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计算机控制技术在SBR污水处理工艺中的应用

李向红  
【摘要】: 近几年我国的环保事业得到长足发展,无论是从技术理论还是工艺设备都有很大的提高,但污水处理自动控制系统还与发达国家存在一定的差距。 目前,采用序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor简称SBR法)处理间歇排放的水质水量变化很大的工业污水取得了很大成功并被广泛应用。SBR工艺污水处理过程具有多变量、强非线性、严重不确定性、建模困难等特点,且标志污水水质的关键参数不能在线测量,控制目标不能用过程参数直接表示,是一个典型的复杂过程。 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是一种开放式和分布式的新模式。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。 本文分析了现场总线的特点,从PROFIBUS的类型、主要特征、通信原理、传输技术等方面对PROFIBUS通信技术进行了探讨。通过对SBR污水处理工艺、特点的研究,将现场总线技术引入到污水处理过程中来,提出了“基于现场总线的SBR污水处理自动控制系统”。设计出污水处理厂自动控制系统图和PROFIBUS网络配置方案。针对污水处理过程中的难点——污水曝气过程和脱氮过程的控制策略进行了研究,采用模糊控制策略,可以比较准确地反映污水水质的变化,合理控制曝气量,节省运行费用。 论文设计的基于PROFIBUS现场总线的污水处理自动控制系统,采用了国外先进的PROFIBUS现场总线技术,实现了作为上位控制的工控机IPC、污水泵站PLC、曝气过程PLC、排泥系统PLC为主动站之间的通讯,以及上述主动站与作为从动站的污水泵站中的软起动器、曝气过程中的变频器、工艺应用中的智能传感器和外围I/O设备之间的通讯。


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