污水处理控制系统的设计

污水处理控制系统的设计

论文摘要

随着我国经济的飞速发展,资源、环境之间矛盾日趋尖锐,使我国的现代化建设面临严峻的挑战。尤其是我国水资源的短缺和污染现象严重,已经引起了国家的高度重视,污水处理项目的实施已经刻不容缓。目前,我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当,效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。本文针对某企业污水处理厂的污水处理项目,设计了一套包括现场控制层、显示操作层和远程信息监视层的集成自动化控制系统。该控制系统采用稳定性、可靠性高的PLC(可编程逻辑控制器)作为现场控制层的控制器,利用先进的以太网通讯和GPRS无线传输技术构建了一个管理和监控网络。整个系统应用组态和编程,为用户提供了友好的人机界面。所设计的系统既着眼于污水处理设备的安全、经济运行,又着眼于控制系统的监控管理和通讯质量,有效的提高了污水处理控制系统的处理效率。污水处理过程中,接触氧化池的溶解氧含量控制效果直接影响到水处理的效率。针对溶解氧含量难以控制和其给定值难以确定的问题,设计了结构简单、物理意义清晰、投运方便的仿人智能控制算法,并给出了溶解氧含量给定值优化调整方案,应用到曝气过程变频控制。仿真结果表明,该方法控制效果良好,而且具有高效、节能、节约成本的特点。本设计实现了污水处理系统的数据通讯和自动监控,降低了曝气过程控制的难度,提高了污水处理的技术管理水平。对于解决环境污染和日益严峻的能源危机具有重大的现实意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 污水处理的国内外现状
  • 1.2 课题的背景
  • 1.3 污水处理控制的难点
  • 1.4 本文主要内容
  • 第2章 污水处理控制系统总体介绍
  • 2.1 污水处理基本概念
  • 2.2 污水处理工艺概述
  • 2.3 某企业污水处理控制系统设计
  • 2.3.1 工艺要求
  • 2.3.2 系统的控制技术要求
  • 第3章 控制系统的设计
  • 3.1 控制系统方案的设计
  • 3.2 远程操作站的设计
  • 3.2.1 监控部分界面的设计
  • 3.2.2 系统管理界面的设计
  • 3.2.3 现场控制站与操作站间的通讯设计
  • 3.3 现场控制站的设计
  • 3.3.1 硬件的设计
  • 3.3.2 控制站软件的设计
  • 第4章 污水曝气控制过程的设计
  • 4.1 曝气过程控制的任务
  • 4.2 曝气过程仿真模型的建立
  • 4.3 曝气过程控制算法分析
  • 4.4 仿人智能控制算法
  • 4.4.1 仿人智能控制原理
  • 4.4.2 仿人智能控制结构
  • 4.4.3 仿人智能控制器的设计
  • 4.4.4 仿人智能控制算法的分析
  • 4.5 曝气过程给定值的优化调整
  • 4.6 控制算法的实现
  • 4.7 风机变频控制在曝气过程中的应用
  • 第5章 总结与展望
  • 5.1 总结
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生履历
  • 相关论文文献

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