基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究

摘要

近年来，我国污水处理厂的数量急剧增多，污水处理运行费用越来越繁重，而且经济效益差，因此迫切要求加强城市污水处理的过程控制，将先进的自动控制技术应用到污水处理过程中，提高污水处理的自动化水平。
　　 本课题以某污水处理厂的监控系统为背景，通过对污水处理过程工艺的研究与分析，并结合现代城市污水处理厂常用的自动控制技术，开发了由计算机、智能模块和变频器组成的基于RS485总线的污水处理过程的自动监控系统。本文首先介绍了选题背景和污水处理自动监控系统的发展；接着对城市污水处理方法、水质指标以及该县城的污水处理工艺流程进行详细介绍；最后对现代污水处理控制技术分析选择，确定数据通信的传输介质和总线通信标准，并根据污水处理的自动监控系统要求，设计了一套适合某县城污水处理的自动化监控系统方案。本文还详细阐述了PCAuto6.1组态软件的程序设计思路，以及与现场硬件通信的实现方法。
　　 由于污水处理过程存在的非线性、大滞后及时变的特点，文章最后探讨了模糊控制在污水处理过程参数的应用，并以奥贝尔氧化沟的中沟溶解氧(DO)浓度参数为例，对转碟曝气机的转速设计了一个双输入单输出的模糊控制器，利用Matlab的Simulink工具，对模糊控制器进行了仿真实验。
　　 目前，该系统的硬件和软件已经基本安装调试完成，试运行效果良好，出水水质符合国家二级标准。该监控系统提高了污水处理的运行效率，降低运行成本，减轻劳动强度，提升了污水处理厂的管理水平。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题的背景

1.2 污水处理自动监控系统发展

1.3 本文的研究意义及主要工作

第二章 城市污水处理工艺

2.1 城市污水处理技术

2.1.1 城市污水处理方法

2.1.2 城市污水处理工艺介绍

2.2 水质指标

2.3 某县城污水处理工艺流程

2.4 小结

第三章 污水处理厂自动监控系统的设计

3.1 监控系统的要求

3.2 总体功能设计

3.3 监控系统的网络结构

3.3.1 现场总线控制技术

3.3.2 现场总线标准的选择

3.3.3 RS485总线介绍

3.3.4 系统的网络结构设计

3.4 主要硬件设备选择

3.4.1 变频器的选择

3.4.2 智能模块的选择

3.4.3 智能仪表的选择

3.5 小结

第四章 监控系统软件功能的实现

4.1 组态软件的选择

4.2 力控监控组态软件的功能和特点

4.3 软件与智能模块和变频器的通信

4.3.1 与STC101、STC102的通信

4.3.2 与ADAM4117的通信

4.3.3 与变频器的通信

4.4 人机界面设计

4.5 小结

第五章 过程参数的模糊控制研究

5.1 模糊控制理论分析

5.1.1 模糊控制系统基本原理

5.1.2 模糊控制器的基本结构

5.2 溶解氧控制过程的分析

5.3 溶解氧浓度模糊控制器的设计

5.3.1 确定模糊控制的输入变量和输出变量

5.3.2 确定量的模糊化

5.3.3 模糊控制器的控制规则及控制算法

5.3.4 输出信息的模糊判决

5.4 模糊控制器的仿真

5.5 小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

个人简历和攻读硕士期间发表的论文