城市污水处理工艺控制方案设计及曝气控制优化

发布时间：2017-12-10 09:04

  本文关键词：城市污水处理工艺控制方案设计及曝气控制优化

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【摘要】：近年来,环境保护问题日益受到人们的关注,而污水是造成环境污染的重要因素之一,因此,发展污水处理事业势在必行。现今,污水处理厂越来越多,但大部分自动化水平很低,导致浪费大量的人力物力,而且出水水质并不稳定,因此,提升其自动化水平已迫在眉睫。本文研究对象为达坂城污水处理厂的自动控制系统,针对其现场情况设计了一套集监控级、控制级以及现场级于一体的分布式控制系统。控制方法则选用PLC+IPC方式,其中PLC选用西门子S7-400 PLC,基于本厂的工艺流程,通过STEP 7实现控制程序的开发;IPC的组态软件则选用组态王软件;应用于污水处理的通信方式很多,通过分析其优缺点并结合实际情况,通信方式选用“PROFIBUS现场总线+工业以太网”。氧化沟的曝气控制是本控制系统中的难点之一,主要因为曝气过程具有大滞后、非线性的特性,因此本文对其曝气控制过程进行了优化,首先对曝气系统的控制参数进行选择,选定溶解氧浓度(DO)作为控制参数,其次设计了曝气过程基于DO的简化数学模型,并在SIMULINK进行建模,分别加入PID、模糊PID以及Smith-模糊PID三种控制方案,对三种方案的仿真效果进行比较,得出Smith-模糊PID方案的超调量、上升时间和调节时间比其它两种方案的仿真结果要小,控制效果最佳。本控制系统的软件设计也分为上位机和下位机,下位机通过软件设计实现污水处理厂的控制要求,特别是曝气控制部分,采用模糊PID控制策略,从而使出水效果更好,而上位机则通过组态软件实现对污水处理流程的监控画面的设计,利用组态王强大的组态功能,实现对污水处理过程的持续监测及控制。运行该系统后,出水水质已达到国家标准要求。本设计实现了污水处理厂的自动控制及监测,提高了污水处理的自动化水平,对于类似环境污染问题的解决具有重大的现实意义。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703;TP273

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本文编号：1273878