基于组态王列车段污水处理控制系统设计与实现

发布时间：2020-04-15 20:29

【摘要】：为了节省水资源、保护环境,污水处理系统已经被广泛应用于工业、农业、商业、建筑、医疗、餐饮等各个领域。为了实现污水处理工程的达标,除了要针对水质水量精心选择、设计合适的污水处理工艺外,设计实施先进、高效的污水处理自动控制系统也是非常必要的。本文针对某列车段污水处理工程的实际需求,设计开发了列车段污水处理控制系统,并针对液位控制问题进行了较为深入的研究。结合某列车段污水的水质特性和排放标准,本文以A~2O工艺过程为例,分析了污水处理主要工艺流程,确定了污水处理控制系统所需的功能,以及对于数据传输网络的需求。在此基础上,本文对控制系统进行了总体设计,基于“集中管理,分散控制”的思想,构建了由现场设备层、控制层和监管层组成的三层结构的控制系统方案。其中,现场层为控制设备和仪器仪表的布置、连接和运行提供环境条件;控制层主要负责现场层设备的数据采集和运行控制,同时与监管层进行数据通信;监管层则根据现场数据建立组态,对整个系统监控、信息管理和Web发布。同时,根据各层子系统通信需求,本文确定了“工业以太网+现场总线”的系统网络设计方案。考虑到水池液位在污水处理过程中的重要性,本文在分析污水液位对A~2O工艺的影响基础上,针对厌氧池液位控制的特性和机理,建立了液位控制系统的数学模型;为适应水质水量的动态变化、同时降低PID参数调整的难度、便于实现无人值守,本文提出基于模糊PID的厌氧池液位控制算法,并在Matlab环境下进行了仿真。结果表明,所设计的模糊PID控制算法能够迅速地控制污水的液位达到设定高度;同时通过干扰验证,模糊PID控制系统有较好的鲁棒性。为了实现整个系统的自动控制,采用STEP V5.5对S7-300 PLC控制器完成程序的搭建;针对远程监控和网页浏览的要求,采用KingView组态软件完成了上位机监控系统的组态和Web服务器的发布;针对系统控制和数据传输的需求,选择以太网和Profibus网络完成了三层系统通信和数据交互。本文在实验室环境下对所设计实现的污水处理控制系统进行了仿真运行和测试,结果表明,本文所设计开发的污水处理控制系统能够有效控制,实现了对污水处理水池的自动控制、远程监控和网页浏览等预期的功能;通过对厌氧池等污水处理池液位的控制,保证了污水处理过程的水力停留时间,确保出水达标。
【图文】：

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图 2.1 污水处理工艺流程图Fig. 2.1 Sewage treatment process flow diagram根据图 2.1 污水处理工艺的具体流程，，下面分别对污水处理系统中的各环节功能进行说明。泥饼外运药物叠螺脱水机

框图,现场控制,功能需求,功能控制

现场控制功能需求框图
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X731;TP273

【参考文献】