初宪武[1]2002年在《基于CAN总线的水厂自动化监控系统》文中认为本文以CAN总线作为通信手段，构成基于现场总线的水厂自动化监控网络系统。给出底层硬件(智能传感器节点、输出控制单元和通信协议转换单元)的功能实现并在国产通用组态软件—组态王6.0的基础上开发监控系统，实现上位机与现场智能单元的数据交换以及厂际联网通信，满足了工业生产过程智能化、数字化、网络化的发展需求。
谢瑶[2]2010年在《基于CAN总线的水处理工程数据采集系统设计》文中进行了进一步梳理我国人均水资源拥有量仅相当于世界平均水平的1/4,城市污水处理水平直接关系到这些有限资源能否得到科学合理的利用,以及我国国民经济健康稳定的发展。随着科技的进步和现代工业的发展,污水处理系统的自动化、智能化控制已成为发展的一种必然趋势。传统的控制系统采用PLC作为控制单元,对各设备进行数据采集与控制,但PLC的数据处理能力有限,运行速度慢,限制了系统性能的进一步提高;采用的现场总线为profibus总线,随着传输距离增加,信号速率较慢,实时性不高。针对这些需求及实际情况,本文设计了一种基于CAN总线的污水处理数据采集系统,以解决实时性、传输速度、数据处理能力等现在急需解决的问题。本文针对污水处理系统的实际需要,基于Intel公司开发的PXA270作为主控平台的处理器,采用32位ARM7芯片LPC2119作为数据采集节点的控制器,分别完成了24路数字量输入、16路数字量输出、8路模拟量输入以及4路模拟量输出电路的硬件设计。选择控制器局域网CAN总线进行数据通信,凭借其极高的可靠性、实时性和灵活性的特点,组建基于集成CAN控制器的ARM7芯片的数据采集系统,充分发挥了32位控制器的优势,实现了基于ARM的CAN网络通信,完成污水处理现场数据采集系统的设计。经过系统测试,监控系统具有良好的实时性、传输速度和数据处理能力。
黄良沛[3]2005年在《城市供水系统的优化调度与智能控制研究》文中提出随着我国城市人口的快速增长和人民生活水平的不断提高,对城市供水系统的服务要求也越来越高,供水系统的规模在不断扩大,复杂性随之提高。城市供水系统是极其重要而复杂的网络系统,确保其安全可靠的运行和正确有效的管理具有重大意义。为了提高系统的社会效益和经济效益,采用现代化的技术手段、先进的控制理论来提高供水企业的生产水平和生产效率,运用现代化的管理理论、优化方法以及计算机技术对城市供水系统进行管理、监控、预测和优化调度都是势在必行的。论文对城市供水系统中管网预测、优化调度、智能控制以及大功率电机平稳切换等问题进行深入系统的研究和探讨。 城市供水管网预测是优化调度的前提和基础。选取BP神经网络作为建模基础,研究探讨城市供水系统神经网络预报的原理和机制,阐述了建立基于BP网络的城市供水时序预测模型方法。分别以管网的节点压力、管道流量和用水负荷的过去某一历史时期数据纪录,建立基于BP神经网络的管网预测模型,对未来某一时段的节点压力、管道流量和用水负荷进行预测。运用BP神经网络对城市供水的变化规律进行识别的实质,就是通过选择适当的神经网络模型逼近实际系统的动态过程。人工神经网络模型在已有的历史数据的基础上,一旦通过学习识别出城市供水的变化规律,网络模型通过联想,就可以预报下一个时段的城市供水需求。 从供水管网系统整体优化和最小供水费用的角度出发,建立了城市供水系统管网优化调度的数学模型。重点研究在用户节点压力已知条件下,复杂供水系统整体优化调度数学模型求解问题。对城市供水系统管网优化调度的遗传算法进行深入的研究,并给出了详细的求解步骤。文中还对某市供水系统的优化调度进行仿真研究,根据不同时段的各用户节点压力服务质量要求,采用MATLAB编写基于遗传算法的优化调度程序,对供水系统进行管网整体优化调度。采用优化调度程序进行生产调度可以节省运行费用。 根据供水厂二级泵房的水泵机组生产调度特点,建立了水泵机组组合优化的数学模型,对水泵机组优化组合遗传算法进行了认真的研究和探讨。文中还结合某供水厂二级泵房机组情况,对水泵机组组合优
