泵站监控及优化调度研究
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摘要
国民经济建设的实践证明泵站在广泛的应用领域发挥着重要的作用，今后，随着国民经济的进一步发展，必将有更多的泵站兴建。研究泵站如何发挥最大的效益高效的运行是很有意义的。
本文研究了泵站监控及优化调度，从以下几方面来展开：
前半部分研究泵站监控。
首先，研究监控对象——水泵、泵站的特性，考察他们的控制要求。并讨论了泵站能耗、泵站效率的计算。
进而，结合一典型应用介绍了现在泵站综合自动化系统采用的结构和具有的功能，重点分析并展望了其中涉及到的网络技术、组态软件技术。
后半部分是研究如何实现优化调度。
第四章中，首先建立系统的数学模型，针对优化调度的任务要求，选用了遗传算法。而后，详细讨论了基本遗传算法的实现，分析了基本遗传算法的缺陷并给出改进的方法。
最后一章，完成优化调度首先在MATLAB环境下完成算法应用于泵站优化调度的实验研究，而后开发了独立于MATLAB环境的应用遗传算法的C调度程序。
It was proved that pumping stations had made a great role on the development of economy. And when the development goes on must construct more pumping stations .So the research on how to make pumping stations run more efficiently has magnificent significance.
This article has made researches on pumping stations' inspecting and optimal dispatching, which has the details as follows:
The first half of the article is about pumping stations' inspecting.
Firstly, the inspected object, such as pumps and so on , has been researched on their characteristic so as to make sure the control function.
Secondly, combined with a typical project application, one pumping station's integrative automation system has been introduced.It should be noted that Network technology and configuration software has been mentioned, during the introduction of automation system.
The second half of the article is about pumping stations'optimal dispatching.
In the fourth chapter,on the basis of definition of the mathematic model of pumping station in dispatching, and considering the task of dispatching , the author choose genetic algorithm to settle the problem. Have discussed the realization of the basic genetic algorithm ,as to the disadvantage of the algorithm,the author has adopted some meagures to overcome them.
In the last chapter ,the author has realized the pumping stations' optimal dispatching in Matlab environment firstly,then realized the same course in C language.
本文研究了泵站监控及优化调度，从以下几方面来展开：
前半部分研究泵站监控。
首先，研究监控对象——水泵、泵站的特性，考察他们的控制要求。并讨论了泵站能耗、泵站效率的计算。
进而，结合一典型应用介绍了现在泵站综合自动化系统采用的结构和具有的功能，重点分析并展望了其中涉及到的网络技术、组态软件技术。
后半部分是研究如何实现优化调度。
第四章中，首先建立系统的数学模型，针对优化调度的任务要求，选用了遗传算法。而后，详细讨论了基本遗传算法的实现，分析了基本遗传算法的缺陷并给出改进的方法。
最后一章，完成优化调度首先在MATLAB环境下完成算法应用于泵站优化调度的实验研究，而后开发了独立于MATLAB环境的应用遗传算法的C调度程序。
It was proved that pumping stations had made a great role on the development of economy. And when the development goes on must construct more pumping stations .So the research on how to make pumping stations run more efficiently has magnificent significance.
This article has made researches on pumping stations' inspecting and optimal dispatching, which has the details as follows:
The first half of the article is about pumping stations' inspecting.
Firstly, the inspected object, such as pumps and so on , has been researched on their characteristic so as to make sure the control function.
Secondly, combined with a typical project application, one pumping station's integrative automation system has been introduced.It should be noted that Network technology and configuration software has been mentioned, during the introduction of automation system.
The second half of the article is about pumping stations'optimal dispatching.
In the fourth chapter,on the basis of definition of the mathematic model of pumping station in dispatching, and considering the task of dispatching , the author choose genetic algorithm to settle the problem. Have discussed the realization of the basic genetic algorithm ,as to the disadvantage of the algorithm,the author has adopted some meagures to overcome them.
In the last chapter ,the author has realized the pumping stations' optimal dispatching in Matlab environment firstly,then realized the same course in C language.
