设备管理_小型污水处理设备监测控制系统设计论文

分类号：T P 2 7 3 密级： 单位代码：1 0 4 2 2 学号：2 0 1 3 1 2 9 6 9 菇办呈 硕士学位论文 S h a n d o n gU n i V e r s i t yM a s t e r sT h e s i s 论文题目：小型污水处理设备监测控制系统设计 D e s i g no fM o n i t o r i n gC o n t r o lS y s t e m o fS m a l l s 娩e S e w a g eT r e a t m e n tE q u ip l I I e n t 作者姓名 型壅趟翌 学院名称控制科学与工程学院 专业名称控制科学与工程 指导教师 堕奎量墼堡卫咨逻 合作导师 2 0 1 6 年4 月2 0 日 万方数据 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：塑日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：导师签名：磁羔日期：丝! 垒玉歹 万方数据 山东大学硕士学位论文 目录 摘要枣。I A B S T R A C T I I I 第一章绪论。l 1 1 课题研究的背景及意义l 1 2 污水处理控制系统发展现状2 1 3 本文主要工作及章节安排5 第二章系统总体设计框架。7 2 1 污水处理工艺过程介绍7 2 1 1 一级处理过程8 2 1 2 二级处理过程8 2 1 3 三级处理过程9 2 2 污水处理系统的需求分析1 0 2 2 1 现场控制站的需求分析1 l 2 2 2 数据服务器的需求分析12 2 3 系统设计的整体框架1 2 2 3 1 现场控制站框架结构一1 3 2 3 2 数据服务器架构设计。1 4 2 4 本章小结1 5 第三章现场控制站设计。1 7 3 1 现场控制系统整体功能介绍1 7 3 2P L C 控制柜设计1 8 3 - 2 1P L CI O 点分配1 8 3 2 2P L C 控制柜硬件组成一1 8 3 2 3P L C 控制柜程序设计。l9 3 3 现场触摸屏设计2 3 3 3 1M C G S 触摸屏介绍2 3 3 3 2 触摸屏界面设计及功能实现2 4 3 4 通讯设备D T U 2 8 3 4 1 利尔达D T U 介绍2 8 3 4 2 通讯协议介绍3 0 3 5 本章小结3 2 第四章污水监测平台系统服务器详细设计3 3 4 1 开发环境简介3 4 万方数据 山东大学硕士学位论文 4 2 网络通信模块设计3 5 4 2 1s o c k e t 连接通信设计3 5 4 2 2 网络通信协议设计3 7 4 2 3 心跳机制研究设计。3 9 4 3 数据处理模块设计4 1 4 3 1 命令下发4 1 4 3 2 数据解析4 2 4 4 数据库操作模块设计4 4 4 4 1Q t S q l 模块4 4 4 4 2 数据库连接池设计4 5 4 4 3M y s q l 数据库操作4 6 4 5 线程管理模块设计4 8 4 5 1o t 多线程机制4 8 4 5 2 系统的多线程实现4 9 4 6 本章小结5 l 第五章系统数据库详细设计及B ，S 架构扩展设计5 3 5 1 数据库设计概述5 4 5 2 污水处理监控平台数据库需求分析和概念结构设计5 5 5 2 1 系统数据库需求分析5 5 5 2 2 系统数据库概念结构设计5 7 5 3 系统数据库逻辑结构设计和物理结构设计5 9 5 3 1 数据库逻辑结构设计5 9 5 3 2 数据库物理结构设计6 l 5 4 数据库优化6 1 5 5B S 架构服务器实现设计6 2 5 6 本章小结6 5 第六章系统实现与测试6 7 6 1 控制柜可靠性测试6 7 6 2 服务器测试6 9 6 2 1 服务器通信测试6 9 6 2 2 服务器负载能力测试7 0 6 3 系统联调测试7 3 第七章总结和展望7 7 7 1 本课题的主要工作7 7 7 2 后续的研究工作7 8 附录A 7 9 参敬献8 l I I 万方数据 山东大学硕士学位论文 致谢8 5 攻读学位期间发表论文及参与项目。8 7 I I I 万方数据 山东大学硕士学位论文 万方数据 山东大学硕士学位论文 C O N T E N T S A B S T R A C T ( i nC h i n e s e ) l A B S T R A C T ( E n g l i s h ) C h a p t e rlI n t m d u c t i o n 1 1 1B a c k ：r o u n da n dS i g n i f i c a n c eo f t h eR e s e a r c h 1 1 2R e s e a r c hS t a t u so f C o n t r o lS y s t e mi nS e w a g eT r e a t m e n t 2 1 3P r i m a r VA i m sa n dL a v o u to ft h eC u r r e n tR e s e a r c h 5 C h a p t e r2T o t a ID 懿逛no fl h eS e w a g eT 嗽t m ts y s t e m 7 2 1T h eP m c e s s e so f S e w a 2 eT r e a t m e n t 7 2 1 1P r i m 抓r7 I r e a t m e n tP r o c e s s 8 2 1 2S e c o n d a r v T r e a t m e n tP r o c e s s 8 2 1 3T e r t i a r VT r e a t m e mP m c e s s 9 2 2R e q u i r e m e n t s A n a l y s i so f t h eS e w a g eT r e a t m e n tS y s t e m 1 0 2 2 1R e q u i r e m e n t sA n a l y s i so f F i e l dC o n t r o IS t a t i o n 1 l 2 2 2R e q u i r e m e n t sA n a l y s i so f D a t aS e n ，e r 。