PROFIBUS-DP网络在污水处理控制系统中的应用与研究

【摘要】：随着社会的发展,我国政府、媒体与普通百姓等各方面对环境保护的重视程度进一步增加,污水处理也越来越受到社会的关注。有效的污水处理既能够使水资源得到高效利用,又能对节能减排起到积极的促进作用。 现场总线技术是自动化领域中最受重视的技术之一,其具有数字化、开放性、全分散等特点,代表了工业过程自动化控制网络的发展方向。 本文结合甘肃某县城污水处理项目,设计了一套基于PROFIBUS-DP现场总线技术的污水处理控制系统,文中首先对PROFIBUS现场总线做了介绍,分析了现场总线PROFIBUS的通信模型,深入介绍了PROFIBUS-DP的通信版本,最后确定以PROFIBUS-DP作为现场层通信网络。然后分别介绍了三个控制站的硬件配置及其部分功能的软件设计 该污水处理项目现场控制站采用的是瑞士ABB公司的AC500系列的CUPPM582-ETH与PM571-ETH做主站,西门子S7-200与在线智能仪表做从站,构成PROFIBUS-DP总线控制系统。运用与之相匹配的PS501编程软件,使用Sycon.net软件完成现场总线网络的配置,通过梯形图编程语言编制了现场PLC的控制程序,从而使该污水处理控制系统按照工艺要求完成相应的控制任务与数据采集要求。选用性能稳定、抗干扰性能较好的IPC作为上位监控计算机。选用北京亚控公司的KingView6.53工控组态软件对上位监控计算机进行组态,设计了污水处理工艺流程动态显示、报表查询、报警记录、记录查询、参数设定、实时曲线、历史曲线等监控画面,实现了现场设备的监控。最后,对现场总线在污水处理控制系统中应用时容易遇到的问题做了总结。 基于现场总线技术的污水处理控制系统不仅建设与维护成本低,具有良好的扩展性能,同时,大大降低了维护及生产人员的劳动强度,降低了污水处理成本和节约了能源,方便了生产工艺的进一步改进,具有一定的社会效益和经济效益。 【关键词】：污水处理 现场总线 PLC CASS工艺
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703;TP273
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插图索引9-10
• 附表索引10-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 污水处理控制系统的发展现状及所产生的问题11
• 1.2 污水处理控制系统发展现状和趋势11-13
• 1.2.1 国内外污水处理现状11-12
• 1.2.2 国内外污水处理发展趋势12-13
• 1.3 国内外污水处理各自特点及我国的不足之处13-14
• 1.4 系统设计中考虑到的问题和难点14-15
• 1.4.1 系统设计中考虑到的问题14
• 1.4.2 污水处理控制系统的难点14-15
• 1.5 本文研究的意义和主要工作15-17
• 1.5.1 本文研究的意义15
• 1.5.2 主要的工作15-17
• 第二章 PROFIBUS现场总线17-31
• 2.1 PROFIBUS现场总线简介17-18
• 2.2 PROFIBUS的通信参考模型18
• 2.3 PROFIBUS的通信协议18-22
• 2.3.1 PROFIBUS的物理层及其网络连接18-20
• 2.3.2 PROFIBUS的数据链路层20-22
• 2.3.3 PROFIBUS的MAC协议22
• 2.4 PROFIBUS-DP的数据传输协议22-30
• 2.4.1 PROFIBUS-DP V023-26
• 2.4.2 PROFIBUS-DP V126-27
• 2.4.3 PROFIBUS-DP V227-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于现场总线的污水处理控制系统的设计31-42
• 3.1 CASS污水处理工艺31-34
• 3.2 课题污水处理工艺34-35
• 3.3 污水处理控制系统设计35-37
• 3.4 系统硬件选型37
• 3.5 PLC站硬件配置、监测与控制项目37-40
• 3.5.1 PLC-1硬件配置、监测与控制项目37-38
• 3.5.2 PLC-2硬件配置、监测与控制项目38-40
• 3.5.3 PLC-3硬件配置、监测与控制项目40
• 3.6 控制方式40-42
• 第四章 系统软件开发与设计42-52
• 4.1 PLC软件开发与设计42-47
• 4.1.1 PLC编程软件介绍42
• 4.1.2 PLC软件配置42-44
• 4.1.3 主要PLC程序的设计44-47
• 4.2 监控中心软件开发与设计47-52
• 4.2.1 组态王简介47-48
• 4.2.2 污水处理控制系统上位监控软件开发与设计48-52
• 第五章 现场总线网络稳定性的研究52-57
• 5.1 PROFIBUS总线系统不稳定的影响因素52-56
• 5.1.1 非标准网络结构对稳定性的影响52-54
• 5.1.2 通信速率的影响54-56
• 5.1.3 噪声的影响56
• 5.1.4 周围环境的影响56
• 5.2 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-58
• 6.1 本文所做的工作57
• 6.2 前景展望57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61
• 附录61-68
• A 攻读学位期间所发表的学术论文目录61-62
• B 本文有关的工程图片、图纸与程序截图资料62-68

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