基于PLC的模糊PID算法在城市污水處理控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

1、密級(jí)：編號(hào)：！桂林理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文基于的模糊算法在城市污水處理控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究專(zhuān)業(yè)：檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置研究方向：制造過(guò)程檢測(cè)與控制技術(shù)研究生：宋青指導(dǎo)教師：王文成副教授論文起止日期：年月至年月：，研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明和版權(quán)使用授權(quán)書(shū)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者（簽字）：抽簽字日期：叢！壘國(guó)！國(guó)學(xué)位論文版

2、權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解（學(xué)校）有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的印刷本和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)（學(xué)校）可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本學(xué)位論文收錄到中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)）本論文是否保密：是否如需保密，保密期限為：學(xué)位論文作者簽名：甥裔簽字日期：導(dǎo)師簽字：侶簽字日期：韌年易月日偽年月口日摘要水資源問(wèn)題是當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展最突出的問(wèn)題之一。為適

3、應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平不斷提高的要求，興建自動(dòng)化程度高的城市污水處理廠已刻不容緩。污水處理過(guò)程是一種典型的復(fù)雜動(dòng)態(tài)生物反應(yīng)工程系統(tǒng)，具有非線性、時(shí)變性、隨機(jī)性和不確定性等特點(diǎn)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。其中對(duì)于污水處理系統(tǒng)中的中心環(huán)節(jié)一曝氣過(guò)程控制，是急于解決的主要問(wèn)題。本文針對(duì)廣西某污水處理廠的污水處理項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一套包括現(xiàn)場(chǎng)控制層、顯示操作層和遠(yuǎn)程信息監(jiān)視層的自動(dòng)控制系統(tǒng)。污水處理工藝采用改良活性污泥法一一（連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝），控制系統(tǒng)采用西門(mén)子作為主控器，以為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境?？刂瞥绦虿捎媚K化結(jié)構(gòu)，提出了一種針對(duì)工藝的新的程序設(shè)計(jì)思路。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用北京亞控公司研發(fā)的組態(tài)軟件來(lái)開(kāi)發(fā)

4、人機(jī)界面，以實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和控制。最后整個(gè)系統(tǒng)利用先進(jìn)的以太網(wǎng)通訊技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既著眼于污水處理設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又著眼于控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理和通訊質(zhì)量，有效的提高了污水處理控制系統(tǒng)的處理效率。由于污水處理系統(tǒng)在溶解氧控制環(huán)節(jié)中工藝流程復(fù)雜，具有大滯后性和非線性的特點(diǎn)。在控制算法上，設(shè)計(jì)了模糊控制器，是一種將模糊控制和控制結(jié)合起來(lái)，使之既具有模糊控制快速、靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，又具有控制精度高的特點(diǎn)的控制器。在項(xiàng)目應(yīng)用中，闡述了如何將模糊控制器在西門(mén)子中實(shí)現(xiàn)的方法，以及在編程軟件中編制程序?qū)崿F(xiàn)模糊控制功能的步驟。通過(guò)調(diào)試論證了：采用模糊控制方法能明顯的消除

5、積分飽和，很大程度上減小超調(diào)量，參數(shù)間影響減小，并且參數(shù)相對(duì)容易整定，提高系統(tǒng)的控制品質(zhì)，有效的協(xié)調(diào)快速性與超調(diào)量之間的矛盾，使系統(tǒng)適應(yīng)能力有所提高，且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、靈敏性、快速性、魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力?，F(xiàn)已投入生產(chǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，工作良好。關(guān)鍵詞：污水處理，模糊控制器，組態(tài)王。，一，（），謝，【，：，曲，曲一，：，目錄摘要目錄第一章緒論研究背景及意義。國(guó)外污水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r本文的主要內(nèi)容第二章基于的污水處理工藝介紹污水處理廠的主要任務(wù)及其相關(guān)技術(shù)指標(biāo)藝簡(jiǎn)介工藝的基本原理工藝的組成及運(yùn)行過(guò)程工藝的組成一池的運(yùn)行過(guò)程一工藝的特點(diǎn)工藝的

6、優(yōu)點(diǎn)工藝的缺點(diǎn)工藝運(yùn)行結(jié)果分析工藝自動(dòng)控制的意義第三章模糊控鍘器在溶解氧控銅中的應(yīng)用溶解氧控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及其分析模糊在溶解氧控制中的意義溶解氧控制系統(tǒng)溶解氧模糊控制器原理模糊控制器的設(shè)計(jì)輸入及輸出模糊化一模糊推理過(guò)程輸出量精確化過(guò)程系統(tǒng)控制性能試驗(yàn)結(jié)果第四章自控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)廣西某污水處理廠的工藝流程一控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)控制系統(tǒng)的組成?？刂葡到y(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中央監(jiān)控竄的組成各控制分站的組成簡(jiǎn)介系統(tǒng)組成預(yù)處理了站（）鼓風(fēng)機(jī)子站（）一池子站（）過(guò)程儀表的選擇觸摸屏西門(mén)子系列編程軟件一編程軟件簡(jiǎn)介控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)一第五章控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)程序的開(kāi)發(fā)溶