1 2 2 3T h eT b t l eF r 锄e w o r ko f S v s t e m 。1 2 2 3 1T h eT o t l eF m m e w o r ko fF i e l dC o n t r o lS t a t i o n 。1 3 2 3 2T h eT o t l eF r a m e w o r ko f D a t aS e r v e r 1 4 2 4C h a p t e rS u m m a 珂15 C h a p t e r 3T h eD 鹤i g no fF i e I dC o n t m lS t a t i o n 3 1T h eI n t r o d u c eo f T h eW h o l eF o u n t i o no f F i e l dC o n t r o lS t a t i o n 一1 7 3 3T h eD e s i g no f P L CC o n t r o IC a b i n e t 一1 8 3 3 1D i s t r i b u t i o no f I ，Op o i n t so f P L C 1 8 3 3 2H a r d w a r eC o m p o s i t i o no f P L CC o n 订o lC a b i n e t 18 3 3 3P r o g f a m m i n go f P L CC o n t l o lC a b i n e t 1 9 3 4T h eD e s i g l lo f T b u c hS c r e e n 2 3 3 4 1I n t m d u c eo f M C G ST b u c hS c r e e n 2 3 3 4 2D e s i g no f T b u c hS c r e e nI n t e r f a c ea n dF u n c t i o n s 2 4 3 5C o m m u n i c a t i o nE q u i p m e n tD T U 2 8 3 5 。1I n t r o d u c eo fL l e i d aD T U 2 8 3 5 2I n t m d u c eo f C o m m u n i c a t i o nP r o t o c o lM O D B U S 3 0 3 6C h a p t e rS u m m a r y 3 2 C h a p t e r4T h eD e s i g no fS e r V e ri nT h eS e w a g eT r e a t m e n t 3 3 4 1I n t r l o d u c t i o no f D e v e l o p m e n t7 I o o l s 3 3 4 2T h eD e s i g no f N e t w o r kC o m m u n i c a t i o nM o d u l e 3 4 4 2 1T h eD e s i g no fS o c k e tC o m m u n i c a t i o n 3 5 4 2 2T h eD e s i g no f C o m m u n i c a t i o nP r o t o c 0 1 3 7 4 2 3T h eD e s i g l lo f H e a n b e a tM e c h a n i s m 3 9 V 万方数据 山东大学硕士学位论文 4 3T h eD e s i g no fD a _ t aP r o c e s s i n gM o d u l e 4 l 4 3 1S e n d i n gC o m m a n d s 4 l 4 3 2D a t aP a r s e r 4 2 4 4T h eD e s i 2 ：no f D a t a b a s eO p e r a t i o n sM o d u l e 4 4 4 4 1Q t S q lM o d u l e 4 5 4 4 - 2T h eD e s i 2 no f D a t a b a s eC o n n e c t i o nP o o l 4 5 4 4 3M y S Q LD a t a b a s e0 怫m t i o n si nQ t 4 6 4 5T h eD e s i g no f T h r e a dM a n a g e m e n tM o d u l e 4 8 4 5 1O tM u l t i t h r l e a dM e c h a n i s m 4 8 4 5 2I m p l e m e n t i o no f M u l t i t h r e a d 4 9 4 6C h a p t e rS u m m a r y 5l C h a p t e r 5T h eD e s i g no fD a t a b a s ei nT h e S F a g e1 r e a t m e n t 5 3 5 1O v e r v i e wo fD a _ t a b a s eD e s i g n 5 4 5 2R e q u i r e m e n t sA n a l y s i so f D a t a b a s ea n dC o n c 印t u a lD e s i g n 5 5 5 2 1R