污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建模研究.pdf

1、水資源、水環(huán)境是人類生存的基礎(chǔ)。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各種污染源嚴(yán)重地破壞了人們的生存環(huán)境，尤其是工業(yè)污水使不少地區(qū)水環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活。為了保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，污水處理已經(jīng)成為城市發(fā)展中不可缺少的配套措施。近年來，國(guó)家對(duì)水環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)污水處理過程自動(dòng)化程度要求不斷提高，利用先進(jìn)的控制技術(shù)和設(shè)備對(duì)污水處理過程進(jìn)行監(jiān)控是滿足上述要求的最有效手段。同時(shí)，由于污水處理過程的高度非線性、進(jìn)水流量等參數(shù)隨機(jī)變化很

2、大以及生物傳感器的缺乏，使一些重要變量(例如生物需氧量和化學(xué)需氧量)還沒有成熟的、經(jīng)濟(jì)的在線測(cè)量設(shè)備，因此對(duì)污水處理過程進(jìn)行建模的研究有非常重要的意義。 本文以某鋼鐵公司污水處理廠為背景，分析了活性污泥法污水處理工藝流程、工藝特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及控制對(duì)象的特點(diǎn)進(jìn)行了控制系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計(jì)了一套基于PLC、CANopen、Modbus總線技術(shù)和Internet網(wǎng)絡(luò)的污水處理自控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)控制、過程參數(shù)的采集與監(jiān)視、

3、數(shù)據(jù)的分析與處理、核心控制設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)分為四個(gè)部分： 1)PLC程序設(shè)計(jì)：根據(jù)污水處理工藝和用戶控制要求，針對(duì)污水處理過程各個(gè)被控節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，在PLC控制程序設(shè)計(jì)中采用了不同的控制策略，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。 2)電氣設(shè)計(jì)：根據(jù)污水處理工藝要求設(shè)計(jì)了設(shè)備的電氣線路。 3)上位機(jī)程序設(shè)計(jì)：在InTouch-v9.5環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序作為污水處理控制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)PLC的數(shù)

4、據(jù)通訊，提供了簡(jiǎn)易、直觀的用戶操作界面，方便了對(duì)污水處理廠的監(jiān)控。 4)遠(yuǎn)程監(jiān)視程序設(shè)計(jì)：根據(jù)客戶要求，設(shè)計(jì)一套遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視污水處理控制系統(tǒng)主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、遠(yuǎn)程監(jiān)視下位機(jī)PLC運(yùn)行狀態(tài)、遠(yuǎn)程接收警報(bào)等功能，突破了對(duì)污水處理廠監(jiān)視的地域界限。 利用支持向量機(jī)(SVM)和出水水質(zhì)參數(shù)特性建立混合軟測(cè)量模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)出水BOD濃度、COD濃度在線預(yù)測(cè)，解決BOD、COD難于在線監(jiān)測(cè)的問題，給污水處理廠工作人員提