引文
[1] 丘传忻，泵站工程，武汉：武汉大学出版社，2001年
[2] 丁强，余建建，江都抽水站机组监控关键技术研究，水利水电技术，2002，5
[3] 唐鸿儒，刘丽君，泵站计算机综合自动化系统设计要求研究，中国农村水利水电，1999，11
[4] 姜乃昌，水泵及水泵站，北京：中国建筑工业出版社，1998
[5] 许仕荣，取水泵站的工况特点及运行控制，湖南大学学报，1996，1
[6] 薛均义，武自芳，微机控制系统及其应用，西安：西安交通大学出版社，2003．2
[7] 贾东耀，汪仁煌，工业控制网络结构的发展趋势，工业仪表与自动化装置，2002，5
[8] 王常力，工业控制计算机系统——设计与应用，北京：电子工业出版社，1993，6
[9] 吴清亮，组态软件在生产过程控制中的应用及研究，南京：河海大学硕士学位论文，2003
[10] 杨清宇，施仁，基于因特网的工业控制网络体系结构研究，信息与控制，2002，5
[11] 冯宗辉，陈勇，刘飞，自动控制中的网络技术，重庆邮电学报，2001，3
[12] 袁池，楮亚萍等，远程监控与维护系统及其在PC-PLC网络上的实现，上海交通大学学报，2003，3
[13] 易江义，周彩霞，工控组态软件的发展与开发设计，洛阳工业高等专科学校学报，2003，3
[47] David J.kruglinski,Scot Wingo,George Shepherd,Visual C++6.0技术内幕，北京：北京希望电子出版社，2001，1
[15] 马文正，丘传忻，贺贵明，泵站运行的优化调度，水利学报1993．3
[16] 中华人民共和国水利部，《泵站管理规程》(SL255—2000)，中国水利水电出版社，2000，10
[17] 刑文循、谢金星，现代优化计算方法[M]，北京：清华大学出版社，1999
[18] 冯旭东，陈方，遗传算法的程序设计与实现，微机发展，1997，6
[19] 王小平，曹立明，遗传算法：理论、应用与软件实现，西安：西安交通大学出版社，2002
[20] 郭嗣琮，陈刚，信息科学中的软计算方法，沈阳：东北大学出版社，2001
[21] 蒋长锦，科学计算和C语言程序集，合肥：中国科学技术大学出版社，1998
[22] 薛定宇，控制系统辅助设计——MATLAB语言及应用，北京：清华大学出版社，1996
[23] 张志涌，精通MATLAB(5.3版)，北京：北京航空航天大学出版社，2000．8
[24] 杨西侠，廖莉，林家恒，基于遗传算法的供水泵站优化控制研究，应用基础和工程科学学报，1999，2
[25] 姜阳，孔峰，基于MATLAB遗传算法工具箱的控制系统设计仿真，广西工学院学报，2001，12
[26] 杨鹏，纪晓华，史旺旺，基于遗传算法的泵站优化调度，扬州大学学报，2001，8
[27] 毛明亮，齐慧，基于MATLAB-Visual Basic-DDE架构的工控软件的开发，西北轻工业学院学报，2001，10
[28] 吴志远，邵惠鹤，吴新余，新的进化过程遗传算法，上海交通大学学报，1997，12
[29] C.R.Houck J.Joines and M.Kay,.A Genetic for Function Optimization :A MATLAB Implementation, ACM Transactions on Mathmatical Software,1996
[30] MICHALEWICZ Z., Gentic algorithm +Data structures=Evolution programs[M], .AI Series .New York, : Springer-Verlag,1994
[31] 金菊良，丁晶，遗传算法及其在水科学中的应用，成都：四川大学出版社， 2000，8
[32] 穆桂平，计算机调度管理与控制在泵站排水系统的应用，测控技术及设备，2001，7
[33] Lee K B Schneeman R D Internet-Based Distributed Measurement and control Application. Instrumentation & Measurement Magazine 1999(2)
[34] 易异勋，工控组态软件体系结构研究的研究，基础自动化，2000(5)
[35] 胡思科，张炳文，国文学，取水点水位变化时泵系统工作参数计算，给水排水，2003，1
[36] 陈虹，唐鸿儒，杨鹏，曹卫，泵站监控系统的现状和趋势，扬州大学工学院，中国农村水利水电，2002，2
[37] 陈立定，吴玉香，苏开才，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2000，9
[38] 李人厚，智能控制理论和方法，西安：西安电子科技大学出版社，1999，10
[39] 解可新，韩立兴，林友联，最优化方法，天津：天津大学出版社，2001，3
[40] 陈宏川，陈乃祥，樊红刚，叶片可调水泵流量在线调节的研究，中国农村水利水电，
2002，9
[41] 刘则毅，科学计算技术与MATLAB，科学出版社，2001，9
[42] 舒新玲，李立增，岳鹏，VC与MATLAB混合编程应用探讨，微电脑应用，2003，6
[43] 孙昱，陈迎春，周东方，VC++6.0中调用MATLAB 6.1的方法分析，现代电子技术，2003，5
[44] 刘国华，包宏，李文超，用MATLAB实现遗传算法程序，计算机应用，2001，
[45] 席裕庚，柴天佑，恽为民，遗传算法综述，控制理论与应用，1996，13
[46] 梁吉叶，遗传算法应用中的一些共性问题研究，计算机应用研究，1999，16
