水处理中自控技术的发展状况综述 9页

水处理中自控技术的发展综述污水处理工艺流程近年来，从污水处理的实际需求的环境出发，污水处理的工艺过程也日趋复杂，污水处理工艺流程按处理程度的不同，分为不同的处理阶段具体说来，污水处理一般可分为五个阶段，即预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理及处置其屮，预处理主要包括粗格栅细格栅沉砂池一级处理主要包括初沉池二级处理主要包括生物滤池曝气池和二沉池深度处理常用的工艺有混凝沉淀和过滤污泥处理主要色括浓缩消化脱水堆肥或卫生填埋通过对需求进行详细的调研，决定污水处理工艺流程应包括粗格栅沉砂池细格栅初沉池牛物滤池提升泵房曝气池二沉池等1•污水处理厂自动控制系统设计3.脱水车间pic工作站负责检测脱水车间内设备运行工况、污泥池液位及工艺参数。手动/自动控制污泥泵、冲洗泵、投加泵、脱水机、离心机等设备的运行，并根据工艺参数，自动开启设备机组。4.变电站PLC工作站负责检测变电站内输入线路和各配电线路的工况。污水处理厂自动控制系统软件设计污水处理厂自动控制系统软件设计包括自动控制方式确定、下位机PLC程序设计、关键控制环节的算法确定、上位机人机界而设计等方而。1・自动控制方式污水处理厂自动化控制实现三级控制，包括现场手动控制、工作站PLC控制和屮央控制室控制。现场手动控制的优先级最高。屮央控制室控制优先级第二。工作站PLC控制无需要人工干预。2.PLC程序设计PLC程序设计采用Windows2000下SchneiderPL7Junir软件，结合梯形图、Grrafcet语言、结构化文本语言、语句表等。根据工艺，包括隔栅间控制、进水泵房控制、沉砂池A/O池控制、二沉池消毒池控制及脱水车间控制等子程序。2.1.格栅间控制格栅间主控对象为粗、细格栅机组，其控制可在监控计算机上设置液位控制\n和定吋控制。\n恪栅I训程序流和阳\n2.2进水泵房控制进水泵房主控对象为6台进水泵，其开、停是根据进水池屮污水的液位来控制的，在进水池的上方安装有超声波液位探头，然后人为将液位分为几个区段，汁液位达到第一段的上限吋，起动1#泵；肖液位达到第二段的上限吋，再起动2#泵；依此类推。\n2.3A/O池与二沉池控制A/O池与二沉池控制对象包括鼓风量控制、污泥回流量控制。2.4脱水车间控制脱水车间主控对象包括：进料系统、加药系统、预脱水系统、脱水系统。\n3模糊自整定PID参数控制算法对于工业控制过程，常规的PID控制器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点，因此在控制理论和技术飞跃发展的今天，在工业控制领域仍具有强大的生命力。3.1PID控制器原理常规的PID控制器的描述如式Un=kpEn+k^El+KdECn1=0Un：控制器的输出En：控制器偏差输入ECn：系统误差变化率kp：比例增益ki：积分增益kd：微分增益在污水的口动控制屮，混凝剂投加、氯气投加和曝气环节由于过程的复杂性、多变性、非线性和大滞后的特点，采用的PID控制算法难以实现准确和高效的控制。为此在常规的PID控制基础上，采用模糊推理的方法，对PID的控制参数进行在线自整定，从而完善PID控制器的性能，使其适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。模糊整定PID参数控制优于常规的PID控制，具有较小的超调量和较短的调节吋间，具有较好的动态响应特性和稳态特性，且有较好的抗干扰性能。可通过以下三种方式实现模糊自整定PID参数控制，一是采用市场上现有的模糊控制器产詁，如HoneywellUDC3300控制器及WallaceTiernanMicro2000控制器等，二是在下位机PLC上直接编程，三是在上位工控机上，通过组态软件的高级语言模块窗口或特殊工具包编程，通过网络传递控制参数实现。本文采用第三种方式，利用Intouch8.0的Recipe模块结合Script脚本语言实现。3.2模糊自整定PID参数控制器设计图4.6Fuzzy自整定PID参数控制器结构图\n3.3PID参数整定原则3.4模糊自整定PID参数控制实现利用模糊控制原理确定PTD控制器参数的过程主要由模糊化、模糊推理、去模糊化3部分组成。\n是图4.7模糊控制器设计流程图4模糊自整定PID参数算法的运用在本污水处理系统的自动控制屮，模糊整定的PID算法主要用在曝气、氯气投加和絮凝剂投加这三个环节。4.1曝气溶解氧的控制环节\n图4.8曝气溶解氧控制系统结构框图4.2氯气投加环节图4.10氯气投加自控系统原理图4.3絮凝剂投加环节5上位机软件设计本系统上位机软件的实现采用基于Windows2000环境下的Intouch8.0系统。H前场屮常见的T控纽态软件有Intouch、LabView,Rsview(Allen-Brandley)>Ifix(GEFanuc)>Kingview(组态王)、Wince(Siemens)>Interlution等