水廠監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究及實現(xiàn).pdf

1、水是人類依存和發(fā)展的重要資源，隨著城鎮(zhèn)化結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)和農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的需求，人們對水的需求量與日俱增，同時對差異化需求也越來越復(fù)雜，不同領(lǐng)域?qū)┧俊⒐┧|(zhì)量等方面的要求也不斷提高。為適應(yīng)這些變化，城鎮(zhèn)水廠也面臨著越來越高的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)水廠更高水平的實時監(jiān)控和自動化控制，保證供水需求和質(zhì)量，成為水廠迫切需要解決的問題。然而大多數(shù)城鎮(zhèn)自來水廠的控制系統(tǒng)存在設(shè)備簡單、設(shè)備控制自動化水平低等問題，其供水量和供水質(zhì)量已然不能滿足發(fā)展的需求。

2、本文以城鎮(zhèn)自來水廠的監(jiān)控系統(tǒng)為研究背景，對水廠的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)問題進(jìn)行了研究，本文的主要內(nèi)容如下：
　　一、通過對水廠需求的分析，對水廠監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，設(shè)計以PC機(jī)為控制核心的集散控制系統(tǒng)，構(gòu)建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
　　二、在水處理控制系統(tǒng)中，為解決消毒工藝落后及設(shè)備陳舊簡易的問題，保證供水消毒質(zhì)量。本文提出采用二氧化氯的消毒工藝，配備高純二氧化氯發(fā)生器等配套設(shè)備，確保水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
　　三、在取水控制系

3、統(tǒng)中，傳統(tǒng)的系統(tǒng)采用手動控制，電機(jī)采用直接啟動的方式，為實現(xiàn)自來水廠系統(tǒng)全自動化控制，合理使用各個水源井，提高系統(tǒng)的性能，降低能源消耗。本文通過PLC進(jìn)行自動控制，通過變頻器實現(xiàn)軟啟動方式，根據(jù)系統(tǒng)的特點采用恒液位控制來實現(xiàn)遠(yuǎn)程取水，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
　　四、在供水控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的系統(tǒng)多采用變頻恒壓供水，但它的缺點是在供水量變化時不能確保水壓符合需求，為解決這個問題，本文采用變頻變壓供水，以此來滿足系統(tǒng)的供水壓力。因供水系統(tǒng)

4、是多變量、非線性、時滯的系統(tǒng)，本文采用傳統(tǒng)PID和模糊控制器相結(jié)合的方法，并在MATLAB/Simulink的環(huán)境下對控制效果進(jìn)行仿真，系統(tǒng)具有響應(yīng)快、超調(diào)量小、精度高、穩(wěn)態(tài)性能好等特點，能實現(xiàn)良好的控制效果。
　　五、在理論分析的基礎(chǔ)上，在本文中給出了取水控制系統(tǒng)和供水控制系統(tǒng)的硬件選型設(shè)計及電氣實現(xiàn)原理圖，邏輯控制程序功能圖，設(shè)計變壓變量控制的模糊控制的實現(xiàn)方法。
　　六、本文采用觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，采用組態(tài)軟件結(jié)合計算

5、機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，以此來實現(xiàn)水廠系統(tǒng)的監(jiān)控。采用以太網(wǎng)和GPRS技術(shù)相結(jié)合的方式，用帶MODBUS通信協(xié)議的儀器儀表及組態(tài)王軟件進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)?？紤]到取水控制站和主控制地理位置的問題，系統(tǒng)利用移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢和高數(shù)據(jù)傳輸率，使取水控制站各設(shè)備更加便捷地接入互聯(lián)網(wǎng)，使取水控制站設(shè)備通訊更加簡化，本文采用GPRS網(wǎng)絡(luò)。為解決采集模擬量信號需要大量的連接線和傳統(tǒng)儀表自帶不同通訊協(xié)議無法兼容的問題，為了便于集成且能提高系統(tǒng)的可