王伟星[4]2012年在《自来水厂生产过程自动化的设计与实现》文中研究指明随着科技的进步和人类生活品质的提升,人们的环保意识也开始增强,对于主要的饮用水来源自来水,在不断提高水质的同时,能够实现低能耗、连续、高稳定性的生产也是水行业不断追寻的目标。水行业的自动化控制能够使复杂的生产工艺流程实现安全、持续的运转,减少成本和维护费用,同时能够节省人力资源以及人为因素导致的隐患和事故。因此,自来水行业先进的自动化控制、科学供水是社会发展的必然趋势。本文通过对国内外水厂发展现状的了解和成功水厂的经验分析,以攀枝花某水厂为例,结合该水厂自身的实际情况,设计了一套基于GE的IFIX组态软件和PAC RX3i系列冗余PLC的IPC+PLC自来水生产过程自动化控制系统,解决了水厂原来运行过程中出现的问题,对水的处理工艺也做了进一步的完善,保证了出水水质,同时使水厂的生产自动化程度得到了提高,系统维护也更加简单方便。论文详细的阐述了该水厂的生产工艺流程、自控系统的整体设计方案、设备的选型以及系统的功能实现等。按照生产工艺和地理位置的不同,该系统控制方案主要分为四个部分：取水泵房远程控制系统、现场各子单元控制系统、网络通信系统,以及上位机监控管理系统。在各个子控制系统设备相对独立的基础上,整个系统之间进行相互协调,以实现生产过程各设备的自动化运行。水厂下位机部分采用PAC RX3i系列冗余PLC设置了5个PLC子站,各子站PLC完成对相应水泵、阀门等控制设备及液位计等仪表的控制,可靠性高,并利用工业以太网连接中央控制室内的上位机。各PLC子站控制系统采用CIMPLICITYME软件进行编程。组态软件IFIX运行在中控室内的工业计算机上,用于采集自来水厂生产过程中各子单元的数据并进行实时监控。上位机监控系统由组态灵活的IFIX完成,操作方便,且能够实时的动态显示整个生产过程中各设备的工作状态,使操作员能够全面准确的掌握整个生产流程的运行状态,及时发现问题并做出相应的处理,从而确保整个水生产过程的正常运行。同时上位机监控系统还具备实时数据显示、历史数据查询、报表生成打印、报警功能。
李海云[5]2010年在《城镇水厂自动供水SCADA系统的研究与应用》文中指出供水是一个关系国计民生的重要产业,随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求也越来越高。城镇供水设施落后的矛盾日益突出,加快城镇供水设施建设已经成为当务之急。如何合理利用水资源,高质高效的实现对城镇的供水成为一个重要的课题。供水自动控制系统作为保证安全、连续、优质供水的措施,其意义十分重大。利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,采用先进的控制理论设计高性能、高节能的科学供水方式成为发展的必然趋势。该供水系统包括水源地取水,加压站加压,二水厂恒压供水以及一水厂储水与供水几个部分,各供水环节距离远且分布较分散。针对这些特点设计了一套集自动控制技术、通信技术、传感技术和计算机技术于一体的SCADA系统。该SCADA系统中,二水厂控制站距中央控制室距离较近,采用有线通信方式实现监控;一水厂、加压站以及水源地由于距控制室较远,采用无线数传电台实现数据通信,并且采用485总线对各通信设备组网。由于水源地井群分布较分散,在每个井房设置无线数传电台、RTU和EDA电量采集模块对水源井的流量、报警以及电参量等重要数据进行采集,并可对水泵实现远程控制。在水源地值班室、加压站和一水厂通过无线数传电台与上位机进行通信,并使用西门子公司S7-200系列PLC实现对现场液位、流量、压力等的数据采集以及对泵和阀的控制。二水厂控制站负责对城区实现恒压供水,该站设计了一套由PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组、计算机等主要设备构成的全自动变频恒压供水及其远程监控系统,具有全自动变频恒压运行、自动工频运行、远程手动控制和现场手动控制等功能。控制系统中采用了STEP7 Micro/win编程软件,设计了一个用于供水系统压力控制的PID控制器,PID控制器内置在PLC中,对压力给定值与测量值的偏差进行处理,实时控制变频器的输出电压和频率,进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量,实现管网压力的自动调节,使管网压力稳定在设定值附近。为了实现对整个供水系统的远程监控,在自来水公司二水厂设置中央控制室,并在控制室内配备工业计算机一台运行组态软件,用于对供水过程的各环节进行数据采集和监控。系统选用北京亚控公司的KINGVIEW6.52组态软件对整个自动供水系统的进行组态。基于KINGVIEW开发坏境下的工程组态,界面友好、易于操作、图形丰富,工程运行时能以动画的形式实时显示现场设备的运行状态。该自动供水控制系统已在山西省山阴县自来水公司实际运行近一年,从水厂运行效果来看,这种方案有利于提高城镇供水的自动化程度,并实现了对城镇稳定高质高效的供水。