7、解氧控制系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的程序框架模糊推理子程序的設(shè)計(jì)與研究控制程序粗格柵間程序控制系統(tǒng)污水提升泵房程序控制系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)及其控制要求監(jiān)控系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)定義硬件設(shè)備并添加工程變量動(dòng)畫(huà)連接及其實(shí)現(xiàn)。畫(huà)面設(shè)計(jì)運(yùn)行與調(diào)試一第六章工作總結(jié)與展望。所做的工作總結(jié)。展望改謝參考文獻(xiàn)錄個(gè)人簡(jiǎn)介桂林理：大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論研究背景及意義隨著現(xiàn)代、城市化的飛速發(fā)展和人口的持續(xù)增長(zhǎng)，水需要量在不斷增大，城市排放的工業(yè)廢水和生活污水也相應(yīng)增加。污水不經(jīng)過(guò)處理直接排入水體，會(huì)造成嚴(yán)重的水體污染，危害生態(tài)環(huán)境、人體健康甚至影響人們的正常生活。

8、可利用的水資源有限和城市周?chē)次廴镜纫蛩厥沟盟Y源缺乏和水體污染已經(jīng)成為各國(guó)面臨的重要問(wèn)題之一，并已經(jīng)成為嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的突出問(wèn)題，迫切需要加以解決。長(zhǎng)期以來(lái)，自來(lái)水作為飲用水水質(zhì)是安全的，但現(xiàn)在水質(zhì)中不斷出現(xiàn)一些不安全的因素，其中有部分病原體、化學(xué)物質(zhì)。據(jù)近幾年的報(bào)道，在水中檢測(cè)出來(lái)的有害物質(zhì)已經(jīng)從多種上升為中。水污染已經(jīng)引起了世界各國(guó)的重視。我國(guó)政府對(duì)水污染也非常重視，目前我國(guó)城市經(jīng)處理排放的城市污水不到，為減少污染，緩解水資源不足給城市供水帶來(lái)的壓力，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展和建設(shè)城市污水處理廠，并將其作為今后一段時(shí)間內(nèi)基本建設(shè)投資的重點(diǎn)，以提高污水的凈化率。城市污水處理系統(tǒng)的社會(huì)效益

9、巨大，但運(yùn)行成本高且經(jīng)濟(jì)效益差。城市污水處理過(guò)程復(fù)雜，具有連續(xù)生產(chǎn)、參數(shù)檢測(cè)困難、非線性、間歇性、大滯后、干擾多等特點(diǎn)。另外，污水處理工藝的不斷改進(jìn)是污水處理過(guò)程越來(lái)越煩瑣、越來(lái)越復(fù)雜，原來(lái)操作人員的手動(dòng)控制已經(jīng)無(wú)法滿足污水處理發(fā)展的要求。為了讓污水處理成果有效地實(shí)現(xiàn)，將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于污水處理中以提高污水處理的自動(dòng)化水平更成為污水處理中的關(guān)鍵問(wèn)題。我們知道，經(jīng)典控制理論（控制）對(duì)相當(dāng)多的工業(yè)控制對(duì)象，特別是對(duì)于線性定常系統(tǒng)的控制是非常有效地。但是在控制中對(duì)三個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整還是十分困難的，在實(shí)際的控制項(xiàng)目中，對(duì)于某些非線性、時(shí)變的復(fù)雜被控對(duì)象和難以建立數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，其參數(shù)不是整定非常困難

10、就是根本無(wú)法整定，因此僅僅靠傳統(tǒng)的控制理論和方法無(wú)法達(dá)到令人滿意的控制效果。對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的處理，近年來(lái)，提出了許多新型的控制方法，模糊控制就是其中之一。采用模糊邏輯把人的控制經(jīng)驗(yàn)歸納為用定性描述的一組條件語(yǔ)句，然后利用模糊集理論，將其定量化，使控制器得以接受人的經(jīng)驗(yàn)、模仿人的操作策略，這就形成了所謂的模糊控制器。污水處理過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，且具有非線性、不穩(wěn)定性、間歇性、大時(shí)變、大滯后等特點(diǎn)。對(duì)于需要人工不斷調(diào)整參數(shù)的傳統(tǒng)控制已經(jīng)不能適應(yīng)各種條件的變化，將模糊控制運(yùn)用到參數(shù)整定中，不僅可以節(jié)約勞動(dòng)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，而且極大地提高了污水的處理效果，對(duì)于污水處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。不僅如此，

