1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.课题背景及意义

当前人们越来越注重加强自身锻炼和健康娱乐，游泳及水上休闲活动也成为人们的首选项目。所以游泳池水质卫生和水处理技术越来越受到人们的普遍重视和关注，游泳池水质的清澈洁净直接关系到泳客的健康和安全。近几年来，集娱乐、休闲与健身为一体的游泳场馆的需求与建设可谓方兴未艾，国家级大型游泳馆、各种公共游泳馆、家用游泳池、星级宾馆的室内游泳池等遍及全国城镇。游泳池、水上乐园像雨后春笋般涌现，其中许多游泳池已跳开古板的传统模式，摹仿国外的先进经验，设计更新颖，融健身性、娱乐性于一体，更具吸引力及生命力。

当然，凡事有利益有弊， 随着使用人数的增加，游泳池中细菌滋生，水质变差，直接危害游泳者的身体健康，水处理成为不可忽视的一个重要问题。

2.国内外研究的技术现状

游泳池水处理是一门涉及化学、物理、生物等多门科学的综合性技术，其工艺机理复杂，操作要求十分严格，实现起来难度较高。如果只凭现场人员手动操作，往往操作繁琐，劳动强度大，处理效果差。 因此游泳池水处理自动控制系统的研究与开发，具有非常现实的意义。 自动控制技术，在人类控制自然界提高劳动生产率的过程中起了重要作用。在现代工业生产中，自动控制技术是保证工业生产高质、高效、安全、连续运行的重要手段。随着现代科学技术的迅猛发展，自动控制技术也日新月异。自动控制理论和应用技术在工业生产中的应用大致经历了三个发展阶段。

　　第一阶段是40年代到50年代，采用传递函数进行数学描述，以根轨迹法和频率法作为分析和综合系统的基本方法，很大程度上依靠人工和经验进行系统分析和综合，设计过程中，一般将复杂的过程人为分解为若干简单过程，最终实现单回路控制，如就地式液位控制器等，自动控制水平处于较低级阶段。

　　第二阶段是60年代，是第二阶段现代控制理论产生，并在某些尖端领域取得成功。现代控制理论以状态空间分析方法为基础，包括以最小二乘法为基础的系统辨识、以极大值原理和动态规划为主要方法的最优控制和以卡尔曼滤波理论为核心的最佳估计三部分内容，现代控制理论对控制系统进行综合和分析时，深入提示系统内在规律性，从局部简单控制进入一定意义下的全局最优控制。

　　第三个阶段是70年代，计算机控制系统出现，自动控制理论及其应用技术的发展进入新时期。出现了集计算机技术、控制技术、通讯技术和图形显示技术于一体的集散控制系统(DCS)。应用集散控制系统代替常规仪表控制实现生产过程中运行参数的在线检侧，实施诊断与报普，显示设备在运行中存在的故障，分析参数的变化趋势，及时发现和预报异常运行情况，并记录运行的状态和过程，使操作人员直观、方便地管理生产的全过程。DCS系统一般由控制管理计算机(上位机)、过程控制计算机(下位机)和上下位机之间的数据通讯系统组成。

　　(1)上位机完成与操作人员进行信息交互，以屏幕窗口或文件表格的形式提供人与工程的界面以及人与系统的界面。根据用户的需要，可以按生产过程分段设置若干个基本操作站。

　　(2)下位机是控制系统的核心、系统中的控制和全部数据采集、处理等均在控制器承担。现多采用各种智能数字调节器或可编程控制器(即PLC，是一种以计算机为基础的新型工业控制装置^[12])。

　　(3)DCS系统中，一般采用局部网络通信，大多属于按各制造厂自身的通信协议工作。

现场总线控制系统(FCS)运用数字通信、计算机、自动控制、网络、智能仪表等先进技术，突破传统”点对点"模拟信号控制的局限性，具有全分散、开放性、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多接点、多分支等特点。

国外发达国家由于经济发展较早，因此一些发达国家经过数十年的努力，游泳池水处理控制水平也迅速提高。特别是计算机和网络技术的飞速发展使得游泳池水的监控水平也发生了本质变化。在国外，广泛采用DCS或PLC及现场总线等先进自动控制技术，有较高的自动化水平和技术含量。

　　　我国水处理自动化、信息化管理水平相对偏低，大都是依靠手工操作，通过复杂的电控柜监测和控制设备运行，工艺的运行状况直观性很差，对运行人员的经验依赖性较大。

　　但是随着自动化控制技术在国内的飞速发展，许多水处理采用了PLC进行控制，也取得了较好的效果，现场总线也渐渐在这一行业中得到应用。

　　目前，国内游泳池水处理的控制水平的发展基本分为三大级别：

　　第一，手动操作：采用常规分散检侧仪对污水处理工程中的液位、温度、浊度、pH值等性能指标进行离线或在线采集，根据数据得出控制要求，然后根据测量结果去调整设备状态，如阀门的开闭与开度、电机的启停等。

　　第二，半自动控制：通过数据采集器等手段采集局部过程量输入控制室，一般在控制室设有工艺模拟显示屏或上位机，在模拟屏或上位机上显示液位、温度、浊度、pH值等性能指标，和电机、阀门的运行状态，对处理过程进行监控。操作员可以通过模拟屏或上位机遥控部分设备的启停，而其余的设备控制就需要现场操作员控制。

　　第三，全自动控制：采用计算机控制技术与多层次的网络结构对水处理的全过程工序进行无人值守的全自动控制。处理过程控制中各种信号通过相应的变送器送到下位机，一般下位机采用可靠的PLC作为控制单元，运行先进的控制算法，实现现场设备的实时控制。作为上位机的工控机(IPC)采用TCP／IP协议和标准数据库，挂在以太网上，实现信息的集成管理和远程控制。上、下位机之间通过网络传输采集参数和远程控制参数。

参考文献

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、主要研究内容及关键技术：

主要研究内容：