厂级净水系统的自动控制与监测系统设计

发布时间：2024-03-30 20:26

　　自来水生产是关系到国计民生的关键基础产业之一,随着社会的发展和科技的进步,人们对自来水水质稳定性、可靠性等方面的需求不断提升,对净水生产的自动化控制要求也越来越高。本文在山西某新建净水厂的工程需求基础上,结合净水处理工艺,完成了净水厂生产运行的分布式自动控制及实时监测系统设计,开发了基于WinCC的全厂生产运行监控的管理层集中监控系统,包括硬件电路搭建、软件系统开发及通信连接配置。本文具体工作内容如下:(1)制定了系统的总体控制方案,研究了关键工艺控制算法。研究了絮凝剂投加量与原水浊度、pH及流量的关系,建立基于相似水厂运行数据的絮凝剂投加量数学模型。在VC环境下,设计基于现场数据周期性自运算优化投加量的控制程序。并针对混凝工艺大时滞的特点,引入沉淀池出水浊度作为反馈,构成复合环控制系统,根据出水浊度实际情况,使用模糊PID控制调整参数,完成投加量的在线控制。(2根据工艺要求,编写了各控制单元的控制程序。使用7台西门子CPU315-2PN/DP作为控制层工作站,依据各工艺生产的控制要求,利用TIA Protal V14软件编写了各PLC控制程序及HMI界面,完成了絮凝沉淀车间、滤池及反...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 净水处理工艺现状
        1.2.2 水处理监控系统的发展现状
        1.2.3 工业以太网的特点与研究现状
        1.2.4 净水絮凝剂投加量控制现状
    1.3 本文主要的研究内容
2 厂级净水系统控制方案及控制策略
    2.1 厂级净水系统控制方案设计
        2.1.1 控制系统总体架构
        2.1.2 工艺控制流程
    2.2 控制系统关键工艺参数控制算法
        2.2.1 絮凝剂投加量影响因素及数学模型建立
        2.2.2 投加量周期性自运算程序
        2.2.3 絮凝剂投加量模糊PID控制算法
    2.3 本章小结
3 各控制单元监控系统设计
    3.1 控制器选型及监控系统总架构设计
        3.1.1 可编程逻辑控制器选型
        3.1.2 监控系统开发环境及总架构设计
    3.2 絮凝沉淀单元控制系统设计
    3.3 滤池及反冲洗单元控制系统设计
        3.3.1 滤池子站控制系统设计
        3.3.2 反冲洗控制系统设计
    3.4 加氯加药单元控制系统设计
    3.5 净水监控系统设计
        3.5.1 主界面
        3.5.2 总工艺流程监控界面设计
        3.5.3 员工管理系统设计
        3.5.4 报警记录系统设计
        3.5.5 参数设置及操作记录系统设计
        3.5.6 数据归档设计
    3.6 本章小结
4 厂级净水系统网络通信与调试
    4.1 厂级净水系统总体网络架构
    4.2 WinCC以太网通信组态实现
        4.2.1 WinCC通信基础
        4.2.2 WinCC以太网通信设计
    4.3 PLC通信设计
    4.4 系统调试
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
附录1 建立数学模型的相似水厂运行数据
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3942895