污泥干化监控系统开发与研究

发布时间：2017-07-26 22:24

  本文关键词：污泥干化监控系统开发与研究

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【摘要】：随着我国科学技术的发展,污泥处理将呈现智能化、环保化、能源化的趋势。污泥干化是实现污泥环保化和能源化的重要方法,这种方法将污泥变废为宝,符合我国节能环保的理念。研究与开发功能完备、性能可靠的污泥干化自动控制系统是污泥干化技术的发展方向,具有实际研究价值。针对污泥干化的工艺及控制要求,设计研发了由监控计算机、两门子PLC构成的DCS监控系统。3个PLC200分控站通过PROFIBUS-DP将信号传送至PLC300主控站,主控站通过以太网通信技术将信号传送至上位机,实现了操作人员通过计算机对整个系统的监控操作。为达到污泥干化的控制要求,本系统对污泥存储仓、成型机、传送带、风扇组、污泥回收仓、热水锅炉、冷凝塔等主要设备进行了控制。控制方案主要为单闭环控制、前馈控制、双闭环控制等,控制算法采用了工业中常用的PID算法。系统的硬件设计主要内容包括：PLC硬件系统选型和网络通信系统的构建；现场仪表的选型等。绘制了污泥干化系统的电气原理图、电气布置安装图、电气安装接线端子图等。系统的软件设计采用西门子的STEP7 V5.2和STEP7 V4.0完成。应用STEP7 V5.2完成了系统的硬件组态、软件组态和系统主站编程工作。应用STEP7 V40完成了系统热水锅炉、冷能塔、污泥存储仓3个从站的编程工作。系统监控画面由亚控公司的组态王软件KingView6.55完成。完成内容包括系统模拟流程画面、单体设备画面、操作画面、报警画面、报警事件查询画面、数据查询面面、报表系统设计以及用户安全管理等人机接口界而的组态。在完成系统的硬件设计和软件设计后,进行了系统的调试工作。系统调试主要分为系统上电检测、系统单点设备检测、软件调试、系统联调运行,投入运行等。整套系统的构建达到了污泥干化的目的,保证了系统的正常安全运行。系统操作简便,管理水平明显提高。
【关键词】：污泥干化 监控系统 PLC PID闭环控制
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-12
• 1.1 选题背景9
• 1.2 污泥干化技术的研究现状及发展9-10
• 1.3 论文研究的主要内容10-11
• 1.4 论文研究的意义11-12
• 2 污泥干化的工艺介绍及系统控制功能要求12-15
• 2.1 污泥干化的工艺简介12
• 2.2 带检测控制点的工艺流程图12-13
• 2.3 污泥干化控制系统功能要求13-14
• 2.4 污泥干化监控系统的功能要求14-15
• 3 污泥干化系统的总体方案设计15-21
• 3.1 方案设计的基本原则15
• 3.2 监控系统的体系结构15-17
• 3.3 控制方案的确定17-21
• 3.3.1 热水锅炉循环水温度闭环控制系统17
• 3.3.2 热水锅炉循环水压力闭环控制系统17
• 3.3.3 污泥传送带的控制系统17-18
• 3.3.4 污泥风扇组的控制系统18
• 3.3.5 PID算法简介18-21
• 4 污泥干化控制系统的硬件设计21-29
• 4.1 主站系统的硬件设计21-22
• 4.1.1 主站模块选型21-22
• 4.1.2 主站模块接线22
• 4.2 从站的硬件连接图22-24
• 4.3 PROFIBUS简介24
• 4.4 工业以太网通信简介24
• 4.5 变频器的应用24-27
• 4.5.1 变频器的简介24-25
• 4.5.2 污泥干化系统中变频调速器的应用25-27
• 4.6 现场仪表的选型27-29
• 4.6.1 仪表选型要点27
• 4.6.2 仪表的选型27-29
• 5 污泥干化系统的软件开发29-46
• 5.1 S7-300编程简介29-31
• 5.1.1 STEP7软件简介29
• 5.1.2 STEP7的项目结构29
• 5.1.3 STEP7的常规设置29-31
• 5.2 PLC 系统硬件组态31-36
• 5.2.1 创建新项目31-33
• 5.2.2 主站系统的组态33-35
• 5.2.3 从站系统的组态35-36
• 5.3 网络组态36
• 5.4 主站控制程序结构及编程36-46
• 5.4.1 共享符号表的创建36-38
• 5.4.2 程序的逻辑关系38-39
• 5.4.3 创建程序39-46
• 6 上位机画面的开发46-59
• 6.1 项目的创建46-47
• 6.2 变量数据库的构建47-49
• 6.3 I/O设备的配置49-50
• 6.4 图形画面的设计50-57
• 6.4.1 主画面51
• 6.4.2 皮带组监控画面51-52
• 6.4.3 热水锅炉监控画面52
• 6.4.4 综合监控画面52-53
• 6.4.5 报警窗口的配置53-55
• 6.4.6 报表系统55-56
• 6.4.7 连接与动画56-57
• 6.5 系统安全管理57-59
• 6.5.1 工程的加密57-58
• 6.5.2 访问权限和操作权限58-59
• 7 污泥干化系统的调试59-65
• 7.1 调试流程59-60
• 7.2 系统上电调试60-61
• 7.3 系统单点调试61-62
• 7.4 系统软件调试62
• 7.4.1 模拟调试62
• 7.4.2 现场调试62
• 7.5 现场联调62-65
• 8 结论65-66
• 9 展望66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72

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