基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究

【摘要】： 城市污水处理系统的社会效益巨大，但运行成本高，处理厂的经济效益差，所以有必要应用计算机控制技术，实现污水处理工艺的半自动、全自动监控。 本文针对污水处理厂实际应用需要，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，给出了网络组成配置、网络设置主要步骤以及通信软件设计的主要环节。 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，本文通过MATLAB仿真，比较了PID、SMITH预估、模糊控制三种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，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，实现现场控制站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。