11、在處理過(guò)程中用計(jì)算機(jī)代替工人操作，減少事故，保證安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力，甚至可以完成許多人工難以完成的任務(wù)，提高生產(chǎn)的可靠性。提高了管理水平和勞動(dòng)生桂林理大學(xué)碩十學(xué)位論文產(chǎn)率，合理使用和配置處理設(shè)備，降低了能耗和藥耗，處理效果也得到了保證。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和費(fèi)用不高于一般的儀表控制，所需保養(yǎng)工作也比一般儀表少。污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)污水處理廠的工藝過(guò)程實(shí)行分散控制，集中調(diào)度。確保出水水質(zhì)的穩(wěn)定，從而提高整個(gè)污水處理廠的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外污水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家在研究水處理新理論和工藝的同時(shí)，也重視污水處理自控系統(tǒng)的研究，成功地解決了來(lái)自于城市和工業(yè)的點(diǎn)源污染問(wèn)題

12、。在二級(jí)處理普及以后投入大量資金和科研力量加強(qiáng)污水處理設(shè)施的監(jiān)測(cè)、運(yùn)行和管理，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制、報(bào)警、計(jì)算和瞬時(shí)記錄，污水處理廠自動(dòng)控制水平迅速提高。國(guó)外污水處理自控系統(tǒng)主要存在以下特點(diǎn)。污水處理控制技術(shù)廣泛的采用了或及現(xiàn)場(chǎng)總線等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行控制，有較高的自動(dòng)化水平和科技含量。大量采用在線監(jiān)測(cè)的水質(zhì)分析儀表，對(duì)全廠的水質(zhì)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并有上位機(jī)記錄下來(lái)，提高了測(cè)量精度。生產(chǎn)過(guò)程中不同程度上采了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動(dòng)的調(diào)整相應(yīng)的控制方式。大量采用遙測(cè)、遙控設(shè)備，并開(kāi)始有效地利用社會(huì)信息資源，如電話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)氣象信息等。美國(guó)在世紀(jì)年代中期開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了工藝流程

13、中主要參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試和控制。年代以來(lái)在美國(guó)召開(kāi)兩次水處理儀器和自動(dòng)化的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，會(huì)上發(fā)表的數(shù)百篇論文反映扯水處理自動(dòng)化已發(fā)展到實(shí)用水平。歐美國(guó)家一些城市污水處理廠已經(jīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和運(yùn)行過(guò)程控制，甚至實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無(wú)人值守控制模式。如美國(guó)愛(ài)阿華水廠，在年代初開(kāi)始研究微機(jī)自動(dòng)控制水廠頭家藥劑，年應(yīng)用直接數(shù)字式計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)加礬，運(yùn)轉(zhuǎn)一年就降低礬耗，并且提高了管理水平，穩(wěn)定了水質(zhì)。此外，前蘇聯(lián)莫斯科水廠、日本東京朝霞水廠等也先后采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，取得了較理想效果?，F(xiàn)在許多美國(guó)大中型水廠均有一套集散型的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。在廠區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，對(duì)整個(gè)水處理過(guò)程實(shí)現(xiàn)多環(huán)路控制，

14、其中包括沉淀、過(guò)濾及反沖洗、臭氧處理、化學(xué)藥劑投放、泵房等。設(shè)在中心控制室的計(jì)算機(jī)主機(jī)從各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)中收集數(shù)，并提供圖表顯示、曲線、各個(gè)設(shè)備動(dòng)作記錄、設(shè)備故障報(bào)警等。在自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，每一個(gè)自動(dòng)控制過(guò)程都可切換成手動(dòng)控制。同時(shí)國(guó)外較早的將（）技術(shù)引入到了給水排水工程中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。國(guó)外同時(shí)注重水處理中的開(kāi)發(fā)，卡繼研制出一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如公司的系列、的系夕、的系列；同時(shí)國(guó)外也很重視在線儀表的研制，紛紛投資研究開(kāi)發(fā)高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動(dòng)化控制儀表，如德國(guó)公司，美國(guó)的哈希公司相繼研制了溶解氧、化學(xué)需氧量分析儀。這些水處理設(shè)備自桂林理大