田晓露[6]2008年在《基于NetLinx的水厂SCADA系统研究》文中研究指明自来水行业的发展一直都是关系着国计民生的大事,近年来国家和政府都对水行业的发展加大了投资力度,从国外引进并自己投产了一系列先进的设备和先进的处理工艺,这些先进的工艺流程的上线无疑对控制系统的升级提出了更高的要求,但是由于历史和现实的种种原因,我国水行业控制系统到目前为止的总体发展水平还不高,发展也不是很均衡,特别是一些旧的监控系统在目前网络时代、计算机时代所暴露出的问题更多,濒临淘汰。所以,在吸收国外先进经验和充分了解工艺过程的基础上,研制和开发性价比较高的水处理厂计算机自动控制系统产品已是一个迫切的问题。本文根据国内外城市供水系统的运行管理情况以及在某水厂实地勘测的实践经验,本着安全可靠、简单实用的原则,本文提出的方案设计中,力求以充分发挥罗克韦尔自动化开放的现场总线网络NetLinx体系为基础,人机界面交互软件RSView32为核心,以数据库技术提供控制策略,计算机及网络技术提供实现方法,采用控制器、驱动、网络构架及工控软件产品,为某水厂提供一个多级的、开放的、模块化的、实时多任务集散型的控制系统和具备数据采集监控分析功能的SCADA系统,满足水处理自动化行业对系统控制、组态和数据采集监控分析的需求。本文主要研究内容包括:1,工艺生产数据和运行参数的前台生产检测与控制方案设计;并对特殊的复杂工艺,例如加药环节的控制方法予以改进;2,SCADA系统硬件选型、搭建、配置和软件的设计,包括水质数据、生产状态和设备故障的采集、动态追踪、信息处理及后台数据库管理;3,水厂运行监控与计划调度指挥,网络人机交互界面的系统设计,提供了远程登录及生产图像实时传输实例;综合提出水厂集成控制解决方案。以往的SCADA系统在现场监控方面的功能已经得到了很好的发展,但是对于如何构建一个集中管理,分散监控,小型集成但网络通讯能力强,既可靠安全可维护,又开放性强可扩展的SCADA系统,这无疑就要依赖于罗克韦尔自动化开放的NetLinx体系,建立一个由底向上的,无缝连接的,集管控为一身的软硬件系统。
丁小丽[7]2012年在《基于模糊控制的自来水厂控制系统的研究与实现》文中提出进入21世纪的今天,自动化技术发展日新月异,它在水行业的应用也日趋成熟。在水环境的恶劣发展和市场经济双重压力下,不仅要求自来水厂提升水处理的能力,而且要求水厂的自动化控制系统能长期保持最佳运行状态。本论文以金西水厂的自动化控制系统为研究背景,深入研究自来水厂的水处理工艺和工艺参数,分析水处理工艺控制的目标要求,采用先进的控制理论和控制技术,实现自来水厂的自动化控制系统,以达到自来水厂的出厂水水质优、生产安全性高、控制实时性好的目标。水处理工艺的加矾控制系统,是大滞后、多变量、非线性的复杂过程系统,控制非常困难。目前仍然采用人工经验结合计算机远程控制的投加方式,系统投加量的主观因素太大,从而降低了加矾控制系统稳定性。根据现场采集的大量实验数据,分析源水流量、源水浊度和源水温度等对水处理的影响因素,采用流动电流(SCD)检测技术,结合模糊控制理论研究,设计了加矾模糊控制器和程序实现流程。同时,分析了滤池控制系统的恒水位控制对滤后水浊度的影响和PID控制算法的缺陷,设计了滤池恒水位的模糊控制器和程序实现流程。由此,为自来水厂的出厂水水质提供了有效地控制方法。针对自来水厂原PLC控制系统的功能缺陷、安全性低和不易扩展的分析,采用昆腾系列PLC实现控制的硬件系统。主要研究水处理工艺的加氯、加矾和一期滤池叁个工艺过程的控制功能,根据设备选型原则,配置加氯、加矾和一期滤池的PLC控制站的I/0模块和模块结构。同时,采用InTouch9.5强大的组态功能,完成了水厂中心控制系统的人机界面和报警功能,实现了中心控制室的远程监控功能。新PLC控制系统投入运行后,一直保持着高安全性的良好运行状态。在论文的最后,分析自来水厂基于RS485串口的Modbus Plus总线型控制网络存在的一些缺陷,设计了基于工业以太网的水厂新控制网络。工业以太网投入运行后,满足了系统的网络功能,提高了自动化控制系统的实时性。
