發(fā)布時間：2020-08-10 22:22

【摘要】：隨著改革開放我國工業(yè)化的步伐加快,村鎮(zhèn)污水排放量逐年增加。污水處理控制系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)至關(guān)重要,而村鎮(zhèn)又面臨技術(shù)和管理人員缺乏、道路布線難、站點(diǎn)分散等問題,傳統(tǒng)的有線連接加大了施工周期。本文基于4G無線通信技術(shù)設(shè)計(jì)一套污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。伴隨無線通信技術(shù)發(fā)展,從起初的2G到如今成熟的4G無線通信技術(shù),高效的數(shù)據(jù)傳輸、高質(zhì)量的語音和視頻傳輸、兼容性更廣、費(fèi)用更低逐漸在工業(yè)控制上受到廣泛青睞。借助4G無線通信技術(shù)的橋梁,建立現(xiàn)場與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸通道,實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容有:1)S7-1200的數(shù)據(jù)采集;2)4G無線通信方案設(shè)計(jì);3)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先,在充分了解污水處理整個工藝流程的基礎(chǔ)上,選用4G網(wǎng)絡(luò)作為污水處理過程中數(shù)據(jù)傳輸通道,考慮到抗干擾性能和工作穩(wěn)定性,本文選用USR-G780 DTU作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的收發(fā)器。通過梯形圖編程對PLC進(jìn)行初始化,將污水處理中的水質(zhì)參數(shù)和各設(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)等信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,完成S7-1200與監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程連接。此外,本文利用Modbus RTU通信協(xié)議完成現(xiàn)場PLC與從站之間的通信以及TCP/IP完成了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸,最終完成整個通信過程的設(shè)計(jì)。最后,本文利用博途W(wǎng)in CC組態(tài)軟件完成了主界面的設(shè)計(jì)和相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。在完成整個污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)后,本文通過搭建的系統(tǒng)調(diào)試平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明基于4G無線的數(shù)據(jù)傳輸效率大大提高,同時驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性、準(zhǔn)確性以及安全性。最后,又對數(shù)據(jù)傳輸過程中的干擾和誤碼率進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決措施。本文的主要貢獻(xiàn)在于:利用4G網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)場與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸通道,建立一個結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、傳輸速率快、準(zhǔn)確率高的污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。4G良好兼容性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境解決了控制系統(tǒng)擴(kuò)展問題并進(jìn)一步加快了數(shù)據(jù)傳輸速率,保證了污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TP277
【圖文】：

理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由硬件、軟件、通信三部分組成。硬系統(tǒng)的基礎(chǔ)，屬于現(xiàn)場控制層的范疇。它的好壞直接影響夠順利實(shí)現(xiàn)。軟件部分的主要任務(wù)是完成信息的采集、實(shí)和部分變量參數(shù)的設(shè)置以及通信的建立。本章主要從控制理和 4G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型及其參數(shù)調(diào)試這兩大方面展開，件設(shè)計(jì)。器的硬件選型及接線 的選型理廠的自控系統(tǒng)遵循 集中管理，分散控制，數(shù)據(jù)共享 的、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理為前提，保證對控制對象進(jìn)行實(shí)時控效地運(yùn)行，滿足污水處理現(xiàn)場的工藝設(shè)計(jì)要求。根據(jù)村鎮(zhèn)選用西門子 S7-200 和 S7-1200 系列 PLC 作為控制器，完。從經(jīng)濟(jì)性和可靠性角度出發(fā)，本文選用 CPU-1214 作為示。

體積小、功耗低設(shè)計(jì)中，PLC 體積小巧方便裝入控制柜中，同時 PLC 功耗也多電能。使用靈活、通用性強(qiáng)組成不同功能的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程集中控制，為無人易于操作、編程、掌握形圖和簡單指令方式實(shí)現(xiàn) I/O 控制。指令少、語法簡便，即使經(jīng)驗(yàn)也可在短時間內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握。同時針對 S7-1200 有專門真調(diào)試。00 PLC 與大部分智能設(shè)備的物理連接均采用 RS485/RS2加入 CM-1241-RS485 擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)與其他智能設(shè)備的下圖 3.2 所示。

圖 3.5 LAD 編程語言的程序原理簡介絡(luò)結(jié)構(gòu)絡(luò)技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，移動通信技術(shù)從第一代 FDMA(式到第二代蜂窩系統(tǒng)采用的 TDMA(時分多址)和 CDMA(式，這種利用單獨(dú)信道將信令進(jìn)行傳達(dá)的方式大幅度的提升會進(jìn)步及用戶量的增多，北美和歐洲分別推出了 CDMA20統(tǒng)，掀起了第三代移動通信技術(shù)熱潮。直至 2014 年，第四為 4G(the 4th Generation mobile communication technology)，和覆蓋區(qū)域，為用戶提供了更加靈活便捷的服務(wù)。 3G 與 WLAN 于一體的可實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)接入基于 IP 的核心 網(wǎng)絡(luò)不僅具有 2Mb/s 的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力還具備 100Mb載，是當(dāng)前家用寬帶的 25 倍。為全球所有的移動用戶提供和圖像，幾乎滿足所有用戶對于無線服務(wù)的要求[37]。它包括

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2788691