15、學(xué)碩。：學(xué)位論文動(dòng)化程度、智能化程度相當(dāng)高，能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了令人滿意的水處理效果。國(guó)內(nèi)污水處理自控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)的工業(yè)污染十分嚴(yán)重，早已引起了國(guó)家的重視，因此將環(huán)境保護(hù)列為我國(guó)的基本國(guó)策。解放初期由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剛剛起步，當(dāng)時(shí)的水污染程度較低，且提倡利用污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，特別是北方缺水地區(qū)將污水灌溉利用作為經(jīng)驗(yàn)推廣等，如著名的沈撫灌渠等，致使污水處理技術(shù)和管理水平處于較落后的狀態(tài)。世紀(jì)年代開(kāi)始采用熱工儀表，實(shí)行集中巡檢；年代應(yīng)用分析儀表和系統(tǒng)；我國(guó)建設(shè)的天津市紀(jì)莊子污水處理廠，在年破土動(dòng)工，年月日竣工投產(chǎn)運(yùn)行，處理規(guī)模為，是我國(guó)第一座大型城市污水處理廠，而且投產(chǎn)運(yùn)行后多年來(lái)均達(dá)到設(shè)計(jì)出

16、水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，使受污染的河水重新變?yōu)榍宄旱暮恿?，它的建設(shè)彌補(bǔ)了我國(guó)大型污水處理廠的空白。并且根據(jù)它的成功建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南、北京、上海、廣東、廣西、陜西、等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠。至年代，隨著一大批大型污水處理廠的相繼投入運(yùn)行，我國(guó)污水處理控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平有了很大提高。自動(dòng)化系統(tǒng)在污水處理過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用也逐漸被認(rèn)知，并受到普遍重視。我國(guó)許多污水處理廠也開(kāi)始采用和方式進(jìn)行控制，并取得了較好的效果，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)也出具得到應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)許多高校和研究機(jī)構(gòu)都在致力于污水處理工藝和自動(dòng)控制方面的研究，并取得了顯著的成果。從近幾年環(huán)保治

17、理上看，我國(guó)的環(huán)保理論、處理工藝與國(guó)外的差距并不大，差距比較大的是管理經(jīng)驗(yàn)、環(huán)保單位設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前，我國(guó)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀是手動(dòng)與自動(dòng)皆備，自制和引進(jìn)并舉。其控制水平大體可以分為個(gè)層次：手動(dòng)操作：這種方式投資少、容易實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用在一些小型污水處理廠。通常采用常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表對(duì)污水處理過(guò)程中的流量、液位、溫度、濁度、壓力等性能指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和污水處理的控制要求，操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制柜來(lái)控制主要設(shè)備的運(yùn)行，如各種閥門(mén)的開(kāi)關(guān)、設(shè)備的啟停、變頻器頻率的調(diào)節(jié)等。但是這種方式完全由人控制，調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行往往比較慢，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，不僅容易發(fā)生錯(cuò)誤，而且設(shè)備和裝置

18、的參數(shù)得不到可靠的保證，運(yùn)行狀態(tài)也達(dá)不到最佳效果。半自動(dòng)控制：這種方式較多應(yīng)用在國(guó)內(nèi)中、小型污水處理廠。主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表將采集到的數(shù)據(jù)和部分過(guò)程變量送入中央控制室，上位機(jī)操作人員可以通過(guò)模擬顯示屏或上位機(jī)查看采集到的各種數(shù)據(jù)，如流量、液位、溫度、濁度（）、生物需氧量、化學(xué)需氧量（）等性能指標(biāo)以及一些控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等，而且還可以在操作臺(tái)或模擬屏上遙控部分設(shè)備的開(kāi)關(guān)或啟停，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)和控制。但是有些設(shè)備的控制仍需要聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制操作，需要人工頻繁干預(yù)并且人工記桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文錄生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，采用這種方式存在人為聯(lián)系的延時(shí)，造成出水水質(zhì)穩(wěn)定性較差，工人的勞動(dòng)強(qiáng)

19、度也較大。全自動(dòng)控制：這種方式是目前自動(dòng)控制的發(fā)展方向，主要應(yīng)用在一些大型污水處理廠。是一種采用多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)污水處理的全過(guò)程進(jìn)行無(wú)人值守全自動(dòng)控制。污水處理過(guò)程中的各種信號(hào)不僅可以通過(guò)計(jì)算機(jī)或顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控，并且通過(guò)相應(yīng)的變送器送入下位機(jī)控制單元，一般采用可靠的，在無(wú)人干預(yù)下可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的先進(jìn)控制算法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。這種控制方式主要是一些大型的污水處理廠或借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，或者利用國(guó)外貸款的一些優(yōu)惠政策和國(guó)內(nèi)政府投資等，成套引進(jìn)國(guó)外污水處理先進(jìn)的儀器儀表、工藝設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及先進(jìn)的控制技術(shù)等。由于引進(jìn)的設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、配套性好

