污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析,機(jī)械工程碩士論文

污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析,機(jī)械工程碩士論文水環(huán)境污染問(wèn)題逐步成為我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展經(jīng)過(guò)當(dāng)中的突出問(wèn)題，對(duì)人們生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的污水進(jìn)行科學(xué)化處理就成為了當(dāng)下社會(huì)發(fā)展當(dāng)中非常急迫的一項(xiàng)工作。近年來(lái)，國(guó)際社會(huì)都非常重視水污染問(wèn)題，在污水處理、污水處理自動(dòng)化控制方面進(jìn)行了各方面的研究和實(shí)踐，也構(gòu)建了較為完善的污水處理系統(tǒng)。就國(guó)內(nèi)而言，我們國(guó)家各級(jí)也提高了污水處理的重要性認(rèn)識(shí)，不但加強(qiáng)了在保衛(wèi)水環(huán)境和污水處理方面的宣傳，還進(jìn)一步進(jìn)行了污水處理廠和污水處理自動(dòng)化控制方面的發(fā)展建設(shè)。隨著國(guó)內(nèi)越來(lái)越重視環(huán)保問(wèn)題和污水處理問(wèn)題，國(guó)內(nèi)在污水處理技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、污水處理項(xiàng)目建設(shè)等方面都加大了力度，有效推動(dòng)了污水處理的發(fā)展，提高了污水處理技術(shù)水平和實(shí)際應(yīng)用效果。本文開展關(guān)于污水處理技術(shù)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的研究對(duì)于我們國(guó)家污水處理技術(shù)升級(jí)和污水處理效率提升等方面均由非常重要的作用和意義。而且，本文在智能控制策略的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)工作，不僅能夠有效提升污水處理的效率和水平，還能夠保障污水處理的質(zhì)量，優(yōu)化整個(gè)污水處理的經(jīng)過(guò)。本文根據(jù)現(xiàn)有污水處理工藝流程，結(jié)合污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式方法對(duì)污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。本污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要選擇工控機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的上位機(jī)，通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)之間的連接。對(duì)于污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)上位機(jī)而言，主要結(jié)合MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)于下位機(jī)而言，結(jié)合Step7軟件進(jìn)行污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)各控制功能的軟件程序設(shè)計(jì)。在本污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，主要采用的是模糊PID控制實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧的模糊控制，不僅能夠提高污水處理的效果，還能夠降低污水處理的能耗。本文結(jié)合MATLAB仿真系統(tǒng)，通過(guò)直接調(diào)用從屬度函數(shù)的方式，實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)、溶解氧濃度偏差e、偏差率ec的模糊化處理。在進(jìn)行污水處理的經(jīng)過(guò)當(dāng)中，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)將空氣灌輸?shù)缴禺?dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生化池內(nèi)溶解氧的輸送。在溶解氧調(diào)節(jié)控制方面，主要通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)，控制灌輸?shù)缴禺?dāng)中的空氣。隨著鼓風(fēng)機(jī)功率的加大，生化池當(dāng)中的溶解氧越多。在污水處理控制系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)際溶解氧的檢測(cè)，同系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)之間進(jìn)行比照，并運(yùn)用模糊控制器進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而控制變頻器對(duì)鼓風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，完成對(duì)溶解氧的模糊控制。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：污水處理；控制系統(tǒng)；模糊PID控制；溶解氧。ABSTRACTWaterpollutionhasgraduallybecomeaprominentproblemintheprocessofsocialandeconomicdevelopmentinChina.Scientifictreatmentofsewageproducedbypeoplesproductionandlifehasbecomeaveryurgentworkinthecurrentsocialdevelopment.Inrecentyears,theinternationalcommunityhasattachedgreatimportancetotheproblemofwaterpollution,hascarriedontheresearchandthepracticeinthesewagetreatment,thesewagetreatmentautomationcontrolaspect,hasalsoconstructedtherelativelyperfectsewagetreatmentsystem.Athome,ourgovernmentsatalllevelshavealsoraisedtheawarenessoftheimportanceofsewagetreatment,notonlytostrengthenthepublicityinprotectingthewaterenvironmentandsewagetreatment,butalsotofurtherdevelopandbuildsewagetreatmentplantsandsewagetreatmentautomationcontrol.WithmoreandmoreattentiontoenvironmentalprotectionandsewagetreatmentinChina,thedomesticsewagetreatmenttechnologyresearchandapplication,sewagetreatmentprojectconstructionandotheraspectshaveincreasedefforts,effectivelypromotethedevelopmentofsewagetreatment,improvethelevelofsewagetreatmenttechnologyandpracticalapplicationresults.Inthispaper,theresearchonsewagetreatmenttechnologyandautomaticcontrolsystemdesignisveryimportantfortheupgradingofsewagetreatmenttechnologyandtheimprovementofsewagetreatmentefficiencyinChina.Moreover,onthebasisofintelligentcontrolstrategy,theanalysisanddesignofsewagetreatmentautomationcontrolsystemcannotonlyeffectivelyimprovetheefficiencyandlevelofsewagetreatment,butalsoensurethequalityofsewagetreatment.Optimizethewholeprocessofsewagetreatment.Accordingtotheexistingsewagetreatmentprocessandthedesignmethodofsewagetreatmentcontrolsystem,thispaperdevelopsanddesignsthesewagetreatmentautomationcontrolsystem.Automaticcontrolsystemofsewagetreatmentmainlyselectsindustrialcontrolcomputerastheuppercomputerofthewholecontrolsystem,andrealizestheconnectionbetweentheuppercomputerandthelowercomputerofthecontrolsystemthroughthePROFIBUSnetwork.Fortheuppercomputerofsewagetreatmentautomationcontrolsystem,theconfigurationdesignofthecontrolsystemismainlycombinedwiththeMCGSconfigurationsoftwaretorealizethedesignoftheuppercomputermonitoringsystem.Forthelowercomputer,thesoftwareprogramdesignofeachcontrolfunctionofsewagetreatmentautomationcontrolsystemiscarriedoutwithStep7software.Intheautomaticcontrolsystemofsewagetreatment,adaptivefuzzyPIDcontrolismainlyusedtorealizethefuzzycontrolofdissolvedoxygen,whichcannotonlyimprovetheeffectofsewagetreatment,butalsoreducetheenergyconsumptionofsewagetreatment.ThispapercombinestheMATLABsimulationsystemtorealizethefuzzyprocessingofPIDparameters,dissolvedoxygenconcentrationdeviationedeviationratebydirectlycallingthemembershipfunction.Intheprocessofsewagetreatment,theairisinstilledintothebiochemicaltankbyblowertorealizethetransportationofdissolvedoxygeninthebiochemicaltank.Intheaspectofdissolvedoxygenregulationcontrol,theairinstilledintothebiochemicaltankiscontrolledmainlybythewayofblowerspeedregulation.Withtheincreaseofblowerpower,themoredissolvedoxygeninbiochemicaltank.Inthesewagetreatmentcontrolsystem,theactualdissolvedoxygendetectioniscomparedwiththesystemsettingparameters,andthefuzzycontrollerisusedtocalculate,soastocontrolthefrequencyconvertertoadjustandcontroltheblowerpower.Completethefuzzycontrolofdissolvedoxygen.Keywords：Sewagetreatment;Controlsystem;AdaptivefuzzyPIDcontrol;Dissolvedoxygen(do)。文章為碩士論文，如需全文請(qǐng)點(diǎn)擊底部下載全文鏈接】1.2.2、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)在狀況1.2.3、研究述評(píng).1.3、主要的研究?jī)?nèi).第2章污水處理工藝流程及控制系統(tǒng)方案2.1、污水處理主要工藝流程2.1.1、提升泵房2.1.2、沉砂池2.1.3、調(diào)節(jié)池2.1.4、酸化池2.1.5、缺氧池、好氧池2.1.6、MBR池.2.1.7、反響沉淀池.2.1.8、深度處理系統(tǒng)2.1.9、V型濾池.2.2、研究方案2.2.1、污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體構(gòu)造.2.2.2、控制方案2.2.3、儀器儀表系統(tǒng)及選型第3章污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).3.1、污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能分析.3.1.1、控制系統(tǒng)性能要求3.1.2、控制系統(tǒng)主要功能3.2、污水處理系統(tǒng)PLC控制設(shè)計(jì).3.2.1、PLC的型號(hào)選擇3.2.2、軟件程序設(shè)計(jì).第4章污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)模糊PID控制設(shè)計(jì)4.1、模糊PID控制系統(tǒng)4.1.1、污水處理主要控制策略.4.1.2、模糊PID控制的基本原理分.析4.1.3、模糊PID控制器主要原理和控制流程分析4.2、控制對(duì)象分析.4.3、模糊PID控制器設(shè)計(jì).4.3.1、模糊控制方案4.3.2、模糊化處理4.3.3、量化因子和比例因子確實(shí)定4.3.4、模糊控制規(guī)則4.3.5、模糊控制的實(shí)現(xiàn)4.3.6、解模糊化處理.4.4、污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)仿真分析.第5章污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)5.1、監(jiān)控軟件.5.2、組態(tài)設(shè)計(jì)5.2.1、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立5.2.2、建立污水處理控制系統(tǒng)報(bào)警機(jī)制.5.3、污水處理控制系統(tǒng)組態(tài)系統(tǒng)測(cè)試分析5.3.1、污水處理控制系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試分析.5.3.2、污水處理控制系統(tǒng)調(diào)試分析.第6章結(jié)論本污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要選擇工控機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的上位機(jī)，通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)之間的連接。主要采用模糊PID控制實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧的模糊控制，不僅能夠提高污水處理的效果，還能夠降低污水處理的能耗。在進(jìn)行污水處理的經(jīng)過(guò)當(dāng)中，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)將空氣灌輸?shù)缴禺?dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生化池內(nèi)溶解氧的輸送。在溶解氧調(diào)節(jié)控制方面，主要通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)，控制灌輸?shù)缴禺?dāng)中的空氣。隨著鼓風(fēng)機(jī)功率的加大，生化池當(dāng)中的溶解氧越多。在污水處理控制系統(tǒng)中，通過(guò)實(shí)際溶解氧的檢測(cè)，同系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)之間進(jìn)行比照，并結(jié)合模糊PID控制器進(jìn)行模糊推理、模糊分析和模糊運(yùn)算，得出變頻器的控制精到準(zhǔn)確量，通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)功率的方式穩(wěn)定溶解氧濃度，使其保持在控制系統(tǒng)設(shè)定的范圍之內(nèi)，保障污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的污水處理效果。在本文關(guān)于污