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基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究

关注热度:203   来源:新能源学术论文  作者:房传礼
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【摘要】: 近年来,我国污水处理厂的数量急剧增多,污水处理运行费用越来越繁重,而且经济效益差,因此迫切要求加强城市污水处理的过程控制,将先进的自动控制技术应用到污水处理过程中,提高污水处理的自动化水平。 本课题以某污水处理厂的监控系统为背景,通过对污水处理过程工艺的研究与分析,并结合现代城市污水处理厂常用的自动控制技术,开发了由计算机、智能模块和变频器组成的基于RS485总线的污水处理过程的自动监控系统。本文首先介绍了选题背景和污水处理自动监控系统的发展;接着对城市污水处理方法、水质指标以及该县城的污水处理工艺流程进行详细介绍;最后对现代污水处理控制技术分析选择,确定数据通信的传输介质和总线通信标准,并根据污水处理的自动监控系统要求,设计了一套适合某县城污水处理的自动化监控系统方案。本文还详细阐述了PCAuto6.1组态软件的程序设计思路,以及与现场硬件通信的实现方法。 由于污水处理过程存在的非线性、大滞后及时变的特点,文章最后探讨了模糊控制在污水处理过程参数的应用,并以奥贝尔氧化沟的中沟溶解氧(DO)浓度参数为例,对转碟曝气机的转速设计了一个双输入单输出的模糊控制器,利用Matlab中的Simulink工具,对模糊控制器进行了仿真实验。 目前,该系统的硬件和软件已经基本安装调试完成,试运行效果良好,出水水质符合国家二级标准。该监控系统提高了污水处理的运行效率,降低运行成本,减轻劳动强度,提升了污水处理厂的管理水平。
【关键词】:污水处理工艺 现场总线 Modbus RS485 变频器 智能模块 组态软件 模糊控制
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 绪论9-12
  • 1.1 课题的背景9
  • 1.2 污水处理自动监控系统发展9-10
  • 1.3 本文的研究意义及主要工作10-12
  • 第二章 城市污水处理工艺12-18
  • 2.1 城市污水处理技术12-13
  • 2.1.1 城市污水处理方法12
  • 2.1.2 城市污水处理工艺介绍12-13
  • 2.2 水质指标13-15
  • 2.3 某县城污水处理工艺流程15-17
  • 2.4 小结17-18
  • 第三章 污水处理厂自动监控系统的设计18-32
  • 3.1 监控系统的要求18-19
  • 3.2 总体功能设计19-21
  • 3.3 监控系统的网络结构21-26
  • 3.3.1 现场总线控制技术21-23
  • 3.3.2 现场总线标准的选择23-24
  • 3.3.3 RS485总线介绍24-25
  • 3.3.4 系统的网络结构设计25-26
  • 3.4 主要硬件设备选择26-31
  • 3.4.1 变频器的选择26-27
  • 3.4.2 智能模块的选择27-29
  • 3.4.3 智能仪表的选择29-31
  • 3.5 小结31-32
  • 第四章 监控系统软件功能的实现32-46
  • 4.1 组态软件的选择32-33
  • 4.2 力控监控组态软件的功能和特点33-34
  • 4.3 软件与智能模块和变频器的通信34-39
  • 4.3.1 与STC101、STC102的通信34-37
  • 4.3.2 与ADAM4117的通信37-38
  • 4.3.3 与变频器的通信38-39
  • 4.4 人机界面设计39-45
  • 4.5 小结45-46
  • 第五章 过程参数的模糊控制研究46-59
  • 5.1 模糊控制理论分析46-48
  • 5.1.1 模糊控制系统基本原理46-47
  • 5.1.2 模糊控制器的基本结构47-48
  • 5.2 溶解氧控制过程的分析48-49
  • 5.3 溶解氧浓度模糊控制器的设计49-54
  • 5.3.1 确定模糊控制的输入变量和输出变量49-50
  • 5.3.2 确定量的模糊化50-52
  • 5.3.3 模糊控制器的控制规则及控制算法52-54
  • 5.3.4 输出信息的模糊判决54
  • 5.4 模糊控制器的仿真54-58
  • 5.5 小结58-59
  • 第六章 结论与展望59-60
  • 参考文献60-63
  • 致谢63-64
  • 个人简历和攻读硕士期间发表的论文64


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关键词: 污水处理工艺

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