20、，并且具有高度自動(dòng)化等特點(diǎn)，因此系統(tǒng)性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，能夠連續(xù)安全運(yùn)行，并且出水水質(zhì)也能達(dá)到令人滿意的效果。本文的主要內(nèi)容本文以我校承擔(dān)的污水處理項(xiàng)目為背景，結(jié)合基于的污水處理工藝，利用先進(jìn)的污水處理技術(shù)，將模糊控制器引入污水處理的控制系統(tǒng)中，介紹了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，包括控制系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)。整個(gè)控制系統(tǒng)由各類(lèi)傳感變送器、系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及相關(guān)上、下位機(jī)控制和管理軟件組成。本文主要內(nèi)容如下：第一章為本文的緒論部分，主要介紹了污水處理的研究背景及意義，國(guó)內(nèi)外污水處理廠自控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r。第二章介紹了基于的污水處理系統(tǒng)工藝第三章介紹了模糊控制器在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

21、。主要包括模糊控制系統(tǒng)的組成、原理，詳細(xì)論述了模糊控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程。第四章介紹了自控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和技術(shù)要求，主要內(nèi)容包括自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、組成以及硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。第五章介紹了自控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。完成自控系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，主要包括污水處理過(guò)程中主要環(huán)節(jié)的程序設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)介紹了中如何設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)溶解氧系統(tǒng)的模糊控制。并且應(yīng)用組態(tài)王軟件，完成監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要工藝數(shù)據(jù)和各種設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)污水處理的主要設(shè)備進(jìn)行在線控制。第六章對(duì)本文設(shè)計(jì)的污水處理控制系統(tǒng)作了總結(jié)，并對(duì)以后的研究進(jìn)行了展望。第二章基于的污水處理工藝介紹污水處理廠的主要任務(wù)及其相關(guān)技術(shù)指標(biāo)污水處理廠的主要任務(wù)就

22、是利用各種設(shè)施、設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水中所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)或有用的物質(zhì)，水得到凈化，并使資源得到充分利用。按污水處理的程度可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理。污水所含有的污染物隨著污水的來(lái)源的不同而千差萬(wàn)別，可以通過(guò)檢測(cè)和分析定性、定量地確定污水的水質(zhì)。概括起來(lái)說(shuō)，反映污水水質(zhì)的指標(biāo)可以分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和生物指標(biāo)三大類(lèi)。物理指標(biāo)一般分為溫度、色度、嗅和味、固體物質(zhì)。水中所有殘?jiān)目偤头Q(chēng)為總固體（），總固體包括溶解性物質(zhì)（）和懸浮固體物質(zhì)（）。溶解性固體表示水中鹽類(lèi)物質(zhì)的含量，懸浮固體表示水中不溶性固態(tài)物質(zhì)的量，揮發(fā)性固體則表示不溶性有機(jī)物的含量。化學(xué)指標(biāo)包

23、括有機(jī)物指標(biāo)、無(wú)機(jī)物指標(biāo)、生物指標(biāo)。污水中有機(jī)污染物組成復(fù)雜，一般很難測(cè)定各種有機(jī)物的含量。由于有機(jī)污染物的主要危害是消耗水中的溶解氧，因此在實(shí)際工作中一般采用生物化學(xué)需氧量（）、化學(xué)需氧量（）、總有機(jī)含碳（）、總耗氧量（）等指標(biāo)來(lái)反映水中需氧有機(jī)物的含量。污水中的無(wú)機(jī)性指標(biāo)包括植物元素（或富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)）、值、重金屬離子等。生物指標(biāo)有兩個(gè)，即細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群數(shù)。污水中的細(xì)菌總數(shù)反映了污水受細(xì)菌污染的程度，但細(xì)菌總數(shù)不能說(shuō)明污染的來(lái)源，必須結(jié)合大腸群數(shù)來(lái)判斷水體污染的來(lái)源和安全程度，大腸菌群數(shù)的值可表明水體被糞便污染的程度，可間接反映污水中有無(wú)腸道病菌存在的可能性。根據(jù)污水廠進(jìn)水水質(zhì)及確定的污

