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基于LONWORKS技术的污水处理控制系统的研究

作者：张玥 Publish: 2007-8-21 Hits:-

【中文题名】

基于LONWORKS技术的污水处理控制系统的研究

【英文题名】

The Research and Developing of Wastewater Treatment Control System Based on LONWORKS

【学科专业】

电力电子与电力传动

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-21

【中关键词】

污水处理,LonWorks,电力线载波,King,View6.5,

【英关键词】

Waste Water Treatment,LonWorks,PLC,King View6.5,

【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>

【论文摘要】

随着经济的发展，在全世界范围内的工业发展过程中，环境保护已经变得越来越重要。而污水处理系统的自动化控制是提高效率、节约能耗、保护环境最有效的办法之一。 LonWorks技术集计算机、网络和控制于一体，以其高可靠性、安全性、易于实现和互可操作性等特点，成为当前最为流行的现场控制总线之一，在楼宇、运输、能源、环境监测等领域得到广泛应用。本论文以“宜宾惠美线业染整废水治理工程”的改造项目为基础，根据原污水处理厂的实际需要，构建了一个基于LonWorks技术的污水处理的控制系统。在硬件实现上，将污水处理自动化系统与LonWorks现场总线技术相结合，主要针对曝气过程控制要求采用电力线载波通信方案，研制了基于PL3150智能电力线芯片为硬件平台的专控节点。在理论上，探讨了智能控制策略在污水处理的曝气过程中应用的有效性，综合对比了PID控制和纯模糊控制策略，提出了模糊自调整控制策略；另外，为了增强监控系统的可视性，采用OPC服务器作为LonWorks现场总线体系结构的中间层，将现场信号按照统一的标准与组态王King View6.5的监控软件无缝连接起来，并且把硬件和应用软件有效地分离开。 ...

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-9
第1章绪论	9-17
1.1 污水处理工艺简介	9-10
1.2 污水处理控制系统	10-12
1.2.1 国内外的动态	11
1.2.2 PLC控制系统存在的问题	11-12
1.3 LONWORKS总线技术	12-14
1.3.1 LONWORKS总线简介	12-13
1.3.2 可行性分析	13-14
1.4 课题来源	14-15
1.5 研究论文所完成的主要工作	15-16
1.6 本章小结	16-17
第2章 LONWORKS现场总线技术	17-32
2.1 LONWORKS概述	17-18
2.2 LONWORKS网络主要技术	18-27
2.2.1 NEURON芯片	18-20
2.2.2 LONTALK协议	20-25
2.2.3 网络变量(Network Variables NVs)	25-27
2.3 软件编程	27-28
2.3.1 NEURON C编程语言	27-28
2.3.2 LONWORKS应用程序开发	28
2.4 LONWORKS开发工具	28-29
2.5 系统的集成	29-31
2.5.1 硬件方式	29
2.5.2 软件方式	29-31
2.6 本章小结	31-32
第3章污水处理系统设计	32-42
3.1 污水处理系统简介	32-33
3.2 控制系统整体设计	33-35
3.3 现场层专控节点的实现	35-40
3.3.1 格栅渠的控制	35-36
3.3.2 提升泵房的控制	36-37
3.3.3 调节池与中和池	37-38
3.3.4 生化反应池	38-39
3.3.5 加氯加药间	39-40
3.3.7 污泥处理系统	40
3.3.8 配电间	40
3.4 通用控制模块	40-41
3.5 本章小结	41-42
第4章曝气池控制系统智能节点的设计	42-59
4.1 节点功能描述	42
4.2 节点通信方案	42-45
4.2.1 电力线载波技术	42-44
4.2.2 曝气过程控制节点方案	44-45
4.3 芯片介绍	45-48
4.3.1 PL3150/PL3120	45-46
4.3.2 芯片 MAX186	46-47
4.3.3 DS1233	47-48
4.4 节点实现	48-54
4.4.1 PL3150芯片配置	48-50
4.4.2 数据采集部分	50-52
4.4.3 电力线接口部分电路	52-53
4.4.4 电源模块部分	53-54
4.5 与RS232协议的通信模块	54-58
4.5.1 硬件电路设计	54-56
4.5.2 软件设计	56-58
4.6 本章小结	58-59
第5章曝气过程控制策略	59-75
5.1 曝气过程的控制模式	59-60
5.2 控制策略	60-63
5.2.1 常规控制策略	60
5.2.2 基于模型的控制策略	60-62
5.2.3 智能控制策略	62
5.2.4 混合控制策略	62
5.2.5 国内外现状	62-63
5.3 曝气过程控制策略及仿真	63-73
5.3.1 PID控制及仿真	63-64
5.3.2 模糊控制策略及仿真	64-69
5.3.3 基于模糊控制策略的PID控制器	69-73
5.4 软件编程	73-74
5.5 本章小结	74-75
第6章监控软件及组态设计	75-83
6.1 组态王(King View)软件简介	75
6.2 污水处理监控系统的组态功能需求	75-76
6.2.1 显示功能	75-76
6.2.2 数据库功能	76
6.2.3 设备的控制和管理功能	76
6.3 监控软件的设计	76-79
6.3.1 工艺流程图	76-77
6.3.2 参数显示	77
6.3.3 实时和历史数据的管理	77-78
6.3.4 报警和事件管理	78
6.3.5 打印数据报表	78
6.3.6 访问权限和安全管理	78-79
6.4 与现场设备的通信	79-82
6.4.1 基于 OPC Server的现场信息采集	80-81
6.4.2 组态王与 OPC的连接	81-82
6.5 本章小结	82-83
结论	83-84
致谢	84-85
参考文献	85-89
攻读硕士学位期间发表的论文	89

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.384740



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