城市排水泵站自动控制及远程监控系统的研究

摘要

对水资源的科学管理与控制等相关问题的研究，是各国政府重视的主要问题之一。城市排水系统的主要作用是收集和排放城市中的污水，保证城市水循环的畅通，是水循环中的重要环节。为了解决城市排水溢流的问题，对城市排水泵站自动控制及远程监控系统进行研究，其具有重大的经济效益和深远的社会意义。在充分理解城市排水泵站的硬件组成和需求指标的基础上，针对城市泵站维护与改造项目，提出了基于PC+PLC的城市排水泵站自动控制及远程监控系统的设计方案。
　　首先，本文对城市排水泵站的现状、工作原理与工作方式进行了详细的分析。为实现排水泵站工作流程和各项性能指标，提出了城市排水泵站的手动、自动与远程三种工作模式。为满足排水泵站可靠和稳定的工作要求，提出了间歇式水泵启停的工作方式。经过对现有测控系统的组成、功能及结构进行分析，结合城市排水泵站的工作原理，提出了以PC+PLC为核心的，分布式排水泵站硬件结构的改进与设计。本控制系统的硬件部分主要基于原控制系统，并在其基础上进行改进。针对原控制系统稳定性与功能不足等进行重新设计，包括PLC-CPU、模拟量输入模块、开关量输出模块、PLC电源模块和备用电源等设备的选型与分布式连接设计。
　　其次，排水泵站控制系统的软件部分分为PC上位机程序与PLC下位机程序两大部分。利用PLC下位机对I/O口循环查询，实现对泵站各状态变量进行实时监测；利用PLC开关量输出实现泵站内阀门开闭、格栅机与水泵启停操作。上位机利用WINCC与SQL编程方法实现数据采集显示、报警与保存和远程控制等在线功能。
　　最后，本文对城市排水泵站性能进行了测试，包括水泵手动启停实验、多泵机远程联调、泵站自动运行试验等。经过完备的排水泵站系统性能测试及泵站自动运行试验，测试证明排水泵站的各项技术指标满足设计要求。结果表明排水泵站运行过程可全自动完成从水位监测、污水捞渣到水位控制等一系列操作，实现了城市排水泵站的无需人工值守及全自动远程在线监控目标。

目录

声明

第1章绪论

1.1课题研究目的和意义

1.2排水泵站的国内外发展现状

1.3泵站自动化控制及远程监控系统的研究动态

1.4课题的主要研究内容

1.5技术路线

1.6本章小结

第2章排水泵站的工作原理及要求

2.1排水泵站的工作原理

2.2排水泵站控制系统

2.3系统软件方案

2.4本章小结

第3章泵站控制系统的硬件组成

3.1可编程控制器简介

3.2 PLC的工作方式

3.3 PLC选型

3.4西门子S7-300 PLC简介

3.5本章小结

第4章泵站控制系统的程序

4.1 STEP7编程软件简介

4.2下位机软件设计

4.3 WinCC组态软件

4.4上位机程序

4.4泵站运行测试

4.5本章小结

第5章总结与展望

5.1论文总结

5.2探讨与展望

参考文献

致谢

附录：下位机程序