24、水廠出水水質(zhì)指標(biāo)，采用工藝污水處理控制系統(tǒng)，工程要求出水水質(zhì)滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（）二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)日處理能力一期為萬(wàn)噸。進(jìn)、出水相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表如下表所示：表進(jìn)、出水相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表項(xiàng)目（）（懸浮物（）氨氮（）動(dòng)植物油（）值進(jìn)水出水（棒林理：大學(xué)碩七學(xué)位論文工藝簡(jiǎn)介工藝，即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（），是一種連續(xù)進(jìn)水式曝氣系統(tǒng)。是在（）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種污水處理工藝，是的一種變型。與傳統(tǒng)法不同之處在于設(shè)置了多座池子，盡管單座池子為間歇操作運(yùn)行，但整個(gè)過(guò)程為連續(xù)進(jìn)出水。年，教授根據(jù)連續(xù)進(jìn)水間歇運(yùn)行的氧化溝工藝，開(kāi)始著手研究和開(kāi)發(fā)可變?nèi)莘e活性污泥法。年，他又根據(jù)污泥活性組成和污泥呼吸速率以及

25、基質(zhì)去除和污泥負(fù)荷的試驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系，從而利用活性污泥基質(zhì)積累再生原理，將序批式活性污泥法和生物選擇器進(jìn)行有機(jī)結(jié)合開(kāi)發(fā)成功了循環(huán)式活性污泥法（）。并于和年，這項(xiàng)研究（）在美國(guó)和加拿大取得了專(zhuān)利。工藝是工藝及工藝的一種改良更新。工藝更以其投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高，特別是優(yōu)異的脫氮除磷功能得到廣泛的重視，最初多應(yīng)用于中小型規(guī)模水廠，以減少投資風(fēng)險(xiǎn)。但隨著工藝自動(dòng)化水平的不斷提高及其設(shè)備不斷完善，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)廢水和城市污水的處理中。至今采用該工藝的污水處理廠在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)已建有多家。我國(guó)北京、上海、昆明等地也相繼應(yīng)用該工藝處理工業(yè)廢水及生活污水。目前全世界還有多座污水

26、處理廠正在運(yùn)行或建造中舊。工藝的基本原理每個(gè)池前端進(jìn)水區(qū)一般都設(shè)置有生物選擇區(qū)，根據(jù)活性污泥菌群的生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理以及活性污泥基質(zhì)積累理論，在生物選擇區(qū)中可以進(jìn)行菌群的基質(zhì)積累和再生過(guò)程，同時(shí)有效地除去污水中容易降解的溶解性有機(jī)物，同時(shí)，促進(jìn)系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)。也就是說(shuō)，污水中的活性污泥在生物選擇區(qū)中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)積累階段，之后在主反應(yīng)區(qū)中又經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，最后完成污泥再生和整個(gè)基質(zhì)降解的全過(guò)程。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化過(guò)程。首先，一的硝化（氧化）是在微生物絮體外面進(jìn)行的，而反硝化過(guò)程是在微生物的絮體內(nèi)進(jìn)行的，這是由于微生物絮體中的異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌分布不均勻造成的。

27、運(yùn)行時(shí)，通過(guò)控制曝氣強(qiáng)度使主反應(yīng)池中溶解氧含量（）保持在左右，使微生物絮體內(nèi)部處于缺氧狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)的污水處于耗氧狀態(tài)，溶解氧難以進(jìn)入微生物絮體內(nèi)，而較高濃度的硝酸鹽（）離子可進(jìn)入絮體內(nèi)部，從而有效地進(jìn)行反硝化反應(yīng)。這樣在主反應(yīng)池中不僅可以進(jìn)行同步硝化反硝化反應(yīng)，還可以同時(shí)進(jìn)行有機(jī)污染物的降解。最后主反應(yīng)池污泥中剩余的少量硝態(tài)氮也可回流到生物選擇區(qū)，從而得到反硝化。發(fā)酵產(chǎn)物（進(jìn)水中溶解性所轉(zhuǎn)化的）迅速被聚磷菌吸附、吸收并轉(zhuǎn)化成（聚羥基丁酸）。并在的誘導(dǎo)下細(xì)胞內(nèi)聚磷經(jīng)水解轉(zhuǎn)成正磷酸鹽釋放到水溶液中，聚磷菌因條件充足能夠大量繁殖，并且防止了因絲狀菌繁殖引起的污泥膨脹問(wèn)題。在主反應(yīng)區(qū)曝氣階段時(shí)，污水

28、處于好氧條件下，聚磷菌發(fā)生的降解和磷的及收而形成聚磷污泥，并通過(guò)剩余污泥排放出去，從而實(shí)現(xiàn)了污水中磷的去除。在系統(tǒng)中不斷重復(fù)進(jìn)行上述反應(yīng)，通過(guò)生化池中缺氧和好氧階段以及聚磷菌的生物反應(yīng)特性，從而提高了生物除磷效果。工藝的組成及運(yùn)行過(guò)程工藝的組成池可以分為兩部分如圖所示：生化池的前部為預(yù)反應(yīng)區(qū)，包括生物選擇區(qū)和配水（兼氧區(qū)）；預(yù)反應(yīng)區(qū)的作用主要是對(duì)污水進(jìn)行初步處理以及對(duì)污水的深化處理做準(zhǔn)備，通常在厭氧條件下運(yùn)行。在生物選擇區(qū)中污泥中的磷能得到有效地釋放，有助于在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)對(duì)磷的吸收，同時(shí)回流帶入的硝化態(tài)氮可發(fā)生反硝化作用，還能夠?qū)﹄y降解有機(jī)物起到良好的水解作用，并且加速對(duì)溶解性底物的去除。在兼氧