e q u i r e m e n t sA n a l y s i so fD a t a b a s e 5 5 5 2 2C o n c e p t u a lD e s i g no fD a t a b a s e 5 7 5 3L o g i cD e s i g na n dP h y s i c a lD e s i g no f D a 诅b a s e 5 9 5 - 3 1L o g i cD e s i g l lo f D a t a b a s e 5 9 5 3 1P h V s i c a lD e s i g no f D 粗b a s e 6 1 5 40 p t i m i z i n go fD a t a b a s e 6 l 5 5E x p a n s i o no fS e r v e rS o f t w a r eB a s e do nB SA r c h i t e c t u r e 6 2 5 6C h a p t e rS u m m a r y 6 5 C h a p t e r6T h eR e a l i z a t i o na n d1 b to fT h i sS y s t e m 6 7 6 1R e l i a b i l i t y l s t i n g o f P L CC o n t r o IC a b i n e t 6 7 6 27 r e s t i n go fS e r v e r 6 9 6 2 1C o m m u n i c a t o n s1 1 e s t i n go f S e n r e r 6 9 6 2 2L o a dC a p a c i t yT e s t i n go fS e r V e r 7 0 6 3T e s t i n go f t h eF u l lS V s t e m 7 3 C h a p t e r7C o n c l u s i o n sa n dF u t u I D i I e c t i o n s 7 7 7 1T h eM a i nW o r ko f T h i sT h e s i s 7 7 7 2 I h eF u r t h e rR e s e a r c h 7 8 A a p p e n d i xA 7 9 R e f b r e n c e s 。8 l A c k n o w l e d g m e n t 8 5 P a p e 体a n dP m j 钾t sP a n i c i p a t e dD ur i n gP u 倦u eM a s t e r t sD e g r 8 7 万方数据 山东大学硕士学位论文 摘要 水资源是人类最宝贵的资源之一，但是水污染问题一直存在，污水处理再利 用就成为全球一直解决的课题，我国的人均水资源不足，更需要我们加紧污水处 理的步伐。对于一些小型污水处理厂，减少污水处理环节降低成本，采用简易的 水质检测装置，处理再利用效果并不理想，也就降低了污水处理价值。本课题以 莱芜一污水处理厂为应用背景，结合其独特的膜生物污水处理罐体设备，完成应 用在一些远离城市管道网或是集中处理一部分特有区域的污水的地方的小型污 水处理监测控制系统，实现污水处理工艺简便、成本降低、维护方便。 本文研究了污水处理现场控制站和数据服务器的设计和实现，结合系统需求 给出了针对性的解决方案。设计完成基于G P R S 传输的现场控制站，实现手动、 自动、远程控制等多种控制方式，运行稳定调试方便。采用B S 架构设计系统服 务器，建立数据共享和高效管理机制，完成污水处理监控平台，实现污水处理系 统监测的实时性和处理的高效性。 首先，本文结合应用背景给出了现场控制站的设计。现场控制站包含现场 P L C 控制柜和现场触摸屏两部分。分析了污水处理工艺，结合处理工艺给出整体 的工艺流程，考虑性价比选用台达P L C ，并完成实现P L C 控制柜的原理图绘制 和程序编写，程序采用程序块和功能块分开编写的结构，结构清晰拓展性维护性 强。采用嵌入式触摸屏，完成触摸屏界面设计和功能实现，满足现场维护人员的 工作需求，达到维护的方便性和快捷性。 其次，本文给出了系统服务器软件和数据库的详细设计。对服务器软件进行 了合理的功能模块划分，包括网络管理模块、数据管理模块、数据库操作模块和 线程管理模块等，并对每一个模块进行了详细分析。网络管理模块主要完成 s o c k e t 连接通信和通信协议的设定等内容；数据管理模块负责数据命令的下发和 实时数据的查询等；数据库操作模块主要介绍了Q t 对数据库的操作和数据库连 接池的实现；线程管理模块介绍了Q t 的多线程机制和多线程实现。数据库设计 按照数据库设计的一般步骤，从概念、逻辑、物理结构设计一步步完成数据库设 计工作，并对数据库优化设计做了分析。 然后，本文完成了系统整体的部署和测试，结合测试结果验证了系统运行的 万方数据 山东大学硕士学位论文 稳定性和可靠性。最后，对本课题的研究成果进行了总结和客观评价，并对后续 的工作方向和发展进行了展望。 