基于IFIX污水处理集散控制系统的设计

【摘要】：近年来,随着自动化技术的发展,自动化控制系统在各个行业的应用也日趋广泛。污水处理作为水处理行业的重要组成部分,也大量采用了PLC控制设备集成自动控制系统,但由于其自身生产的连续性和工艺的复杂性,其自动化程度并不高。在污水处理系统中引入自动控制系统,可以在很大程度上满足生产工艺的要求,提高分布式控制站集成度,提高系统运行的稳定性,提高出厂水水质,降低污水处理成本,提高经济效益。 本课题以攀枝花市小沙坝城市污水处理系统作为背景,研究了基于IFIX的污水处理集散控制系统的设计和实现。该污水处理系统采用的CAST污水处理工艺,根据该处理工艺要求,本文研究了集散控制系统如何实现对各处理站点的控制,如何实现对厂区设备运行状况的监控和仪表数据的采集,并研究了如何实现厂区各分布式站点间的通信,包括上位机与控制设备、上位机与现场设备、控制设备与现场设备之间的通信。 该控制系统选用GE的PLC作为现场控制设备,通过其编程软件ME实现对PLC模块的组态和控制程序的编程,本文重点介绍了预处理区、曝气池、提升泵房设备的工艺流程和控制程序,通过组态软件IFIX开发人机交互窗口,实现现场设备的远程控制,给操作人员提供一个友好的监控画面,其中监控界面安装界面设计原则分为主画面、各站点画面、设备操作画面和报警报表画面。 系统选用IC695ETM001以太网模块和工业以太环网,实现上位机与各控制主站之间的通讯,采用IC694BEM331,总线接口模块和Genius通讯协议,实现控制主站与子站之间的通讯,确保控制系统的稳定性和可靠性,下位机PLC与现场控制设备采用RS-485总线连接,提高现场信号传输的抗干扰能力,更能适应环境复杂的工业生产现场,准确无误的采集现场实时数据并下发控制指令给PLC和现场设备,提高系统运行的稳定性。 【关键词】：集散控制系统 PLC IFIX ME 通讯网络
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.1.1 课题背景10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 我国城市污水处理厂自动化现状11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 第二章 系统需求分析及设计14-21
• 2.1 污水现状和排放标准14
• 2.2 系统污水处理工艺14-16
• 2.3 污水处理厂对控制系统的需求16-17
• 2.4 控制系统的重点及难点17-18
• 2.5 集散控制系统的设计18-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 底层设备选型与功能设计21-44
• 3.1 系统总体功能设计21-23
• 3.2 底层硬件选型23-28
• 3.2.1 系统控制设备的选择23-25
• 3.2.2 系统控制设备的选择依据25-26
• 3.2.3 系统控制设备的特点26-28
• 3.3 系统水质监测传感器的选择28-29
• 3.3.1 PH传感器的选择28
• 3.3.2 COD和NH_4~+-N传感器的选择28-29
• 3.4 底层控制程序设计29-43
• 3.4.1 底层控制系统设计的基本步骤30-31
• 3.4.2 预处理区PLC控制程序31-38
• 3.4.3 曝气池PLC控制程序38-41
• 3.4.4 高速D型滤池PLC控制程序41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 组态软件和监控界面的设计44-61
• 4.1 上位机组态软件的实现44-46
• 4.1.1 IFIX组态软件44-46
• 4.2 监控界面的设计标准46-48
• 4.3 系统监控界面的总体设计48-60
• 4.3.1 登录界面的设计49-51
• 4.3.2 总体流程图界面设计51-52
• 4.3.3 预处理界面设计52-53
• 4.3.4 曝气池界面设计53-54
• 4.3.5 高速D型滤池界面设计54-55
• 4.3.6 报警界面的设计55-58
• 4.3.7 趋势图界面设计58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 网络通讯设计61-68
• 5.1 基于PLC的网络结构选型分析61-63
• 5.2 基于PLC的网络通讯结构的设计63-66
• 5.2.1 现场控制层与设备的通讯结构设计64-65
• 5.2.2 底层与上位机网络通讯设计65-66
• 5.3 系统抗干扰保护66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 系统调试与试运行68-75
• 6.1 系统调试68-69
• 6.2 系统试运行结果69-71
• 6.3 系统分析评价71-74
• 6.4 本章小结74-75
• 结论75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 攻读硕士期间取得的研究成果79

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