谭杰[8]2003年在《水处理自动化系统的研究与设计》文中提出往水中添加氯气以保持水中余氯含量是水处理过程中的常用工艺。但在一些对于水中余氯含量控制精度有严格要求的场合，常见的氯气负压添计系统不能满足需求，因此必须对系统作进一步的改进，采用一种新的工艺。 本文结合工厂实际，提出先将氯气制成高浓氯水，然后采用变频计量泵添加氯水的工艺及控制系统，在给水流量较小、并且流量波动较大情况下实现水中余氯含量的精确控制。 预先通过负压加氯，配制一定量的高浓氯水，根据供水流量和余氯值，采用模糊控制改变变频器的工作频率来调节电机的速度，确保原水流量发生阶跃变化时控制系统的响应速度和稳定性；同时根据采样的余氯值为反馈量采用PID控制器控制计量泵冲程，达到精确控制余氯的目的。 控制部件选用SIEMENS公司的小型可编程控制器S7-3152DP，人机界面配以SIEMENS公司的WINCC系统。 此系统的特点是反应特性快，加氯量可快速跟随供水流量的变化，通过计量泵的转速和冲程调节，氯水添加的可调比大能及时将加氯量调节到最佳值，可大大降低药耗，稳定水质。
刘颖娟[9]2016年在《水厂制水工艺自动控制系统设计与实现》文中认为给水设施作为城市基础设施的一个重要环节,是保障城市可持续发展的生命线。近年来随着中部崛起伟大战略的大力实施,河南的经济已取得了突飞猛进的发展。但是经济发展背后却是水资源的大肆污染,尤其是饮用水源。为改善水质,提高供水效率,必须对城市供水系统实施自动化控制。作为缺水大省,这一举措无疑对节约水资源,减少污染具有一定意义。本文选题来源于实习单位河南省鹤壁市水务集团给水节能项目,通过对该集团现有的供水系统自动化程度进行改善,以达到高度智能化的目的,同时为豫北地区的供水系统提供参考和依据。为此,文中做了大量工作,主要表现在下面叁个方面。1.本文对实习单位鹤壁市第四水厂的供水控制系统进行了自动化需求方面的分析,为了达到自动化控制的效果,本文对加药控制系统、加氯控制系统、滤池控制系统以及变频控制系统进行了详细的设计。设计的要求就是使供水过程中的含氯量和浊度达到行业标准,并在恒压的情况下实现稳定供水。2.本文主要运用PLC技术实现该水厂的自动控制。该水厂自控系统选用S7-300型号PLC为主站,分布式I/O为从站。文中对滤池自动控制做了详尽的分析讨论,最终采用V型滤池,实现了恒水位过滤、滤格自动反冲洗等重要控制。论文对二级泵站水泵机组的变频恒压控制流程进行分析,制定了变频恒压供水控制流程图。为了使出厂水压恒定,文中采用了调速节能控制的原理。本文对加氯控制系统做了详细控制流程编写,并利用STEP 7软件对相应的控制流程图进行编程。之后我们把程序导入PLC中,并在安装现场对程序进行了调试。3.为解决水厂通信方面的问题,本文运用了现场总线技术。论文对现场总线通信网络进行全面探讨和阐述,介绍了现场总线概念、网络结构、通信模型等。根据水厂的实际应用需要,本文提出了基于PROFIBUS现场总线的通信方案。按照该水厂各个工艺流程实际的通信要求,文中设计出了水厂现场总线网络配置图。根据网络配置图,完成硬件组态,最后通过配置完成的地址进行程序编写。该论文所设计的自动控制系统已初步被应用到制水环节中。在整个自控过程中,该系统运行稳定,出错率低。它不仅满足了设计的要求,达到了预期的效果,同时实现了制水过程自动化,节约劳动力。当然,这一过程也大大改善了居民的饮用水水质,并为自来水公司带来了经济效益。
李言武, 陈建铎[10]2006年在《基于Lon Works的水厂自动化管控系统》文中进行了进一步梳理根据我国水厂自动化现状,结合自动控制系统的发展,介绍一种基于LonWorks技术的水厂生产自动化管控方案。该方案可以实现现场设备管理与控制的集成以及远程监视等功能。
参考文献：
[1]. 基于CAN总线的水厂自动化监控系统[D]. 初宪武. 辽宁工程技术大学. 2002
[2]. 基于CAN总线的水处理工程数据采集系统设计[D]. 谢瑶. 哈尔滨工业大学. 2010
[3]. 城市供水系统的优化调度与智能控制研究[D]. 黄良沛. 中南大学. 2005
[4]. 自来水厂生产过程自动化的设计与实现[D]. 王伟星. 电子科技大学. 2012
[5]. 城镇水厂自动供水SCADA系统的研究与应用[D]. 李海云. 太原理工大学. 2010
[6]. 基于NetLinx的水厂SCADA系统研究[D]. 田晓露. 上海交通大学. 2008
[7]. 基于模糊控制的自来水厂控制系统的研究与实现[D]. 丁小丽. 昆明理工大学. 2012
[8]. 水处理自动化系统的研究与设计[D]. 谭杰. 武汉理工大学. 2003
[9]. 水厂制水工艺自动控制系统设计与实现[D]. 刘颖娟. 西北师范大学. 2016
[10]. 基于Lon Works的水厂自动化管控系统[J]. 李言武, 陈建铎. 现代电子技术. 2006
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