29、區(qū)中污泥中的磷得到了進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化反硝化作用，并且對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化起到了緩沖作用。生化池的后部為主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)末端安裝有自動(dòng)潷水裝置，在主反應(yīng)區(qū)中不僅可以同時(shí)進(jìn)行硝化反硝化過(guò)程，而且具有很好的除磷效果，是最終去除有機(jī)物的場(chǎng)所。圖池池的運(yùn)行過(guò)程桂林理一大學(xué)碩士學(xué)位論文工藝在運(yùn)行過(guò)程中邊進(jìn)水邊曝氣，同時(shí)還進(jìn)行污泥回流，將污泥從主反應(yīng)區(qū)回。流至生物選擇區(qū)。在沉淀階段時(shí)，不僅不停止進(jìn)水，而且也不停止污泥凹流系統(tǒng)，這是為了提高污泥濃度、加強(qiáng)反硝化反應(yīng)，以及提高聚磷菌的除磷過(guò)程。這是工藝區(qū)別于工藝的一大特點(diǎn)。整個(gè)工藝運(yùn)行周期可分為四階段妒。：（）進(jìn)水一曝氣階段：一邊進(jìn)水、一邊曝氣。主反應(yīng)區(qū)的污泥

30、不斷地回流至選擇區(qū)，一般回流比約為進(jìn)水量的。污泥回流是為了提高厭氧區(qū)的污泥濃度。曝氣一方面滿足好氧微生物對(duì)氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機(jī)物的混合和接觸，從而使有機(jī)污染物被微生物氧化分解，污水中的氨氮通過(guò)硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。（）進(jìn)水一沉淀階段：停止曝氣后，進(jìn)水和污泥回流不停止，微生物繼續(xù)利用水中剩余的溶解氧進(jìn)行氧化分解。隨著反應(yīng)池溶解氧的進(jìn)一步降低，主反應(yīng)區(qū)微生物由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，并發(fā)生一定的反硝化作用。同時(shí)，活性污泥在近乎靜止的條件下絮凝并進(jìn)行泥水沉淀分離，活性污泥沉至池底，下一周期繼續(xù)發(fā)揮作用，處理后的水位于污泥層的上部。（）潷水階段：沉淀結(jié)束，在程序控制下潷水器開(kāi)始運(yùn)行，

31、自上而下逐漸排出上清夜，反應(yīng)池污泥層內(nèi)因?yàn)槿芙庋鹾艿腿詴?huì)發(fā)生反硝化作用，排水結(jié)束后潷水器自動(dòng)復(fù)位。潷水期間，進(jìn)水不進(jìn)入本池，而是被引入到其它反應(yīng)池中。（）閑置階段閑置階段的時(shí)間一般較短，除了防止污泥流失外，還確保潷水器回復(fù)到原始位置上，為下一循環(huán)的進(jìn)水曝氣做準(zhǔn)備。如果在閑置階段也進(jìn)行少量曝氣有助于恢復(fù)污泥活性。上述四個(gè)階段依次進(jìn)行并循環(huán)不止運(yùn)行，并且根據(jù)需要，可以對(duì)不同的運(yùn)行階段的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整。在循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中，生化池內(nèi)的水位可以隨著進(jìn)水從設(shè)計(jì)的最低水位上升到最高水位，也可以隨潷水裝置從最高水位下降到最低水位，所以生化池的有效容積是不斷變化的（即變?nèi)莘e運(yùn)行）。工藝的特點(diǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)（）處理效

32、果穩(wěn)定，運(yùn)行靈活，適應(yīng)性強(qiáng)、可變?nèi)莘e的運(yùn)行模式提高了工藝對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和工藝運(yùn)行的靈活性。在一個(gè)運(yùn)行周期中，各個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)以及混合液容積的變化可根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)及污水水量的變化靈活調(diào)整，加強(qiáng)了對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性。另外，根據(jù)生物反應(yīng)器原理，廢水在反應(yīng)池內(nèi)呈現(xiàn)出整體推流的流態(tài)，而在不同區(qū)域內(nèi)為完全混合狀態(tài)。不僅提高了反應(yīng)器容積利用率而且保證了污水處理效果的穩(wěn)定。（）脫氮除磷效果好桂林理：人學(xué)碩士學(xué)位論文工藝在不單獨(dú)設(shè)置缺氧混合階段的條件下，通過(guò)不同的控制手段可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行環(huán)境，使系統(tǒng)中的污泥不斷地經(jīng)過(guò)好氧、缺氧和厭氧的交替循環(huán)，有利于除磷菌在系統(tǒng)中的生長(zhǎng)和累積。在曝氣階段創(chuàng)造好

