中小型污水处理厂的监控系统与故障诊断

摘要

随着国内经济的快速发展,水资源污染问题日益严峻,严重影响人们的生产生活,使我国可持续发展战略面临巨大考验,同时也阻碍国内工农业的发展。近年来,国家水环境保护意识不断增强,污水处理越来越受到社会关注,污水处理即改善环境,又实现水资源的良性循环。为提高污水处理质量和效率,实现污水处理的自动监控是十分必要的。
　　近年来,由于计算机技术、现代控制技术、网络技术以及人工智能技术的快速发展,故障诊断技术取得了很大的进步,把远程监控和故障诊断技术相结合,为设备远程维护和及时消除故障提供了一种有效的方法。
　　本文首先介绍了CASS污水处理的工艺和进行污水处理的自动控制系统,在此基础上提出了基于GPRS远程监控污水处理系统的构想,并介绍和分析了其系统的结构和关键技术。它为故障诊断提供一个理想的平台。
　　文章结合我国污水处理控制系统的应用现状,以某污水处理厂控制系统为具体研究对象,结合实际工艺流程和控制特点,设计包括现场控制层、显示操作层和远程信息管理层的污水处理自动控制系统。污水处理工艺采用改良活性污泥法—CASS(连续循环曝气系统)工艺,控制系统采用德国西门子S7-300PLC作为下位机,针对CASS工艺提出一种实用的程序设计思路。上位机监控系统采用北京亚控公司研发的Kingview6.53组态软件来开发人机界面,实现工艺设备的状态监控。整个系统所设计的既着眼于污水处理设备的安全、经济运行,又着眼于控制系统的监控管理和通讯质量,有效提高污水处理控制系统的处理效率。将远程监控GPRS技术运用到污水处理系统当中,同时上位机进行监控,结果表明系统的可靠性和实施性良好。然后对远程监控和故障诊断系统的需求分析,主要阐述了系统总体设计结构、系统软件设计的问题和难点。
　　最后本文讨论了将故障树诊断算法和人工智能思想引入到污水处理远程监控的故障诊断系统中,实现了远程智能诊断。本文分析了适合故障诊断的知识表示、推理机制。分析了污水故障诊断专家系统的结构和实现方法。

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第1章 引言

1.1 研究背景以及研究的意义

1.2 国外研究现状

1.3国内研究现状

1.4 本文的研究内容

第2章 CASS污水处理的工艺介绍

2.1 污水处理概述及其相关指标

2.2 CASS工艺概述

2.3CASS工艺的原理及流程

2.4 CASS工艺特点

2.5 CASS工艺发展的意义

第3章 CASS工艺污水处理自动控制系统的设计

3.1控制系统的设计要求

3.2仪表系统的设计

3.3自动控制系统的硬件设计

3.4中央监控室的设计

3.5自动控制系统的软件设计

3.6本章小结

第4章 污水处理远程监控系统设计和故障诊断

4.1远程监控故障诊断的系统的特点

4.2远程监控的系统结构

4.3 GPRS通信

4.4组态王软件对应的设置

4.5污水处理远程控制端软件设计

4.6污水处理的故障诊断

4.7故障树分析

4.9本章小结

第5章 系统调试运行和总结与展望

5.1 调试和运行结果

5.2总结和展望

5.3进一步的工作建议

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果及发表的学术论文