| 【中文题名】 | 工业以太网及其在污水处理行业的应用研究 |
| 【英文题名】 | Studies on Industrial Ethernet and Its Application in Wastewater Treatment Field |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-10-18 |
| 【中关键词】 | 工业以太网,实时性,可靠性,安全性,污水处理,模糊控制 |
| 【英关键词】 | Industrial Ethernet,Real-Time,Reliability,Security,Wastewater Treatment,Fuzzy Control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 | 随着信息网络技术的发展和以太网技术本身的完善,构建以工业以太网为基础的全球开放的工业控制网络是自动控制技术发展的趋势。因此,如何将传统上用于管理层的以太网技术应用于过程监控层甚至现场设备层是目前研究的热点问题。
文章首先对控制层和现场设备层的常用的控制技术做了综述,分析比较了DCS、现场总线和工业以太网技术各自的优缺点。在此基础上重点讨论了以太网在工业控制领域应用的可行性和必要性。文中深入分析了以太网在工业控制领域应用中所遇到的实时性、可靠性和安全性问题,并结合最新的技术进展,提出了系统解决方案。
本文根据污水处理的工艺特点和技术要求,以某污水处理厂为对象,设计了基于工业以太网的污水处理控制系统,并借助于MATLAB软件对该系统进行了模糊控制策略的研究。该系统在过程监控层采用工业以太网进行通讯,成功地实现了上位机+PLC+工业以太网的分布式监控。而在现场设备层,考虑到目前国内现场设备的实际情况,仍然以Profibus总线技术主,但由于本系统中的PLC采用的是带有以太网接口的PLC,因此在现场设备层,如果现场设备也带有以太网接口,将能很方便的通过工业集线器与PLC实现通讯。
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| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
10-19 |
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1.1 本课题研究的意义 |
10 |
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1.2 工业现场自动控制技术的发展 |
10-16 |
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1.2.1 集散型计算机控制系统(DCS) |
10-12 |
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1.2.2 现场总线控制系统(FCS) |
12-15 |
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1.2.3 工业以太网控制系统 |
15-16 |
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1.3 国内外工业以太网技术的发展现状 |
16-18 |
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1.4 本课题的主要研究内容 |
18-19 |
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第二章 工业以太网关键问题研究 |
19-31 |
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2.1 工业以太网的实时性 |
19-26 |
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2.1.1 以太网的实时性分析 |
19-22 |
|
2.1.2 实时性解决方案 |
22-26 |
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2.2 工业以太网的可靠性 |
26-27 |
|
2.3 工业以太网的安全性 |
27-29 |
|
2.3.1 工业以太网信息安全性 |
27-29 |
|
2.3.2 工业以太网本质安全性 |
29 |
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2.4 工业以太网的总线供电 |
29-30 |
|
2.5 本章小结 |
30-31 |
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第三章 污水处理控制系统整体结构设计 |
31-43 |
|
3.1 行业背景 |
31-33 |
|
3.1.1 污水处理控制技术的难点 |
31-32 |
|
3.1.2 重要的污水处理指标 |
32-33 |
|
3.2 工程概述 |
33-38 |
|
3.2.1 设计原则 |
33-34 |
|
3.2.2 设计水质质量与排放标准 |
34 |
|
3.2.3 工艺流程 |
34-38 |
|
3.3 基于工业以太网的污水处理厂控制系统 |
38-42 |
|
3.3.1 设计指导思想 |
38-39 |
|
3.3.2 方案的可行性分析 |
39 |
|
3.3.3 控制系统的整体结构设计 |
39-42 |
|
3.4 本章小结 |
42-43 |
|
第四章 控制系统的具体实现 |
43-57 |
|
4.1 1号PLC控制区 |
43-47 |
|
4.1.1 1号PLC控制区系统结构 |
43-44 |
|
4.1.2 控制功能的实现 |
44-47 |
|
4.2 2号PLC控制区 |
47-51 |
|
4.2.1 2号PLC控制区系统结构 |
47-48 |
|
4.2.2 控制功能的实现 |
48-51 |
|
4.3 3号PLC控制区 |
51-52 |
|
4.3.1 3号PLC控制区系统结构 |
51 |
|
4.3.2 控制功能的实现 |
51-52 |
|
4.4 监控系统的软件实现 |
52-56 |
|
4.4.1 WinCC简介 |
52-53 |
|
4.4.2 监控系统的功能 |
53-56 |
|
4.5 本章小结 |
56-57 |
|
第五章 污水处理COD模糊控制算法研究 |
57-72 |
|
5.1 控制对象的特性分析 |
57 |
|
5.2 模糊控制器的设计 |
57-70 |
|
5.2.1 模糊化 |
58-61 |
|
5.2.2 建立模糊推理规则 |
61-63 |
|
5.2.3 模糊推理和解模糊 |
63-65 |
|
5.2.4 用Matlab建立模糊控制表 |
65-70 |
|
5.3 模糊控制器的Simulink仿真 |
70-71 |
|
5.4 本章小结 |
71-72 |
|
第六章 总结与展望 |
72-74 |
|
6.1 工作总结 |
72 |
|
6.2 前景展望 |
72-74 |
|
致谢 |
74-75 |
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参考文献 |
75-78 |
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硕士期间发表论文情况 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.377129 |
