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(间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Windows 2000环境下的RSView32开发,下位机(PLC)采用RSLogix5000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。在溶解氧控制坏节中,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。 【关键词】：污水处理 ControlLogix 模糊PID
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 绪论7-9
• 1.1 研究的背景和意义7
• 1.2 国内外污水自动控制系统研究现状7-8
• 1.3 本文的主要内容8-9
• 第二章 SBR法污水处理工艺介绍9-16
• 2.1 SBR法的发展历史9
• 2.2 SBR工艺的流程9-10
• 2.3 SBR工艺的特点10-11
• 2.4 SBR的新型工艺11-13
• 2.5 SBR工艺自动控制的意义13-14
• 2.6 SBR工艺自动控制的发展趋势14-16
• 第三章 ControlLogix系统概述16-25
• 3.1 Allen-Bradley系统介绍16-17
• 3.1.1 A-B系统的三层网络16-17
• 3.1.2 A-B可编程序控制器系列17
• 3.1.3 A-B的I/O模块及编程软件17
• 3.2 ControlLogix控制系统17-23
• 3.2.1 ControlLogix系统概述17-19
• 3.2.2 Logix5550处理器19-21
• 3.2.3 1794 FlexI/O模块21
• 3.2.4 通讯模块21-23
• 3.3 A-B系统的软件23-24
• 3.3.1 RSLogix5000编程软件23
• 3.3.2 RSView32组态软件23-24
• 3.4 基于ControlLogix的控制方案24-25
• 第四章 控制系统的硬件设计25-36
• 4.1 青岛某污水处理厂的工艺流程25
• 4.2 系统技术要求和结构设计25-27
• 4.2.1 技术要求25-27
• 4.2.2 系统结构设计27
• 4.3 控制系统网络结构27-31
• 4.3.1 设备层(DeviceNet网络)29
• 4.3.2 控制层(ControlNet网络)29-31
• 4.3.3 中央信息层31
• 4.4 污水处理厂控制系统配置31-36
• 4.4.1 ControlLogix控制器31-32
• 4.4.2 DeviceNet网络32-34
• 4.4.3 EtherNet网络34-36
• 第五章 控制系统的软件设计36-49
• 5.1 软件设计任务36
• 5.2 PLC程序设计36-38
• 5.2.1 污水提升泵房程序控制系统36-37
• 5.2.2 生物池溶解氧控制系统37-38
• 5.3 PLC站的程序设计38-43
• 5.3.1 控制系统程序框架38-40
• 5.3.2 程序实现40-43
• 5.4 监控系统43-49
• 5.4.1 监控系统43-45
• 5.4.2 监控系统的设计45-49
• 第六章 模糊PID在溶解氧控制中的应用49-55
• 6.1 溶解氧控制存在的问题49
• 6.2 模糊自整定PID参数控制算法49-51
• 6.2.1 PID控制器原理49-50
• 6.2.2 模糊自整定PID参数控制器设计50-51
• 6.3 模糊自整定PID参数控制实现51-53
• 6.4 MATLAB仿真及结果53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间的研究成果59-60
• 致谢60-61

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