污水处理厂远程交互式系统

【摘要】：随着国内污水处理企业对信息化的需求的提高,污水处理厂远程交互式系统已经成为污水处理企业必不可少的重要组成部分。该系统针对城镇污水处理质量指标难以实时控制及运营水平落后的现状,以稳定出水水质、降低能源消耗为目的,建立了一套优化城镇污水处理过程控制策略,其中包括：建立了一种基于串级模糊控制方法,实现对城镇污水处理过程的实时优化控制；采用专家系统理论,建立了污水处理过程的故障排查模块,实现对于污水处理工程中的故障分析与专家决策；本系统是一套基于数据库、网络技术的污水处理信息化管理系统,还包括污水处理厂的设备管理、电能管理、成本管理等功能模块。该系统提升了整个行业的生产管理水平,降低了企业的生产成本。 远程交互式系统中的节能部分与故障排查部分是该系统的核心,也是其难点部分。本文介绍整个系统的同时,重点阐述这两个关键部分的分析与设计。本人主要工作如下： 本人独立设计了用于节约能耗的串级模糊控制模块。针对污水处理曝气系统中溶解氧控制的特点,模块中引入了模糊控制技术；在此基础上,采用PLC、HMI及网络通信技术,实现了串级模糊控制模块。该模块通过在线检测的COD值与溶解氧的浓度值调节曝气量,既保证了出水水质,又降低了能耗,从而节约了污水处理成本,为污水处理溶解氧控制提供了一种新的、有效的、实用的工程方法。 本人设计并实现了污水处理故障排查模块,其中包括知识库、推理机、解释器的设计与实现。该模块将人工智能理论(专家系统理论)及数据库技术相结合,应用在污水处理的故障排查过程中,针对污水处理过程中出现的故障,该模块可效仿人类专家的智能,为管理者提供应对故障的决策信息,提高了污水处理过程的效率与管理水平。应用表明,该模块对于污水处理过程中的故障排查有着重要的实际应用价值。 本文所依托的课题项目已经通过了用户验收,本人设计并实现的远程交互式系统中串级模糊控制模块和故障排查模块,完全能够满足用户在节能与管理方面的要求。 【关键词】：远程交互 可编程控制器 人机界面 模糊控制 故障排查 溶解氧 化学需氧量
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外应用现状12-15
• 1.2.1 污水处理厂信息化技术现状及其发展12-14
• 1.2.2 污水处理厂实施信息化建设的关键技术简介14-15
• 1.2.3 污水处理厂实施信息化建设的趋向预测15
• 1.3 论文的组织结构15-17
• 2 污水处理厂远程交互式系统综述17-26
• 2.1 远程交互式系统软件概述17-21
• 2.1.1 远程交互式系统平台功能特点17-18
• 2.1.2 系统硬件组成结构18-20
• 2.1.3 软件体系结构20-21
• 2.2 关键技术21-25
• 2.2.1 模糊控制技术21-22
• 2.2.2 专家系统理论22-24
• 2.2.3 PLC可编程控制器技术24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 串级模糊控制模块的分析设计与实现26-39
• 3.1 串级模糊控制模块的分析26-29
• 3.1.1 模糊控制模块需求分析26-27
• 3.1.2 模块软件开发的环境27
• 3.1.3 模块实现的基本功能27
• 3.1.4 曝气系统模糊控制器体系结构27-29
• 3.2 模糊控制器的设计29-35
• 3.2.1 输入模糊化29-30
• 3.2.2 模糊决策和模糊规则30-31
• 3.2.3 输出的反模糊化31-32
• 3.2.4 改进的模糊控制器设计32-35
• 3.3 串级模糊控制模块的实现35-38
• 3.3.1 串级模糊控制算法35-37
• 3.3.2 串级模糊控制模块运行及实验测试结论37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 污水处理故障排查模块的分析设计与实现39-61
• 4.1 污水处理故障排查模块的分析39-42
• 4.1.1 故障排查模块的的需求分析40-41
• 4.1.2 故障排查模块的开发及运行环境41-42
• 4.2 污水处理故障排查模块的设计与实现42-58
• 4.2.1 知识库的设计与实现42-49
• 4.2.2 推理机的设计与实现49-56
• 4.2.3 解释器的设计与实现56-58
• 4.3 故障排查模块的运行及实验测试结论58-60
• 4.3.1 故障排查模块的运行58-59
• 4.3.2 故障排查模块的实验测试59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-63
• 5.1 总结61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-65
• 作者简历65-67
• 学位论文数据集67

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