实现了预期的功能。论文将污水处理过程PH值控制近似成酸碱中和PH值控制对PH值反应实现了常规PID控制。在此基础上,论文研究了三区段非线性PID控制算法以实现对常规PID算法的改进。论文还研究了pH值的先进控制算法,包括单模糊控制、积分模糊控制算法(IFC)以及模型参考非线性控制算法(MRNC)。对几种控制算法的仿真结果比较,表明智能控制算法控制算法优于PID控制算法,能取得理想的控制效果。这为污水处理过程的PH控制打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.2 组态软件在我国的发展及国内外主要产品介绍
• 1.3 组态软件的发展状况和发展趋势
• 1.4 课题的来源及课题所研究的主要内容
• 1.5 论文各章内容安排
• 第2章 自控系统设计
• 2.1 污水处理厂工艺简介
• 2.2 污水处理自动化监控系统设计
• 2.3 污水处理自动化监控系统的具体内容
• 2.4 污水处理自动化监控系统的硬件构成
• 2.4.1 PLC1 分控站
• 2.4.2 PLC2 分控站
• 2.4.3 PLC3 分控站
• 2.4.4 PLC4 分控站
• 2.5 本章小结
• 第3章 监控组态系统设计
• 3.1 组态软件
• 3.2 污水处理自动化监控系统的软件构成
• 3.3 数据通讯
• 3.3.1 基于OPC 的数据通讯
• 3.3.2 基于TCP/IP 的数据通讯
• 3.4 系统软件设计
• 3.4.1 生物滤池
• 3.4.2 加氯系统
• 3.4.3 加药系统
• 3.4.4 工艺提升泵房
• 3.4.5 反冲泵井
• 3.4.6 反冲设备间
• 3.4.7 水解工艺
• 3.5 数据库访问
• 3.5.1 ODBC 的SQL 接口
• 3.5.2 报表查询系统建立
• 3.6 系统的安全性
• 3.7 本章小结
• 第4章 污水处理过程中PH 控制仿真
• 4.1 污水PH 值控制模型
• 4.1.1 pH 中和过程的滴定曲线和动态模型
• 4.1.2 酸碱中和pH 值模型仿真
• 4.2 PH 值的PID 控制
• 4.2.1 常规PID 控制
• 4.2.2 三区段非线性PID 控制
• 4.3 模糊控制
• 4.3.1 单模糊控制
• 4.3.2 新型积分模糊控制
• 4.4 模型参考非线性控制
• 4.5 本章小结
• 第5章 监控系统的运行与维护
• 5.1 监控系统运行中的注意事项
• 5.2 自控系统的运行
• 5.2.1 运行调试前的准备
• 5.2.2 滤池过滤控制
• 5.2.3 反冲洗过程
• 5.3 系统故障检测和保护设计
• 5.3.1 滤池阀门故障检测和保护设计
• 5.3.2 反冲洗水泵故障检测和保护设计
• 5.3.3 反冲洗水泵出口阀门故障检测和保护设计
• 5.3.4 反冲洗鼓风机故障检测和保护设计
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 发表的论文和取得的成果
• 致谢