污水处理计算机监控系统的设计与实现

【摘要】：随着全球人口的不断增长,工业经济的高速发展,全球水资源同时也在日益恶化,前景令人堪忧。为了走出“水危机”的困境,一方面我们应当大力提倡节约用水,合理利用水资源,充分发挥水资源的效益；另一方面,就是对生活和工业排放的污水进行必要的处理,使其达到排放标准,避免对地表和地下水资源以及排放流域周边地区的生态环境造成不必要的破坏或污染。 本文根据云南省玉溪银河化工厂污水处理工艺流程特点及控制要求,提出了一套基于OMRON PLC和CITECT上位组态软件的玉溪银河化工厂污水处理DCS计算机监控系统的设计方案。 首先,本文对玉溪银河化工厂污水处理的工艺流程给予了详细的介绍,并据此提出了应用OMRON PLC典型的三层网络架构(管理层的以太网(Ethernet)、控制层的控制器网(Controller link)和设备层的Devicenet网)来构建污水处理厂集散控制系统。 其次,根据污水处理过程各个部分的控制目标和执行机构的特点,给出了污水处理各个部分的下位机PLC控制程序流程,进而对下位机控制程序进行了详细的设计。在下位机的设计中,本文重点研究了污水处理过程中SBR工艺中溶解氧浓度的PID控制算法。 在完成下位机控制任务的基础上,上位机采用sysmac way协议以串口的方式与下位机进行通信,并结合下位机控制程序,设计并开发了基于Citect 6.0组态软件的上位机监控界面,实现了对现场设备运行参数的在线监控和故障报警信息的实时显示。上位机监控界面主要包括系统工艺流程界面、各个部分的控制界面,报警界面,趋势界面和PID控制界面等。 根据玉溪银河化工厂对污水处理过程远程监控的需求以及在污水处理厂建立远程监控系统的必要性,提出了基于WEB技术的远程监控系统的解决与实现方案。 最后,总结本文的主要工作,对论文主要内容进行综述,最后指出了系统所存在的不足之处及有待改善的地方。 整个污水处理计算机控制系统投入持续运行一年,日处理污水达到了12000m3/d,最终实现了环保和经济效益的双赢局面。 【关键词】：污水处理 计算机控制系统 DCS PID 远程监控
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究的意义9-10
• 1.2 计算机监控系统的发展10-12
• 1.3 污水处理计算机监控系统的国内外发展现状12
• 1.4 本文做的主要工作12-15
• 第二章 污水处理系统分析15-23
• 2.1 污水处理常用方法15-16
• 2.2 污水处理的工艺分析16-20
• 2.2.1 调节池17
• 2.2.2 空气吹脱17
• 2.2.3 SBR池17-20
• 2.2.4 污泥处理20
• 2.3 污水主要的水质指标20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 污水处理监控系统的总体设计23-39
• 3.1 DCS集散监控系统23-26
• 3.1.1 DCS系统的层次结构23-24
• 3.1.2 DCS系统的网络结构24-25
• 3.1.3 DCS系统的优点25-26
• 3.2 系统硬件选型26-30
• 3.2.1 系统上位机的设计与选型26
• 3.2.2 下位机PLC的硬件结构26-28
• 3.2.3 下位机PLC的工作原理28-30
• 3.3 系统网络配置30-34
• 3.3.1 工业以太网31-32
• 3.3.2 Controller link32-33
• 3.3.3 设备层网络33-34
• 3.4 系统通信设计34-35
• 3.4.1 下位连接系统34-35
• 3.4.2 同位连接系统35
• 3.4.3 上位连接系统35
• 3.5 系统总体结构35-37
• 3.6 本章小结37-39
• 第四章 污水处理监控系统的详细设计39-67
• 4.1 下位机软件的设计与实现39-51
• 4.1.1 调节池控制程序40-41
• 4.1.2 预反应器控制程序41-43
• 4.1.3 SBR生化池控制程序43-45
• 4.1.4 溶解氧DO的PID控制的设计与实现45-51
• 4.2 上位机监控软件的设计51-65
• 4.2.1 上位机监控软件基本功能设计51
• 4.2.2 组态软件的选择51-53
• 4.2.3 污水处理项目的组建53-54
• 4.2.4 监控数据变量的添加54-56
• 4.2.5 图形界面的设计56-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 污水处理系统远程监控的设计67-73
• 5.1 关系数据库的建立67-70
• 5.2 污水处理系统的远程监控70-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文及取得的成果81

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