基于4G网络的污水处理远程监控系统研究与应用

发布时间：2020-08-10 22:22

【摘要】：随着改革开放我国工业化的步伐加快,村镇污水排放量逐年增加。污水处理控制系统的合理设计至关重要,而村镇又面临技术和管理人员缺乏、道路布线难、站点分散等问题,传统的有线连接加大了施工周期。本文基于4G无线通信技术设计一套污水处理远程监控系统。伴随无线通信技术发展,从起初的2G到如今成熟的4G无线通信技术,高效的数据传输、高质量的语音和视频传输、兼容性更广、费用更低逐渐在工业控制上受到广泛青睐。借助4G无线通信技术的桥梁,建立现场与监控中心的数据传输通道,实现村镇污水处理远程监控系统。本文主要研究内容有:1)S7-1200的数据采集;2)4G无线通信方案设计;3)上位机监控系统的设计。首先,在充分了解污水处理整个工艺流程的基础上,选用4G网络作为污水处理过程中数据传输通道,考虑到抗干扰性能和工作稳定性,本文选用USR-G780 DTU作为网络设备的收发器。通过梯形图编程对PLC进行初始化,将污水处理中的水质参数和各设备在线运行状态等信息传输到监控中心,完成S7-1200与监控中心的远程连接。此外,本文利用Modbus RTU通信协议完成现场PLC与从站之间的通信以及TCP/IP完成了数据网络传输,最终完成整个通信过程的设计。最后,本文利用博途Win CC组态软件完成了主界面的设计和相关功能的实现。在完成整个污水处理远程监控系统设计后,本文通过搭建的系统调试平台进行数据传输实验,实验证明基于4G无线的数据传输效率大大提高,同时验证系统设计方案的可行性、准确性以及安全性。最后,又对数据传输过程中的干扰和误码率进行了分析并提出了相应的解决措施。本文的主要贡献在于:利用4G网络作为现场与监控中心的数据传输通道,建立一个结构简单、性能稳定、传输速率快、准确率高的污水处理远程监控系统。4G良好兼容性和网络环境解决了控制系统扩展问题并进一步加快了数据传输速率,保证了污水处理远程监控系统的高效稳定运行。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;TP277
【图文】：

理远程监控系统主要由硬件、软件、通信三部分组成。硬系统的基础，属于现场控制层的范畴。它的好坏直接影响够顺利实现。软件部分的主要任务是完成信息的采集、实和部分变量参数的设置以及通信的建立。本章主要从控制理和 4G 网络设备的选型及其参数调试这两大方面展开，件设计。器的硬件选型及接线 的选型理厂的自控系统遵循 集中管理，分散控制，数据共享 的、可靠、经济、合理为前提，保证对控制对象进行实时控效地运行，满足污水处理现场的工艺设计要求。根据村镇选用西门子 S7-200 和 S7-1200 系列 PLC 作为控制器，完。从经济性和可靠性角度出发，本文选用 CPU-1214 作为示。

体积小、功耗低设计中，PLC 体积小巧方便装入控制柜中，同时 PLC 功耗也多电能。使用灵活、通用性强组成不同功能的控制系统，实现设备的远程集中控制，为无人易于操作、编程、掌握形图和简单指令方式实现 I/O 控制。指令少、语法简便，即使经验也可在短时间内进行学习掌握。同时针对 S7-1200 有专门真调试。00 PLC 与大部分智能设备的物理连接均采用 RS485/RS2加入 CM-1241-RS485 扩展模块实现与其他智能设备的下图 3.2 所示。

图 3.5 LAD 编程语言的程序原理简介络结构络技术的不断更新换代，移动通信技术从第一代 FDMA(式到第二代蜂窝系统采用的 TDMA(时分多址)和 CDMA(式，这种利用单独信道将信令进行传达的方式大幅度的提升会进步及用户量的增多，北美和欧洲分别推出了 CDMA20统，掀起了第三代移动通信技术热潮。直至 2014 年，第四为 4G(the 4th Generation mobile communication technology)，和覆盖区域，为用户提供了更加灵活便捷的服务。 3G 与 WLAN 于一体的可实现不同业务接入基于 IP 的核心 网络不仅具有 2Mb/s 的非对称数据传输能力还具备 100Mb载，是当前家用宽带的 25 倍。为全球所有的移动用户提供和图像，几乎满足所有用户对于无线服务的要求[37]。它包括

【参考文献】

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1 薛丛玲;;无线电通信传输常见形式及特点论述[J];黑龙江科技信息;2015年30期

2 杨艳秋;李仕伟;李宝林;;基于4G网络车载视频监控系统的设计与探讨[J];无线互联科技;2015年14期

3 张海翔;张华熊;陆斌;;基于GM8128的嵌入式4G无线音视频传输系统设计与实现[J];工业控制计算机;2015年01期

4 李国伟;;plc在污水处理厂的应用[J];科技创业家;2014年03期

5 李山;李娜;;4G网络技术及应用[J];计算机光盘软件与应用;2013年24期

6 李春轮;黄彬;;关于曝气生物滤池工艺探讨[J];资源节约与环保;2013年09期

7 严雪;;基于4G网络技术的移动旅游电子商务平台探究[J];电子测试;2013年07期

8 雍永鹏;李素杰;瞿慧卿;;一种改进的PLC模拟量接线端子标准化接线方法[J];工业控制计算机;2013年03期

9 蒋雪梅;;工业以太网在整车焊接流水线自动化控制系统中的应用[J];企业技术开发;2013年03期

10 陈琳;齐文新;齐宇;;基于云计算的自动气象监测网络系统[J];计算机应用;2012年05期

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1 朱爽;;Internet根域名服务器运行和安全性分析[A];全国网络与信息安全技术研讨会论文集（上册）[C];2007年

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1 汤涛;基于MC509的DTU点对点无线通讯研究[D];西安电子科技大学;2014年

2 张玲玲;基于模糊控制的皮带多机驱动功率平衡控制器的研究[D];安徽理工大学;2014年

3 钟剑文;焊接设备的网络化数据采集与管理[D];西南交通大学;2014年

4 代后兆;污水处理中曝气控制系统研究[D];济南大学;2014年

5 郝明佳;门座起重机起升机构PLC与变频器结合控制研究[D];山东大学;2012年

6 任清娟;基于Modbus和GPRS的高炉渣粒化配电监控系统的设计[D];内蒙古科技大学;2012年

7 何伟;基于Modbus的信息融合技术及在闸门自动控制系统中的应用研究[D];昆明理工大学;2011年

8 王峰;城市地下水质安全监测系统的设计与实现[D];大连理工大学;2008年

9 黄鹏;局域网计算机监控系统的设计和实现[D];华中科技大学;2005年

10 阮炜;基于嵌入式Linux的移动工程机械通信终端的设计与实现[D];东南大学;2005年

本文编号：2788691