医院污水处理分布式控制的研究与设计

【摘要】：医院污水中除一般生活污水外,还含有化学物质、放射性废水和病原体等。因此,须经过处理后才能排放,特别是肝炎等传染病房排出来的污水,必须经消毒后才可排放。 本文从医院污水现场设备运行状况及排水安全等需求出发,提出了建立多层分布式系统设计方案,形成污水处理远程监控的模型架构。结合医院的实际情况,根据污水处理的工艺要求,比较分析了多种现场总线的工业应用网络连接方式。从分布式系统的完整性、可靠性、开放性和可扩充性几个方面出发,提出了基于RS-485总线的现场通信方案。与医院工程技术人员协作设计了基于工业控制计算机和智能模块的污水处理分布式控制系统。 污水处理分布式控制系统由上位机和下位机组成。上位机开发使用组态软件来实现远程监控和管理功能,具体包括：工艺流程显示、实时数据采集显示、历史数据报表、故障报警等功能。基于布线安装简单、接口数量少、设计实现成本低等考量,上位机和下位机选择了以RS-485串行通讯接口连接。RS-485通讯协议系统使用屏蔽双绞线进行数据发送和接受,双绞线使信号的传输更加稳定、可靠,并能抑制通信线路上的噪音。依据选择的通讯网络,我配合医院工程技术人员对个别下位机设备进行了设备选型,下位机包括设备自带控制器、总线仪表以及数据采集控制系统等。选用研华485智能模块通过多通道I/O模块实现对无通讯功能的现场仪表或设备进行数据采集和监控。山大华特H2000二氧化氯发生器自带控制器且带有485通讯接口,可以直接接入485网络中。但是因为该控制器非组态王默认通讯设备,所以本文对其与上位机的通讯做了相关研究,经过调试后二氧化氯发生器同上位机通讯及时正常无误。 分布式控制的应用使医院污水处理系统稳定安全,满足了生产和工艺的要求。系统硬件配置先进,上位机软件设计合理、实用,提高了污水处理效果和管理水平。经过一段时间的实际运行表明,系统对现场设备的监控准确：对二氧化氯发生器的控制稳定及时。排放满足了国家对污水排放的要求,采用的基于PID的模糊控制,使二氧化氯生产节省了原料,达到了设计要求。 【关键词】：多层分布式系统 污水处理 组态软件
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X799.5
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 前言12
• 1.2 医院污水处理的特点12-13
• 1.3 污水处理的国内外现状13-15
• 1.4 本文的研究意义及主要工作15-17
• 第二章 污水处理工艺及控制17-22
• 2.1 污水处理介绍17
• 2.2 污水相关指标17-18
• 2.3 医院污水处理技术及污水处理工艺选择18-20
• 2.3.1 医院污水处理技术18
• 2.3.2 医院污水处理工艺的选择18-19
• 2.3.3 典型CASS工艺流程19-20
• 2.4 医院污水消毒20-22
• 2.4.1 二氧化氯消毒介绍20
• 2.4.2 二氧化氯发生器介绍20-22
• 第三章 系统网络架构设计22-30
• 3.1 网络架构总体设计22-25
• 3.1.1 系统总体架构22-23
• 3.1.2 系统网络模型23-25
• 3.2 现场通信网络选择25-27
• 3.3 数据采集模块的选用27-28
• 3.4 硬件系统的集成28-30
• 第四章 软件的选择及功能设计30-55
• 4.1 组态软件的发展、软件产品介绍及功能30-32
• 4.1.1 组态软件特点30
• 4.1.2 国内外主要组态软件30-31
• 4.1.3 软件的选择及功能介绍31-32
• 4.2 基于组态王的软件开发32-41
• 4.2.1 人机界面设计32-37
• 4.2.2 构建I/O串口通讯37-39
• 4.2.3 基于组态王的I/O控制39-41
• 4.3 与二氧化氯发生器的通讯41-48
• 4.3.1 MODBLS通讯协议41-42
• 4.3.2 通讯预设参数42
• 4.3.3 通讯信息传输过程42
• 4.3.4 通讯报文42-46
• 4.3.5 组态软件中的设置46-48
• 4.4 基于PID的余氯控制48-53
• 4.5 网络功能和远程监控的设计53-55
• 第五章 系统运行情况及展望55-57
• 5.1 项目运行情况及总结55
• 5.2 项目展望55-57
• 参考文献57-58
• 致谢58-59
• 学位论文评阅及答辩情况表59

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