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污水处理厂自动控制系统的设计与实现

作　者: 闫西宁
导　师: 周玮；穆祥恩
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 污水处理 PROFIBUS现场总线模糊控制策略参数在线自整定
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 91次
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内容摘要

污水处理是控制环境污染的重要措施,具有广泛和深远的意义。然而污水处理过程是一个复杂的非线性、多变量的控制过程,传统的污水处理厂的控制多采用常规的仪表控制,以手动控制为主,依靠操作工人的知识和经验。这种方式水处理质量不稳定,劳动生产率低,系统信息分散。本文针对污水处理场实际应用需要,从综合自动化系统的完整性、可靠性、开放性和可扩充性几个方面,比较分析了多种工业应用网络连接方式,提出了基于PROFIBUS现场总线网络的通信网络方案。针对污水曝气过程控制的间歇性、非线性、大滞后、直接控制变量难以在线测量等控制难点,通过MATLAB仿真,比较了PID、模糊控制控制策略的运用结果。由于模糊控制策略控制效果较好,并且不需要对象的精确数学模型,本文选用简单易行的查控制表方法在PLC上实现模糊控制策略。考虑PID原理简单,使用方便,而且是工业控制过程中最基本的控制方式,本文提出了在常规PID的基础上,采用模糊推理方法,对PID的控制参数进行在线自整定的设计思想。另外,由于污水处理厂多为大功率设备,论文对实现现场控制设计时采用了变频器、软启动器等设备,来节约能源、保障设备安全。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1. 问题的提出  9-10
  1.2. 污水处理的工艺流程  10-12
  1.3. 国内外污水处理厂自动控制技术研究现状  12-14
  1.4. 污水处理控制技术的难点  14-16
  1.5 论文内容和主要工作  16-19
第二章污水处理厂的现场网络  19-29
  2.1. 网络的选择  19-23
  2.2. PROFIBUS网络配置  23-26
  2.3. 污水处理厂网络通信软件设计  26-27
  2.4. 本章小结  27-29
第三章污水曝气过程控制策略的研究  29-41
  3.1 污水曝气工艺概述  29-30
  3.2 曝气过程控制参数选择  30-31
  3.3 污水曝气一般控制策略  31-39
    3.3.1 曝气过程仿真模型的建立  31-32
    3.3.2 曝气过程PID控制  32-34
    3.3.3 模糊控制算法  34-38
    3.3.4 策略比较  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第四章污水处理厂自动控制系统的实施  41-57
  4.1. 上位机监控系统功能实现  41-43
  4.2 污水泵站控制的实施  43-47
    4.2.1 污水泵站的工艺及控制要求  43-44
    4.2.2 污水泵站电气设计(变频器应用)  44-45
    4.2.3 提升泵站PLC控制实现  45-47
  4.3. 污水曝气控制的实施  47-55
    4.3.1 曝气原理分析  47-52
    4.3.2. 曝气过程电气方案(变频器应用)  52-54
    4.3.3. 污水曝气PLC控制实现  54-55
  4.4. 本章小结  55-57
第五章结论与展望  57-59
  5.1. 结论  57
  5.2. 展望  57-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
攻读硕士期间发表的论文  62

污水处理厂自动控制系统的设计与实现

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