基于Controllogix的污水处理控制系统研究

摘要

随着我国经济的高速发展和城市进程的不断加快，城市污水的排放量越来越大。为了保证经济的可持续发展，污水处理早已成为城市开发建设中不可缺少的配套设施。 本文以青岛市某污水处理厂为背景，设计了一套自动控制系统。污水处理工艺采用改良活性污泥法--ICEAS(问歇循环延时曝气活性污泥工艺)，控制系统基于ControlLogix平台，该平台功能齐全，组态灵活，界面友好，宜于扩展，而且技术成熟，性价比高。控制系统软件上位机采用Wmdows 2000环境下的RSView32开发，下位机(PLC)采用RSLogoix5000进行梯形图及语句表设计，实现了整个系统的无缝集成。 由于污水处理系统工艺流程复杂，且具有大滞后性和非线性的特点。在溶解氧控制环节中，利用MATLAB模糊控制工具箱和SIMULINK仿真平台，建立了模糊PID参数优化的仿真模型。用模糊控制算法在线调整PID参数，实现PID参数的自整定，使控制系统具有良好的鲁棒性，为保证出水水质的稳定性及污水处理成本的经济性奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外污水自动控制系统研究现状

1.3本文的主要内容

第二章SBR法污水处理工艺介绍

2.1 SBR法的发展历史

2.2 SBR工艺的流程

2.3 SBR工艺的特点

2.4 SBR的新型工艺

2.5 SBR工艺自动控制的意义

2.6 SBR工艺自动控制的发展趋势

第三章ControlLogix系统概述

3.1 Allen-Bradley系统介绍

3.1.1 A-B系统的三层网络

3.1.2 A-B可编程序控制器系列

3.1.3 A-B的I/O模块及编程软件

3.2 ControlLogix控制系统

3.2.1 ControlLogix系统概述

3.2.2 LogixSS50处理器

3.2.3 1794 Flex I/O模块

3.2.4通讯模块

3.3 A-B系统的软件

3.3.1 RSLogixS000编程软件

3.3.2 RSView32组态软件

3.4基于ControlLogix的控制方案

第四章控制系统的硬件设计

4.1青岛某污水处理厂的工艺流程

4.2系统技术要求和结构设计

4.2.1技术要求

4.2.2系统结构设计

4.3控制系统网络结构

4.3.1设备层(DeviceNet网络)

4.3.2控制层(ControlNet网络)

4.3.3中央信息层

4.4污水处理厂控制系统配置

4.4.1 ControlLogix控制器

4.4.2 DeviceNet网络

4.4.3 EtherNet网络

第五章控制系统的软件设计

5.1软件设计任务

5.2 PLC程序设计

5.2.1污水提升泵房程序控制系统

5.2.2生物池溶解氧控制系统

5.3 PLC站的程序设计

5.3.1控制系统程序框架

5.3.2程序实现

5.4监控系统

5.4.1监控系统

5.4.2监控系统的设计

第六章模糊PID在溶解氧控制中的应用

6.1溶解氧控制存在的问题

6.2模糊自整定PID参数控制算法

6.2.1 PID控制器原理

6.2.2模糊自整定PID参数控制器设计

6.3模糊自整定PID参数控制实现

6.4 MATLAB仿真及结果

结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