工业以太网在卷烟厂污水处理自动控制系统中的研究

【摘要】： 随着全球水危机的日益严重,水资源的保护迫在眉睫,合理有效地处理排放污水具有重大的社会意义。本文以某卷烟厂污水处理工程为研究对象,采用工业以太网技术,完成了污水处理自动控制系统的设计实现。 首先,本文通过对DCS、现场总线及工业以太网三种控制网络的比较介绍,突出了工业以太网在工业过程控制中的优势。由于工业以太网具有“一网到底”的美誉,可以一直延伸到工业现场设备控制层,所以本文的污水处理自控系统选用工业以太网作为通讯网络,完成监控管理层与现场控制层的信息交换。 其次,依据卷烟厂污水处理工艺,设计了污水处理的自动控制系统。分为上、下位机两级结构,上位机选用研华工控机IPC作为监控管理主机,下位机选用西门子公司的S7-300系列PLC来完成现场控制,上下位机之间通过工业以太网通讯。将现场分为三个PLC控制站,分别详细介绍了各站的控制功能及组态实现,并设计了监控管理的组态画面。 最后,针对污水处理的动态复杂性,选择曝气过程的溶解氧浓度作为研究对象进行了控制算法的研究。根据经验,建立了曝气过程的近似仿真模型,针对此模型提出了模糊PID控制策略。在Matlab中进行了仿真实验,并与常规PID控制进行了比较,结果验证了模糊PID控制策略的有效性和可实施性。 【关键词】：工业以太网 污水处理 PLC 模糊控制
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 污水处理概述8-9
• 1.2 城市污水处理概况9-10
• 1.2.1 城市污水处理现状9
• 1.2.2 城市污水处理方法9-10
• 1.3 污水处理自动控制系统国内外研究现状10-12
• 1.3.1 污水处理自动控制系统国外研究现状10-11
• 1.3.2 污水处理自动控制系统国内研究现状11-12
• 1.4 本文的背景和意义12
• 1.5 本文的主要内容12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 卷烟厂污水处理工艺过程14-22
• 2.1 工艺流程14-18
• 2.1.1 污水水量水质分析14-15
• 2.1.2 工艺流程选择15-17
• 2.1.3 工艺流程确定17-18
• 2.2 工艺特点18-19
• 2.3 工艺设计19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 工业以太网22-32
• 3.1 常用的几种控制网络22-24
• 3.1.1 集散控制系统22
• 3.1.2 现场总线控制系统22-23
• 3.1.3 工业以太网23-24
• 3.2 工业以太网介绍24-30
• 3.2.1 以太网协议24-26
• 3.2.2 工业以太网的主流标准26-28
• 3.2.3 工业以太网的关键问题28-30
• 3.3 工业以太网的研究现状及应用30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 4 污水处理自动控制系统设计32-53
• 4.1 污水处理自动控制系统整体设计32
• 4.2 控制系统配置32-35
• 4.2.1 上位机32-33
• 4.2.2 下位机33-34
• 4.2.3 上、下位机通讯34-35
• 4.3 PLC控制站35-49
• 4.3.1 预处理段PLC控制35-39
• 4.3.2 生化处理段PLC控制39-46
• 4.3.3 污泥处理段PLC控制46-49
• 4.4 中央控制室监控设计49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 污水处理自动控制策略研究53-72
• 5.1 控制变量的选择53
• 5.2 曝气过程仿真模型的建立53-55
• 5.3 曝气过程控制策略的研究55-63
• 5.3.1 PID控制56
• 5.3.2 模糊控制56-63
• 5.4 模糊PID控制算法仿真及结果分析63-70
• 5.4.1 模糊控制器在Matlab中的设计63-67
• 5.4.2 模糊PID控制器仿真67-70
• 5.5 本章小结70-72
• 6 总结与展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士期间发表论文情况77

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

2011研华工业以太网产品销售及技术培训圆满落幕    

浅谈工业以太网    方少波;胡志刚;冯震;

数字化矿井以太网的重要性    王跃;

基于WiFi技术的井下无线通讯系统在工业以太网上的应用    刘增宝;边红星;吴相闯;

研华推出全新系列Modbus网关 支持以太网级联    

模糊控制在工业以太网中的实现    胡耀军;刘金云;

南京城南污水处理厂自控系统的设计    尤博文;魏炜;盛锡锋;严斌;

基于工业以太网的地铁通信网络仿真研究    安琪;丁超义;

基于工业以太网和现场总线的煤矿电网监控系统的应用    韦耀杰;

基于工业以太网实现上位机对远程PLC的监控    胡惠玉;

中国水业创新问题杂谈    甄建伟;

ZnAl-LDH的合成及应用于污水处理    杜尚丰;陈运法;梁云;

城市污水处理系统工程设计中应注意的一些问题    黄鸥;

四川天华化工股份有限公司γ-丁内酯系列产品项目污水处理达标排放    韩小清;

充气水力旋流器在污水处理中的研究及应用进展    刘洪敏;郭绍辉;闫光绪;

我国水资源污染治理的技术策略    王宝贞;

西门子PLC通过工业以太网读取继保数据的研究与应用    计宏;杜美明;

环流塔式曝气石化废水处理过程的人工神经网络仿真研究    陈筛林;李飞;范轶;丁富新;

浅议UNITANK技术在中小城市污水处理中的应用    杨波;陈兰;

工业以太网与CAN现场总线的应用方案探讨    王保中;涂亚庆;张丽娟;

污水处理迫在眉睫    本报记者 胡涛

Moxa倾力工业以太网络产业    叶林海

污水处理6项目延至年底开工    彭青林

污水处理:难以承受的成本之重    本报记者 陈建中

西部污水处理中心成“白鹭乐园”    本报记者 李欣汪洋

日本企业组团开拓中国污水处理市场    胥会云任绍敏

污水处理得好 国家发“奖金”    特约通讯员 谢占全　记者 董连辉

污水处理电价降1毛/千瓦时    记者 朱桂芳　通讯员 高诒茜

“奥运膜”正式投产污水处理摆脱进口依赖    记者 万一

中南建筑设计院创建三峡污水处理新模式    记者 杨捷　通讯员 费天翔

重庆市城镇污水处理系统碳排放研究    张成

工业以太网拓扑设计与优化研究    张雷

污水处理人工快速渗滤系统研究    张金炳

金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究    李学敏

固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究    邢丽贞

基于ARM9嵌入式和工业以太网的矿井瓦斯监控系统研究    徐竟天

从现场总线到工业以太网的实时性问题研究    陈磊

特种电源技术及其在污水处理中的应用    李冬黎

缺氧变速生物滤池污水处理系统混合智能控制研究    冯裕钊

基于工业以太网的车间数字设备集成控制的关键技术研究    吴修德

污水处理智能监控系统的开发研究    惠鸿忠

工业以太网及其在污水处理行业的应用研究    程小劲

我国污水处理行业建设与运营模式探讨    党超

污水处理中的COD模糊控制系统的研究    谢源

农村生活污水与垃圾处理工艺研究    王芳

工业以太网在控制领域的研究与应用    朱洪

中国城市污水处理行业经济与管理政策的研究    李壮

工业以太网远程桥接系统的研究    蒋勇

基于工业以太网的电动执行机构的设计和开发    徐毓军

渤南油田水质处理技术研究    陈君