大型膜法海水淡化集成监控系统设计与实现

摘要

海水淡化技术是沿海地区获取淡水资源的主要技术手段。其中的膜法海水淡化因其适应中型以上规模生产且成本较低而被广泛应用。当前，我国正大力发展大规模、多机组联合生产的海水淡化工程，为解决多机组联合的大型海水淡化工程监控系统间信息共享和统一管理配置，设计开发一套能够适应于日产十万吨级膜法海水淡化工程的集成监控系统。系统能够对大型多机组联合制水的膜法海水淡化工程进行集成监控管理、故障分析和优化调度。SCADA软件采用现场监控和远程监控相结合的方式，实现大型海水淡化工程的监管。
　　本文的主要工作如下：
　　（1）阐述课题背景，分析SCADA监控技术的发展状况和我国远程监控技术的发展状况，明确本课题的意义以及本文研究的主要内容。
　　（2）分析当前膜法海水淡化系统结构及海水淡化流程，分析当前单机组的膜法海水淡化的监控系统存在的问题与不足，在此基础上，分析大规模、多机组联合海水淡化工程监控系统的需求，提出大型膜法海水集成监控系统的网络模型和总体结构，现场监控系统和远程监控系统的软件框架，并设计了系统间的通信结构。
　　（3）为解决系统对多机组海量数据的采集的问题，设计基于 OPC规范的通信结构；通过WCF技术，设计远程通信结构，实现了远程数据实时传送功能。
　　（4）采用面向对象的设计思想和方法，使用UML方法分析了现场监控软件和远程监控软件的功能，根据功能分析设计了软件主要模块的流程图，并完成程序设计。
　　（5）选择满足本系统需求的SQL SERVER数据库软件，创建本系统的数据库；通过E-R图分析本系统数据类型，以提高整个系统运行效率为出发点，设计了适合本系统的数据库表格。
　　（6）运用软件单元模块测试和集成测试，对现场监控软件和远程监控软件及其集成下的软件进行了测试，测试结果表明，本系统可以实现大规模膜法海水淡化工程的集成监管。
　　（7）对下一阶段的工作进行了展望。

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第1章 绪论

1.1课题的背景和意义

1.2SCADA监控技术的发展现状

1.3我国远程监控技术的发展现状

1.4本文主要研究内容

第2章 大型膜法海水淡化集成监控系统整体方案设计

2.1膜法海水淡化系统结构及控制系统分析

2.2海水淡化集成监控系统需求分析与设计思想

2.3集成监控系统架构设计

2.4集成监控系统子系统间通信结构设计

2.4 本章小结

第3章 海水淡化现场监控系统详细设计

3.1面向对象和UML

3.2海水淡化现场监控软件功能总体设计

3.3 OPC通讯与数据采集的详细设计

3.4其他模块详细设计

3.5本章小结

第4章 海水淡化远程监控网站设计与实现

4.1远程监控软件的总体功能设计

4.2WCF技术在海水淡化监控系统中运用

4.3远程监控网站实现

4.4网站安全性分析

4.5 本章小结

第5章 海水淡化集成监控系统数据库设计与实现

5.1海水淡化集成监控系统数据库选择

5.2海水淡化集成监控系统数据库设计

5.3数据库交互与性能优化设计

5.4本章小结

第6章 海水淡化监控系统测试

6.1膜法海水淡化集成监控系统软件测试环境

6.2 监控系统软件测试

6.3 测试结果

6.4本章小结

第7章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

附 录

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目