关键阑：污水处理；设计；监测；数据库；B s 架构 万方数据 山东大学硕士学位论文 A B S T R A C T W a t e ri so n eo fh u m a n i t y sm o s tp r e c i o u sr e s o u r c e ，b u tt h e r eh a sb e e nt h e p r o b l e mo fw a t e rp o l l u t i o n ，s e w a g et r e a t m e n ta n d r e u s eh a sb e c o m eag l o b a lp r o b l e m t ob es o l v e d B e c a u s es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e sp e rc a p i t ai no u rc o u n t r y ，w en e e dt o s t e pu pt h ep a c eo fs e w a g et r c a t m e n t F o rs o m es m a l l - s c a l es e w a g et r e a t m e n tp l a n t s ， t h e yr e d u c et h el i n ka n du s es i m p l ew a t e rt e s t i n ge q u i p m e n ti no r d e rt or e d u c ec o s t s ， b u tt h ee f r e c ti sn o ti d e a l ，i td e v a l u e st h em e a n i n go fs e w a g et r e a t m e n t T h i sp 印e r t a k e sas e w a g e 仃e a t m e n tp l a n ti nL a i w ua sa p p l i c a t i o nb a c k g r o u n d ，c o m b i n e dw i t hi t s u n i q u eb i o l o g i c a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n te q u i p m e n t ， c o m p l e t e st h es m a l ls e w a g e t r e a t m e n tm o n i t o r i n ga n dc o n 仃D ls y s t e mw h i c hi su s e di ns o m ep l a c e sf a ra w a yf 而m u r b a np i p e l i n en e t 、o r ko rp a r to fau n i q u ea r e aa n da c h i e V e ss e w a g et r e a t m e n ts y s t e l m w h i c hi ss i m p l e ，l o w e rc o s ta n de a s ym a i n t e n a n c e 1 1 1 i sp a p e rs t u d i e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fo n s i t es t a t i o na n dd a t a s e r v e ri ns e w a g et r e a t m e n ts y s t e ma n dp m V i d e st a 唱e t e ds 0 1 u t i o n sc o m b i n e dw i t ht h e s y s t e mr e q u i r e m e n t s T h i sp a p e rc o m p I e t e st h ed e s i g no fs c e n ec o n n D ls t a t i o nb 髂e d o nG P R St 啪s m i s s i o na n da c c o m p l i s h sav a r i e t yo fc o n t r o Im e t h o d s T h es y s t e mc a n o p e r a t es t e a d i l ya n dd e b u gc o n V e n i e n t ly A l s oi tu s e sB Sa r c h i t e c t u r es y s t e ms e n ，e r t oe s t a b l i s hd a t as h a r i n g 蛐de 壤c i e n tm a n a g e m e n tm e c h a n i s ma l l dc o m p l e t e s r e a l - t i m eo fm o n i t o r i n ga n de 币c i e n c yo fp r o c e s s i n g F ，r s t ly ，t 1 1 i sp 印盯c o m p I e t e st h ed e s i g no fs c e n ec o n t r 0 1s t a t i o n T h es t a t o n i n c l u d e sP L Cc o n 仃o lc a b i n e ta n dt o u c hs c r e e n T h i sp a p e ra n a l y s i sp r o c e s so fs e w a g e t r e a t m e n ta n dp r o v i d e st h eo v e r a np r o c e s sc o m b i n e d 协：a t m e n tp r o c e s s Ia d o p tD e l t a P L Cf o rac o s t e f f b c t i v es e l e c t i o na n dc o m p I e t ec o m p l e t es c h e m a t i cd r a w i n ga n d p r o g m m m i n ga b o u tP L C T h ep r o g r a ms e p a r a t ep r o g m mb l o c k sa n df u n c t i o nb l o c k s s ot h a tt h es t r u c t u r ei sc I e a ra n d ti se a s i e rt om a i n t e n A l s oi tu s e se m b e d d e dt o u c h s c r e e na n dc o m p l e t et h ed e s i g no ft o u c h s c r e e ni n t cr f ! 