本文關鍵詞：電站水質智能監(jiān)測與控制技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為電站核心系統(tǒng)之一,汽水系統(tǒng)的給水質量關系著其效率與安全。其中,給水水質的監(jiān)測、控制以及相關設備組網(wǎng)通信是關鍵。隨著信息、半導體與控制技術的進步,利用新技術提升汽水系統(tǒng)水質監(jiān)控的性能,讓這一分支為快速發(fā)展的智能電網(wǎng)推波助瀾有著重要的意義。本文著眼于汽水系統(tǒng)中的這三個方面,展開了如下工作:首先,以支持多通道、多指標的水質監(jiān)測為核心目標,研究并設計了水質監(jiān)測儀表平臺。根據(jù)功能要求與性能指標,設計儀表框架與對應的模塊電路。同時,以電導率測量為代表,選擇合適的傳感器,設計了測量電路。之后,在原理圖基礎上制作了PCB,完成了系統(tǒng)硬件。其次,在儀表硬件平臺的基礎上設計了嵌入式軟件。軟件主要分為三大部分:保證儀表中各板協(xié)同運作的儀表平臺軟件;以電導率測量為代表的水質監(jiān)測程序,包括被測量的計算、濾波器設計以及溫度補償算法的研究;儀表界面設計,保證控制邏輯正確,兼顧用戶體驗。之后,對儀表進行實際測試,保證設計的正確。然后,以汽水系統(tǒng)中各監(jiān)測、控制設備為節(jié)點,研究基于Contiki的無線傳感器網(wǎng)絡通信程序。在完成Contiki系統(tǒng)架構分析、移植、通信原語分析后,研究并設計其Mesh網(wǎng)絡的通信程序,并利用Contiki的仿真軟件Cooja完成仿真驗證。最后,研究了汽水系統(tǒng)中給水加氨控制算法。針對對象大時滯的特性,采用動態(tài)矩陣預測控制,通過設定兩個采樣點,縮短響應時間。最后,通過仿真將其性能與傳統(tǒng)的控制方法對比,證明了該方法的快速性和穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：電站 水質監(jiān)測 Contiki 加氨控制 動態(tài)矩陣控制
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM62;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景與意義15-18
• 1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢18-20
• 1.2.1 汽水系統(tǒng)水質監(jiān)測18-19
• 1.2.2 電力領域無線網(wǎng)絡通信技術19-20
• 1.2.3 電站給水加藥控制20
• 1.3 研究目標與主要研究內容20-21
• 1.3.1 研究目標20-21
• 1.3.2 關鍵技術分析21
• 1.4 本文研究主要內容21-23
• 第二章 水質監(jiān)測儀表硬件設計23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 功能要求和性能指標23-24
• 2.2.1 接口定義與功能要求23
• 2.2.2 性能指標23-24
• 2.3 儀表硬件系統(tǒng)方案24-27
• 2.3.1 總體方案設計24-25
• 2.3.2 母板設計25-26
• 2.3.3 測量子板設計26
• 2.3.4 LCD觸摸屏選型及其他子板設計26-27
• 2.4 儀表平臺模塊設計27-32
• 2.4.1 電源模塊設計27
• 2.4.2 核心控制模塊設計27-29
• 2.4.3 電流輸出模塊設計29-30
• 2.4.4 其他模塊30-32
• 2.5 電導率測量模塊設計32-36
• 2.5.1 極間電阻測量電路設計32-35
• 2.5.2 溫度測量電路設計35-36
• 2.6 本章小結36-37
• 第三章 水質監(jiān)測儀表軟件研究與設計37-55
• 3.1 軟件總體設計37-39
• 3.2 儀表板間通信研究與設計39-42
• 3.2.1 基于CAN的數(shù)據(jù)包通信研究39-40
• 3.2.2 板間通信協(xié)議研究40-41
• 3.2.3 母板板間通信任務設計41-42
• 3.3 電導率測量程序研究與設計42-51
• 3.3.1 原始電導率計算42-43
• 3.3.2 數(shù)據(jù)濾波研究與設計43-46
• 3.3.3 電導率溫度補償研究46-51
• 3.4 儀表界面設計51-52
• 3.5 水質監(jiān)測儀表測試52-54
• 3.5.1 電導率誤差及電流輸出誤差52-53
• 3.5.2 溫度誤差53
• 3.5.3 重復性53-54
• 3.5.4 結論54
• 3.6 本章小結54-55
• 第四章 監(jiān)控設備無線傳感器網(wǎng)絡技術研究55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)Contiki55-58
• 4.2.1 主流無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)對比55
• 4.2.2 Contiki的Protothread55-56
• 4.2.3 Contiki的進程機制56
• 4.2.4 Contiki的事件驅動機制56-57
• 4.2.5 Contiki的定時器57
• 4.2.6 Contiki網(wǎng)絡結構及協(xié)議棧57-58
• 4.3 Contiki移植及底層驅動研究58-60
• 4.3.1 代碼結構設置58
• 4.3.2 系統(tǒng)時鐘移植58-59
• 4.3.3 Rtimer移植59
• 4.3.4 SI4463等外設驅動設計59
• 4.3.5 啟動代碼添加及系統(tǒng)配置59-60
• 4.4 基于Contiki的網(wǎng)絡通信設計60-64
• 4.4.1 Rime協(xié)議棧分析60-62
• 4.4.2 Mesh網(wǎng)絡組織與實現(xiàn)62-63
• 4.4.3 Mesh網(wǎng)絡通信設計63-64
• 4.5 基于Cooja的設備網(wǎng)絡通信測試64-66
• 4.6 本章小結66-68
• 第五章 給水加藥控制算法研究68-79
• 5.1 引言68
• 5.2 給水加藥控制系統(tǒng)框架68-69
• 5.3 給水加藥控制算法的研究與設計69-73
• 5.3.1 PID控制69
• 5.3.2 Smith預估控制69-71
• 5.3.3 動態(tài)矩陣控制71-73
• 5.4 控制系統(tǒng)仿真測試73-78
• 5.4.1 控制模型建立73-74
• 5.4.2 PID與Smith控制測試74-75
• 5.4.3 多點反饋的動態(tài)矩陣控制測試75-78
• 5.4.4 性能對比結論78
• 5.5 本章小結78-79
• 第六章 總結與展望79-81
• 6.1 本文研究工作總結79
• 6.2 存在問題及后期研究方向79-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-86
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文86

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本文編號：441801