中能热电化学水处理自动监控系统

论文摘要

众所周知,电力工业是国民经济重要的基础工业,是国民经济发展战略中的重要和先进产业。目前,我国的电力工业发展迅速,以火力发电为主,约占全国电厂的70%左右。由于水在火力发电的生产过程中,既担负着传递能量的作用,同时又担负着冷却介质的作用,因此在发电过程中,水处理占有重要地位。所以如何实现电厂水处理的监督与自动控制,提高火电厂的经济和社会效益,成为当前火电厂急需解决的重要课题。本文结合枣庄中能热电厂水处理项目的建设,论述了电厂水处理自动控制系统的设计和基于工控组态软件的计算机监控系统的设计。本文主要介绍了电厂水处理的工艺流程,及根据工艺流程设计的控制方案。水处理控制系统的核心是可编程控制器（PLC）,本文在详细介绍S7-300系列模块的基础上,对各个工艺环节的要求作了分析,并给出了完成这些控制任务所需要测量或输出的信号。同时介绍了S7-300 PLC的编程环境及编程特点,给出了软件结构与控制流程。上位监控画面的开发软件采用德国SIMENS公司的Win CC软件。上位监控画面主要包括各子系统监视画面和辅助画面等,并对其中的画面和功能作了描述。该设计大大减轻了运行人员的劳动强度和减少了运行人员的数量,而且对锅炉系统的安全、可靠的运行提供了有利保障。根据反渗透膜的设计要求,分析了水泵出口的压力模型,通过变频器的PID功能实现反渗透系统的恒压供水,并建立了简单的数学模型,利用MATLAB中的Simulink进行仿真,加深了对PID参数的理解。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.1.1 电力工业在国民经济法展中的地位和作用
• 1.1.2 火电厂水处理系统采用计算机监控的必要性
• 1.2 锅炉补给水处理系统工艺简介
• 1.2.1 电厂水处理的必要性
• 1.2.2 锅炉用水的名称
• 1.2.3 枣庄电厂水处理工艺流程介绍
• 1.3 锅炉补给水控制系统的发展趋势
• 1.4 本人完成的主要工作
• 第二章 控制系统的设计
• 2.1 化学水处理监控系统设计思想和目标
• 2.2 控制系统的硬件设计
• 2.2.1 系统控制方案的选择
• 2.2.2 仪控设备的选型
• 2.2.3 PLC的选型
• 2.2.4 系统控制方案的实现
• 2.3 控制系统的软件设计
• 2.3.1 编程工具SIMATIC STEP7简介
• 2.3.2 水处理项目PLC软件编制
• 2.3.3 PLC控制软件总体设计
• 2.3.4 PLC控制程序的离线仿真调试
• 2.4 监控系统人机界面的设计
• 2.4.1 Win CC软件介绍
• 2.4.2 枣庄水处理项目Win CC组态设计
• 第三章 系统改进
• 3.1 影响反渗透性能的因素
• 3.2 PID算法的理论基础
• 3.3 水泵出口压力的系统分析
• 3.4 PID控制的模拟仿真
• 3.5 水处理系统PID的实限方式
• 3.5.1 利用西门子MICROMASTER440变频器实现系统的PID调节
• 3.5.2 利用S7-300PLC的硬件或软件实现PID调节
• 第四章 加药系统控制策略的设计
• 4.1 加药系统采用智能控制的必要性
• 4.2 加药系统预估模糊控制器的设计
• 4.2.1 预估控制概述
• 4.2.2 Smith预估控制的基本原理
• 4.2.3 Smith预估控制的局限性
• 4.2.4 预估模糊逻辑控制系统
• 4.2.5 综合误差的计算
• 4.2.6 预估模型的建立
• 4.2.7 模糊控制器的设计
• 4.2.8 语言变量的选取及其论域的确定
• 4.2.9 模糊化设计
• 4.2.10 建立模糊控制规则表
• 4.3 加药预估模糊控制系统的仿真及结果分析
• 4.3.1 采样时间的确定
• 4.3.2 系统的仿真与分析
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表