犯ea n df u n c t i o n s T h et o u c h s c r e e nc a nm e e tt h en e e d so fm a i n t e n e r 粕dm a k et h em a i n t a i n e n c et ob em o r e c o n v e n i e n ta n dq u i c k n e s s S e c o n d l y ，t h i sp a p e rc o m p l e t e st h ed e s i g no ft h es y s t e ms e r v e rs o R w a r e 卸d I I l 万方数据 山东大学硕士学位论文 d a t a b a s e T h es e r V e rs o R w a r ei n c l u d l e sn e t w o r km a n a g e m e n tm o d u l e ，d a t a m a n a g e m e n tm o d u l e ，d a t a b a s eo p e r a t i n gm o d u l ea n dt h r e a dm a n a g e m e n tm o d u l e s a 1 1 ds oo n ，a n de a c hm o d u l ei s 锄a l y Z e di nd e t a i l N e t 、V o r km a n a g e m e n tm o d u l ei s m a i n l yt oc o m p l e t et h es o c k e tc o m m u n i c a t i o n sa n dc o m m u n i c a t i o np r o t o c 0 1 s ，e t c ； d a t am a J l a g e m e n tm o d u l ei sr e s p o n s i b l ef o ri s s u e dc o m m 锄d sa n dq u e r yo fr e a l - t i m e d a t a ；d a t a b a s eo p e r a t i o n sm o d u l ei n t r o d u c e sQ to p e r a t i o no ft I l ed a t a b a s ea n dt h e i m p l e m e n t a t i o n so fd a t a b a s ec o n n e c t i o np o o l ；t h r e a dm a n a g e m e n tm o d u l ed e s c r i b e s t h eQ tm u l t i - t h r e a d e dm e c h a n i s m sa n dt h e i m p l e m e n t a t i o no fm u l t i t h r e a d e d m e c h a n i s m s F o l l o w i n g t h eg e n e r a lp r o c e d u r eo fd a t a b a s ed e s i g n ，Ic o m p l e t ed a t a b a s e d e s i g nf o mc o n c e p t u a l ，l o g i c a l ，p h y s i c a ld e s i g ns t e pb ys t e p ， a n da n a l y z ed a t a b a s e o p t i m i z a t i o nd e s i g n T h e n ，w ec o m p l e t et 1 1 ed e p l o y m e n ta n dt e s t i n go ft h eo V e r a l ls y s t e m ，c o m b i n i n g t e s tr e s u I t sd e m o n s t r a t et h es t a b i l i t y 锄dr e l i a b i l i t yo fs y s t e mo p e r a t i o n F i n a l I y ，t h e r e s e a r c hr e s u l t so ft h i sp a p e ra r es u m m a r i z e da n da s s e s s e do b j e c t i V e l y ，a n dp o i n t so u t t h ed i r e c t i o nf I o rf h t u r er e s e a r h K e y w o r d s ： s e w a g et r e a t m e n t ；d e s i g n ；m o n i t o r i n g ；d a t a b a s e ；B ，s I V 万方数据 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的背景及意义 在我国经济持续高速稳定发展的今天，人们越来越关注经济发展背后的环境 问题。水资源短缺已经不是最近的话题，很早就被提出，虽然我国是水资源大国， 但是人均水资源占有量很少，特别是可用淡水资源现状，据有关数据显示，我国 人均拥有淡水量仅为世界平均水平值的2 5 【，淡水资源的匮乏现状更是不容乐 观。