恒压智能供水远程监控系统的设计与实现

论文摘要

在工业生产和城市居民生活中大量使用水,供水的压力在不同时间段不均衡以及管网覆盖面积大、结构复杂,经常出现用户用水压力不足、维修不便和耗能高等缺点。在现有的供水监控系统,基本上采用的是传统的模拟仪表单回路监控,现场参数由人工观测,已经不适应生产的发展。现今供水生产现场需要监测的数据参数越来越多,供水设备布局越来越复杂,对可靠性要求越来越高,并且控制响应要快,如果继续采用人工观测,再手动操作控制,就会造成供水质量不高和人为误操作事故。其次,多台运行设备实现网络监控与控制还可以降低供水企业的生产成本。以解决水压力不稳定、调节监控不方便,并能保证供水质量,实现远程网络监控,从而降低供水企业生产成本,提高企业经济效益。为此,我们开发一套融3C(computer, communication and control)技术一体的恒压智能供水远程监控系统。该系统模仿现场实际供水原理进行设计实现;系统的控制和监控方式还可以推广到工业现场生产设备。本论文正是针对上述问题,以供水系统为主要的研究对象,在分析供水需求的基础上,对恒压智能供水远程监控系统架构与实现进行了研究。主要工作内容为:1、根据该项目需求进行调研,对搜集到的相关资料进行可行性分析和研究。2、构建系统网络总体结构以及恒压智能供水远程监控系统电气控制部分设计与实现方案。3、根据需求分析,采用面向对象的思想,对系统网络和程序进行了设计,并讨论了恒压供水控制的理论模型及算法。着重介绍系统网络设计和现场总线技术的具体应用。4、采用面向对象的程序设计方法,重点研究智能化控制程序设计和应用人机界面( HMI)组态软件实现控制系统监控。论文给出了本系统控制程序PLC(可编程控制器)编制实现现场设备控制的程序和监控软件WinCC在上位机组态的实现过程。该系统程序经测试和试运行证明可靠,现正式投入运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的意义和需求分析
• 1.2 本文研究思路及工作内容
• 1.2.1 研究思路
• 1.2.2 主要研究工作
• 1.3 系统设计要求
• 第二章 系统网络和现场总线技术
• 2.1 系统网络通信及拓扑方式
• 2.1.1 系统通信要求
• 2.1.2 系统网络拓扑方式
• 2.1.3 网络的安装
• 2.2 现场总线技术
• 2.2.1 现场总线技术的特点和优点
• 2.2.2 现场总线的网络与通信基础
• 2.2.3 SIEMENS 数据通信技术
• 2.3 系统信息安全
• 第三章 系统总体设计
• 3.1 总体框架设计
• 3.1.2 功能说明
• 第四章 恒压智能供水电气控制详细设计
• 4.1 概述
• 4.2 供水系统组成及工作过程
• 4.2.1 恒压供水系统工艺图
• 4.2.2 电气控制系统说明
• 4.2.3 控制部分
• 第五章 恒压智能供水控制模型与实现
• 5.1 恒压智能供水工作原理
• 5.2 恒压智能供水控制中的启动过程
• 5.2.1 自动控制方式中系统启动过程
• 5.2.2 水泵机组切换过程
• 5.3 恒压智能供水控制的理论分析
• 5.3.1 变频器输出频率和供水压力的关系
• 5.3.2 恒压智能控制的理论模型
• 5.3.3 调节器的应用
• 5.3.4 有限幅的恒压控制
• 5.3.5 机组切换时机的选择和回滞环的应用
• 5.3.6 智能化控制算法的实现
• 5.3.7 机组的增减选择
• 第六章 系统智能画面设计及程序实现
• 6.1 PLC 程序的实现
• 6.1.1 STEP 7 编程软件简介
• 6.1.2 采用PLC 面向过程对象的程序设计方法
• 6.2 WINCC 上位机组态监控软件的实现
• 6.2.1 WinCC 简介
• 6.2.2 工业组态软件设计的原则
• 6.2.3 软件结构和功能
• 6.2.4 WinCC 组态画面简介
• 6.2.5 系统测试
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 附录