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我国水厂从七十年代开始应用集中巡检,到八十年代随着工业水平的提高和计算机技术的发展,自动控制技术发展得很快。随着自动控制技术的广泛应用,大城市的水厂自动化生产程度较高,但中小城市水厂尤其是老水厂自动控制系统配置相对落后。 本论文在分析和比较了国内外供水自动控制系统的发展现状和特点的基础上,结合我国中小城市供水厂的现状,设计了一套以变频调速技术为基础的两级计算机模糊控制系统。该系统综合运用计算机技术、变频调速技术以及自动控制技术,实现了恒压供水的参数整定自动控制,保证了随时供水系统维持在最佳运行状况。 在调研的基础上,结合供水行业生产过程中普遍存在的自动化程度低、资源浪费严重等问题,设计了计算机模糊控制系统的硬件系统组成和结构,并对控制系统中两个主要的子系统——取水系统和供水系统的结构和运行过程进行了自适应性研究,同时对系统中水泵的工况调节以及调速的节能原理进行了深入地研究。由于供水过程可近似认为是一个一阶时滞系统,系统采用了自整定模糊PID对管网的压力进行实时控制。论文分析了模糊控制器的原理并设计了压力模糊控制器,针对系统的时滞特点采用Smith预估控制器进行补偿。运用MATALB软件的SIMULINK工具箱和模糊逻辑工具箱对系统的供水过程建模,并对其进行了仿真研究。 论文对计算机控制系统中的上下位机之间的串行通信进行了分析和研究,运用组件技术和多线程技术开发了串行通信控件,在自定义通信协议的基础上设计了相应的串口通信程序,实现了上位机和可编程序控制器之间的实时通讯及远程控制功能。并在此基础上研制开发了一套用于供水系统的信息管理及监控系统软件,分析了软件设计中的总体结构设计、数据库设计、数据处理软件设计等的实现。 现场调试和运行表明,该系统能够对供水过程进行自动控制,能够有效地降低能耗,提高生产管理水平。监控系统安装维护方便,运行稳定、可靠;监控软件功能齐全,人机界面友好,使用方便。