伴随着经济的高速发展，我国的用水需求却在持续增长，水资源形势更加严 峻起来。企业的发展、人们生活的必需导致每天有大量的污水产生，这么污水中 有很大一部分没有经过任何处理直接排到了江河湖泊大自然中，不光造成了水资 源的严重浪费，更是对环境产生了难以恢复的恶性污染。 近年来为了解决水资源尤其是淡水资源短缺的现状，加大污水的处理回收再 利用，国家和地方政府都出台了相应的治理政策，上世纪末，1 9 9 9 年国内城市 生活污水首次超过了工业废水【2 J ，国家的污水处理重心也从工业废水为主转移到 了城市生活污水为主，在国家政策和地方政府的带领下，城市生活污水以及一些 偏僻地区的污水处理都得到了高度重视，大型污水处理厂及地方小型污水处理厂 得到了快速发展并加大了资金的投入。 建立大型的污水处理厂能很好地解决污水处理问题，但是大型污水处理厂投 资大、成本高、管道铺设复杂、维护成本高且困难等，所以污水处理的小型化、 分散化布局与处理成为发展的新方向。目前，国内分散化布局的污水处理系统数 量也在逐步提升，污水系统的日处理总量数量可观，但是国内污水处理起步相对 较晚，污水处理技术参差不齐，污水处理的全自动控制技术相比于发达国家也比 较落后，从最早的手动控制或是单纯的控制柜自动运行，控制系统没有实现真正 的闭环可调，但现在国内一些大型污水处理厂技术已经基本成熟，结合计算机控 制技术和工业控制技术，基本形成了几种控制系统：直接数字控制系统 ( D D C D i r e c tD i g i t a I C o n n o l S y s t e m ) 、 监督控制系统( S C C S u p e r v i s o 叮 c o m p u t e r C 0 n 仃o l s y s t e m ) 、集散控制系统( D c s - D i s t r i b u t e dC o n t r o ls y s t e m ) 和 现场总线控制系统( F c s F i e l dB u sc o n t r 0 1 ) 等3 4 ，5 6 1 。但是对于一些小型的污水处 万方数据 山东大学硕士学位论文 理而言，复杂的工业控制系统应用成本高、维护起来困难，而污水处理过程的自 动化的目的就是实现在污水处理效率保证的前提下，降低维护成本、方便管理、 提高系统运行稳定性与可靠性，针对这些问题，应用目前的网络技术、服务器技 术等新兴技术，为现场设备提供一套稳定的数据传输链路，为管理者提供一套更 为方便管理的数据监控管理平台是本课题的研究背景与目标。本课题以莱芜污水 处理厂为应用背景，将现场设备、用户、管理者、服务器连接起来，形成一套低 成本，高可靠性，高效率，管理灵活，拓展性强的远程自动控制污水监测控制方 案，具有极强的现实意义及应用价值。 1 2 污水处理控制系统发展现状 在国外污水处理起步比较早，针对污水处理的特有指标提出了很多新的污水 处理技术并将这些技术与自动化、信息化技术相结合，研发出很多高效率高可靠 性的污水处理系统以及各种集约型、高效型和智能型的污水处理设备和自动控制 仪表【10 1 ，集合当代计算机技术污水处理系统取得了良好的处理与控制效果，到目 前为止国外污水处理厂通过计算机进行现场数据记录和过程控制，已经基本实现 整个控制过程的全自动无人值守模式3 ，1 1 】。 国内污水处理虽然相对起步较晚，上世纪9 0 年代以后才将自动控制系统引 入污水处理领域，但是通过借鉴国外经验，加上国家对自动化技术以及信息化发 展的高度重视与支持，国内污水处理技术也日趋完善，污水处理自控系统也已成 型，基本可分为以下几种类型： 1 S C A D A 系统 S C A D A ( S u p e r v i s o i yc o n t r o lA n d D a t eA c q u i s i t i o n ) 系统，即数据采集与监控系 统，是一个由一个主站( M T U ) 和若干远程终端子站艰T U ) 通过专用信道通过物理 链路层和数据链路层进行链接与数据交换的控制系统，是以检测控制计算机为主 体，加上检测装置和执行机构，与被监测控制的对象共同构成的一个整体1 7 j ，该 系统最初设计是用于通讯控制系统。目前在污水处理系统中应用也比较广泛。 S C A D A 控制系统的特点主要有以下几点： ( 1 ) 实时性强。s c A D A 系统全天无间歇运行，保证每时每刻监控系统的运 万方数据 山东大学硕士学位论文 行状态，主要监控采集系统的各个设备参数并进行处理，一旦掉电或者间断容易 造成工业现场失控，产生难以预料的损失。因此为了保证高的可靠性要求， S C A D A 系统一般都进行冗余设计。 ( 2 ) 拓展性强。S C A D A 系统由于主站和子站的数目可以方便的增加扩大， 组网灵活，可以采用传统通讯或是无线、微波等通讯方式进行连接，通讯范围大， 拓展性强。 2 D C S 系统 D c s ( D i s t r b u t e dc o n 廿o ls y s t e m ) 系统即集散型计算机控制系引8 1 ，顾名 思义D C S 系统采用的是分布式布局结构，按系统结构进行垂直分解，它可分为 过程控制级、控制管理级和生产管理级三级系统【9 1 ，各级之间相互独立运行，又 通过工业现场总线与网络相互联系。该系统的特点如下： ( 1 ) 分级分布式控制。按照实现功能与作用不同，划分为多级子系统，每一 级按照自己的控制程序完成相应的功能，使得分工明确，集中管理。 ( 2 ) 拓展性较强。运用工业现场总线及网络通信技术，可以实现系统的纵向 和横向拓展，信息传输方便快捷。 ( 3 ) 应用软件实现复杂。对编程人员的要求比较高，开发周期较长。 3 I P C + P L C 系统 该系统是由I P C ( 工业控制计算机) 和P L C 组成。基本可以实现集散控制系统 功能，既弥补了I P C 设计相对复杂的难题，又