[2] 丁强，余建建，江都抽水站机组监控关键技术研究，水利水电技术，2002，5
[3] 唐鸿儒，刘丽君，泵站计算机综合自动化系统设计要求研究，中国农村水利水电，1999，11
[4] 姜乃昌，水泵及水泵站，北京：中国建筑工业出版社，1998
[5] 许仕荣，取水泵站的工况特点及运行控制，湖南大学学报，1996，1
[6] 薛均义，武自芳，微机控制系统及其应用，西安：西安交通大学出版社，2003．2
[7] 贾东耀，汪仁煌，工业控制网络结构的发展趋势，工业仪表与自动化装置，2002，5
[8] 王常力，工业控制计算机系统——设计与应用，北京：电子工业出版社，1993，6
[9] 吴清亮，组态软件在生产过程控制中的应用及研究，南京：河海大学硕士学位论文，2003
[10] 杨清宇，施仁，基于因特网的工业控制网络体系结构研究，信息与控制，2002，5
[11] 冯宗辉，陈勇，刘飞，自动控制中的网络技术，重庆邮电学报，2001，3
[12] 袁池，楮亚萍等，远程监控与维护系统及其在PC-PLC网络上的实现，上海交通大学学报，2003，3
[13] 易江义，周彩霞，工控组态软件的发展与开发设计，洛阳工业高等专科学校学报，2003，3
[47] David J.kruglinski,Scot Wingo,George Shepherd,Visual C++6.0技术内幕，北京：北京希望电子出版社，2001，1
[15] 马文正，丘传忻，贺贵明，泵站运行的优化调度，水利学报1993．3
[16] 中华人民共和国水利部，《泵站管理规程》(SL255—2000)，中国水利水电出版社，2000，10
[17] 刑文循、谢金星，现代优化计算方法[M]，北京：清华大学出版社，1999
[18] 冯旭东，陈方，遗传算法的程序设计与实现，微机发展，1997，6
[19] 王小平，曹立明，遗传算法：理论、应用与软件实现，西安：西安交通大学出版社，2002
[20] 郭嗣琮，陈刚，信息科学中的软计算方法，沈阳：东北大学出版社，2001
[21] 蒋长锦，科学计算和C语言程序集，合肥：中国科学技术大学出版社，1998
[22] 薛定宇，控制系统辅助设计——MATLAB语言及应用，北京：清华大学出版社，1996
[23] 张志涌，精通MATLAB(5.3版)，北京：北京航空航天大学出版社，2000．8
[24] 杨西侠，廖莉，林家恒，基于遗传算法的供水泵站优化控制研究，应用基础和工程科学学报，1999，2
[25] 姜阳，孔峰，基于MATLAB遗传算法工具箱的控制系统设计仿真，广西工学院学报，2001，12
[26] 杨鹏，纪晓华，史旺旺，基于遗传算法的泵站优化调度，扬州大学学报，2001，8
[27] 毛明亮，齐慧，基于MATLAB-Visual Basic-DDE架构的工控软件的开发，西北轻工业学院学报，2001，10
[28] 吴志远，邵惠鹤，吴新余，新的进化过程遗传算法，上海交通大学学报，1997，12
[29] C.R.Houck J.Joines and M.Kay,.A Genetic for Function Optimization :A MATLAB Implementation, ACM Transactions on Mathmatical Software,1996
[30] MICHALEWICZ Z., Gentic algorithm +Data structures=Evolution programs[M], .AI Series .New York, : Springer-Verlag,1994
[31] 金菊良，丁晶，遗传算法及其在水科学中的应用，成都：四川大学出版社， 2000，8
[32] 穆桂平，计算机调度管理与控制在泵站排水系统的应用，测控技术及设备，2001，7
[33] Lee K B Schneeman R D Internet-Based Distributed Measurement and control Application. Instrumentation & Measurement Magazine 1999(2)
[34] 易异勋，工控组态软件体系结构研究的研究，基础自动化，2000(5)
[35] 胡思科，张炳文，国文学，取水点水位变化时泵系统工作参数计算，给水排水，2003，1
[36] 陈虹，唐鸿儒，杨鹏，曹卫，泵站监控系统的现状和趋势，扬州大学工学院，中国农村水利水电，2002，2
[37] 陈立定，吴玉香，苏开才，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2000，9
[38] 李人厚，智能控制理论和方法，西安：西安电子科技大学出版社，1999，10
[39] 解可新，韩立兴，林友联，最优化方法，天津：天津大学出版社，2001，3
[40] 陈宏川，陈乃祥，樊红刚，叶片可调水泵流量在线调节的研究，中国农村水利水电，
2002，9
[41] 刘则毅，科学计算技术与MATLAB，科学出版社，2001，9
[42] 舒新玲，李立增，岳鹏，VC与MATLAB混合编程应用探讨，微电脑应用，2003，6
[43] 孙昱，陈迎春，周东方，VC++6.0中调用MATLAB 6.1的方法分析，现代电子技术，2003，5
[44] 刘国华，包宏，李文超，用MATLAB实现遗传算法程序，计算机应用，2001，
[45] 席裕庚，柴天佑，恽为民，遗传算法综述，控制理论与应用，1996，13
[46] 梁吉叶，遗传算法应用中的一些共性问题研究，计算机应用研究，1999，16