污水处理集散控制系统中模拟量的测控及其串行通信研究

【摘要】：本文介绍了国内外污水处理厂控制系统研究的进展状况,并根据我国污水处理厂的特点,提出了采用集散控制系统作为监控系统的解决方案。采用模块化的设计方法,对污水处理中三个重要的模拟量:PH值、COD和DO进行在线、实时监控。 以AT89C51单片机作为现场模拟量测控单元,以PC机作为上位机组成污水处理的二级计算机集散监控系统。采用基于故障诊断和数据融合的方法进行数据处理,现场测控单元和上位机之间通过RS-485协议进行远程数据通信,现场数据可以实时地存入上位机系统的动态数据库中供后续处理使用。文中给出了模拟量数据采集和数据通信的软、硬件的具体设计过程。 污水处理上位机监控系统软件主要由三部分组成:基于VB的主控制应用程序,用于完成数据采集、数据通信、建立动态数据库和生成人机交互的主界面;基于MatLab平台的数据处理模块,用于完成复杂的控制算法的运算;基于LabVIEW的数据监视系统,用于完成各种监控量的动态显示。各模块之间通过动态链接库(DLL)和动态数据交换(DDE)完成数据通信。 【关键词】：污水处理 集散控制系统 模拟量 测控 串行通信 监控软件
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X703
【目录】：

• 第一章 绪论12-14
• 1．1 污水处理监控系统国内外发展概况12
• 1．2 课题的来源、目的及课题所研究的主要内容12-13
• 1．3 课题的意义13-14
• 第二章 监控系统方案论证14-21
• 2．1 污水处理系统14-15
• 2．2 监控系统总体设计15-21
• 2．2．1 监控系统方案的选择15-17
• 2．2．2 监控系统的结构17-18
• 2．2．3 设计任务及关键问题18-21
• 第三章 数据采集与处理21-34
• 3．1 模拟量测量系统21-23
• 3．1．1 PH值的监测21-22
• 3．1．2 DO的监测22
• 3．1．3 COD的监测22-23
• 3．2 模拟量输入通道设计23-28
• 3．2．1 信号预处理24-25
• 3．2．2 多路模拟开关25
• 3．2．3 前置放大器25-26
• 3．2．4 采样保持器26
• 3．2．S A/D转换及接口26-27
• 3．2．6 A/D转换通道的隔离27-28
• 3．3 基于故障诊断和数据融合的模拟量智能检测28-34
• 3．3．1 测试装置的三模冗余结构及工作原理28-29
• 3．3．2 三模冗余系统在线故障诊断29-30
• 3．3．3 三模冗余系统的数据融合30-34
• 第四章 模拟量的串行通信及数据管理34-49
• 4．1 数据通信总体设计34-38
• 4．1．1 数据通信的基本概念34
• 4．1．2 数据的串行通信34-35
• 4．1．3 模拟量串行通信系统总体设计35-36
• 4．1．4 接口标准及信号转换36
• 4．1．5 通信协议36-38
• 4．2 下位单片机系统的通信38-42
• 4．2．1 通信硬件设计38-40
• 4．2．2 单片机的通信程序设计40-42
• 4．3 上位机系统的通信设计42-46
• 4．3．1 通信接口及扩展42-43
• 4．3．2 上位机通信程序设计43-46
• 4．4 数据库46-49
• 4．4．1 数据库简介46-47
• 4．4．2 动态数据库的设计过程47-49
• 第五章 上位机系统的监控软件开发49-57
• 5．1 监控软件总体设计49-50
• 5．2 监控系统人机界面开发50-55
• 5．2．1 人机界面的主控面板50-51
• 5．2．2 基于 LabVIEW的动态显示界面51-55
• 5．2．2．1 动态显示界面设计51-53
• 5．2．2．2 LabVIEW和 Access数据库的连接53-55
• 5．3 基于 MatLab的数据处理模块的设计55-57
• 第六章 结论57-59
• 参考文献59-62
• 个人论文62-63
• 附录63-71

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