论文摘要
供水是一个关系国计民生的重要产业,水厂出水的水质直接影响到居民的生活水平。随着经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,对城市供水提出了更高的要求,在保证充足供水的同时还要求有较高的水质。水处理过程的自动化控制是保证供水质量的关键之一,其主要难点在于混凝加药过程的控制。目前国内众多水厂主要采用的加药方式为人工经验加药和基于PID控制算法的自动加药控制,两者的控制效果都不是十分理想,主要存在出水浊度波动较大,混凝剂浪费严重等问题。如何对加药系统进行优化控制,使其能根据原水流量和水质的变化自动调整加药量,实现混凝剂量的最佳投加,是目前水处理工业中亟待解决的问题。论文结合大连市花园口应急供水工程的实际情况,对该水厂的自动控制系统进行了总体方案设计。针对加药控制系统存在的问题,提出了加药环节前馈—反馈的优化控制框架,首次将动态积分分离PID算法应用于出水浊度的反馈控制中,并用PLC实现了该控制算法。论文主要做了以下几点研究：(1)在深入分析水处理工艺基础上,设计了基于集散式分布控制的水厂自动控制系统结构。(2)加药环节控制算法的优化改进。设计了加药环节前馈—反馈的控制框架,提出了基于PLC的增量式动态积分分离PID算法实现混凝剂加药量的自动控制,为水厂加药环节的自动化提供了一条新的途径。(3)加药系统优化控制的工程实现。工程实现主要分为硬件配置和软件设计两个部分,其中软件设计包括：加药自动搅拌、药罐自动切换和加药量变频控制。(4)系统上位机监控系统的设计与实现。上位机的组态软件采用北京亚控公司的组态王6.53,通过上位机组态软件对整个控制系统进行全面的监控,让操作人员及时有效的掌握现场的运行情况。(5)系统的运行调试。对加药自动控制系统进行了运行调试,并给出了水厂实际运行的数据报表。生产数据表明经过系统优化后,出水浊度能稳定在0.5NTU,有效提高了混凝剂的利用率。