SBR污水处理工艺自动控制系统研究

【摘要】：随着我国城市化进程的推动，中小城市(镇)数量的不断增多，由其带来的水污染问题日趋严重。序批式活性污泥法(简称SBR)符合中小城镇污水处理的基本要求，但必须实现自动控制，才能发挥其优势，使其具有更加广阔的应用前景。 本文介绍了SBR污水处理工艺及其自动控制系统的发展过程；研究了SBR工艺自动控制系统的内在结构、控制规律、主要特点和设计方法；将较先进的现场总线网络技术运用到污水处理系统中，开发出了“基于PROFIBUS网络的SBR污水处理工艺自动控制系统”。该系统以PROFIBUS现场总线为核心，以可编程控制器PLC为控制主体，以计算机为系统编程、组态、维护、监控和管理的一体化工作平台。实现了SBR污水处理工艺生产现场网络通信与计算机控制系统的集成。 自动化控制系统采用集散型现场总线控制系统。以温度、溶解氧、pH值和液位等为控制对象。上位计算机作为管理监控级，采用高级语言Visual Basic6.0开发通信程序、人机交互界面程序、数据处理和图表输出程序，完成设定值的操作输入、与下位机的通讯、系统报警、管理运行等各种功能。PLC作为控制级是实现系统功能的关键，接受管理级的命令、数据采集、控制信号的输出等都由它来完成。现场级由智能仪表、控制设备等组成，是实现系统功能的基础，主要进行信号的转换、数据的传送及执行上一层下发的所有控制命令和数据采集。 基于现场总线的污水处理生产网络控制系统能有效地进行工作，并且可根据不同的现场情况扩展为不同的模式。现场总线控制系统实现了现场通信网络、自动控制系统的有效集成。 本文在SBR污水处理工艺自动化控制方面作了一些探索和研究，希望能为提高我国污水处理自动化程度提供一些有价值的理论借鉴和技术参考。 【关键词】：序批式活性污泥法 污水处理 自动控制 现场总线
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 第一章 引言8-10
• 1.1 课题来源及研究内容9
• 1.2 本课题的研究意义9-10
• 第二章 SBR介绍10-20
• 2.1 SBR法的发展历史10
• 2.2 SBR工艺的流程10-12
• 2.3 SBR工艺的特点12-13
• 2.4 SBR的新型工艺13-15
• 2.5 SBR工艺的应用15-16
• 2.6 SBR工艺自动控制的意义16-17
• 2.7 SBR工艺自动控制系统的常用形式17-19
• 2.8 SBR工艺自动控制的发展趋势19-20
• 第三章 SBR工艺自动控制系统整体方案20-28
• 3.1 SBR工艺对控制系统的要求20
• 3.2 自动控制系统的选择20-23
• 3.2.1 现场总线的特点21-22
• 3.2.2 现场总线种类选择22-23
• 3.3 上、下位机的选择23-24
• 3.4 PROFIBUS网络配置24-25
• 3.4.1 网络硬件配置24
• 3.4.2 网络拓扑结构24-25
• 3.4.3 网络组态25
• 3.5 控制系统结构25-26
• 3.6 控制系统运行模式26
• 3.7 控制系统的软件实现26-28
• 3.7.1 上位机监控软件27
• 3.7.2 下位机控制软件27-28
• 第四章 PLC控制系统28-46
• 4.1 可编程控制器介绍28-33
• 4.1.1 可编程控制器的特点28-29
• 4.1.2 可编程控制器的主要功能及发展应用29
• 4.1.3 可编程控制器的工作原理29-30
• 4.1.4 可编程控制器的硬件30-31
• 4.1.5 可编程控制器的软件31-32
• 4.1.6 可编程控制器控制系统设计方法32-33
• 4.2 PLC控制系统的设计33-38
• 4.2.1 SBR工艺控制要求33-35
• 4.2.2 参量的选择与测量35-37
• 4.2.3 PLC的选择37
• 4.2.4 PLC的I／O分配37-38
• 4.3 SBR法的自动控制规律38-40
• 4.3.1 时间顺序控制39
• 4.3.2 DO(溶解氧)闭环控制39-40
• 4.4 软件设计40-46
• 4.4.1 主程序OBI设计41-42
• 4.2.2 时间控制功能块42
• 4.4.3 DO控制程序42-46
• 第五章 通信与网络46-55
• 5.1 数据通信基础知识46-48
• 5.1.1 数据通信方式46-47
• 5.1.2 数据传输形式47
• 5.1.3 异步传输与同步传输47
• 5.1.4 串行通信接口47-48
• 5.2 利用PROFIBUS协议进行网络通信48-49
• 5.2.1 PROFIBUS协议48-49
• 5.2.2 PROFIBUS协议结构与传输技术49
• 5.2.3 PROFIBUS介质存取协议49
• 5.3 PROFIBUS的实现49-51
• 5.3.1 PLC接入PROFIBUS网络50
• 5.3.2 上位机与PROFIBUS连接50
• 5.3.3 底层现场设备的PROFIBUS网络接入50-51
• 5.4 网络通信软件设计51-55
• 5.4.1 OPC连接51
• 5.4.2 PC的通信程序51-53
• 5.4.3 PLC的通信程序53
• 5.4.4 PLC和智能从站设备通信53-55
• 第六章 人机界面及上位机监控软件的实现55-61
• 6.1 VB中控件的利用55-57
• 6.1.1 ADO Data控件对数据库的操作55-56
• 6.1.2 用MSChart控件的数据绑定实现历史曲线的绘制56-57
• 6.1.3 用定时器设定监控软件与PLC的数据交换57
• 6.2 数据库设计57-58
• 6.3 人机界面58-61
• 第七章 结束语61-62
• 参考文献62-67
• 附录67-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间发表的学术论文目录75

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