33、氧條件來(lái)強(qiáng)化硝化反應(yīng)及除磷菌過(guò)量攝磷過(guò)程，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷。在非曝氣階段沉淀污泥床也存在一定的反硝化作用，通過(guò)污泥回流帶回生物選擇器，在進(jìn)水階段通過(guò)攪拌維持厭氧條件以促進(jìn)除磷菌充分的釋放磷以及部分硝酸鹽氮得到反硝化。由此可見(jiàn)，工藝的脫氮除磷效果優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。（）絮凝沉降的效果好，不易發(fā)生污泥膨脹曝氣結(jié)束后的沉降階段中，污泥基本呈靜沉狀態(tài)，混合液中殘余的能量可進(jìn)一步強(qiáng)化絮凝沉降的效果，泥水分離的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。由于工藝特殊的運(yùn)行環(huán)境，有利于絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)，有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖，從而防止了污泥膨脹現(xiàn)象。（）自動(dòng)化程度高便于管理，工藝簡(jiǎn)單易于擴(kuò)建隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電氣自動(dòng)化技

34、術(shù)的不斷提高，工藝的自動(dòng)化水平也不斷提高，控制更為準(zhǔn)確靈活，管理更加方便且保證了更加穩(wěn)定的處理效果，同時(shí)大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。由于工藝簡(jiǎn)單，占地少，規(guī)模小、投資省等特點(diǎn)，因此分期建設(shè)和擴(kuò)建非常方便。工藝的缺點(diǎn)（）工藝采用間歇周期運(yùn)行，使曝氣、排泥等設(shè)備閑置率較高，增加了設(shè)備費(fèi)用和裝機(jī)容量。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)備雖然價(jià)格便宜，但是結(jié)構(gòu)不合理、材質(zhì)差、性能不穩(wěn)定，其質(zhì)量、可靠程度均不如國(guó)外的產(chǎn)品，導(dǎo)致有些設(shè)備的運(yùn)行往往達(dá)不到預(yù)期的效果。（）由于排水、攪拌、排泥采用降堰排水，水頭損失大，這些設(shè)備的耗損率較高，相應(yīng)的維修和損失費(fèi)用也較高。（）由于自動(dòng)化程度高，故對(duì)操作人員的素質(zhì)要求也高。工藝運(yùn)行結(jié)果分析采用工藝

35、處理城市污水，經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，系統(tǒng)基本上處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)、一均有較高的去除率，為，為，為幾，一為，基本達(dá)到甚至優(yōu)于設(shè)計(jì)的要求。雖然進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大，但出水的水質(zhì)波動(dòng)不是很大，、一也能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其中，月份在各項(xiàng)進(jìn)水指標(biāo)均超出設(shè)計(jì)值的情況下，出水基本上仍能達(dá)標(biāo)排放，而其余月份出水效果均優(yōu)于設(shè)計(jì)值，這也反應(yīng)了工藝具有良好的抗沖擊負(fù)荷的能力。桂林理：大學(xué)碩：學(xué)位論文工藝自動(dòng)控制的意義隨著我國(guó)城市化建設(shè)力度的加強(qiáng)，大城市的向中小城市的擴(kuò)容速度越來(lái)越快。目前，我國(guó)政府對(duì)污水處理建設(shè)方面的投資力度也在逐漸加大，提高在污水處理過(guò)程中的自動(dòng)化水平是個(gè)迫切的問(wèn)題。然而在實(shí)際運(yùn)行中，能

36、達(dá)到最佳控制狀況且運(yùn)行較好的只占少數(shù)，主要是由運(yùn)行控制與管理水平低弓挺的，而每年由此造成的損失又是巨大的。近年來(lái)隨著我國(guó)政府對(duì)污水處理建設(shè)的重視和投資力度的逐漸加大，采用計(jì)算機(jī)信息、通信、自動(dòng)化控制、智能儀器儀表等高科技技術(shù)，為我國(guó)的污水處理行業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)和產(chǎn)品支持，并且提高了生產(chǎn)管理自動(dòng)化和信息化水平。并且隨著這些技術(shù)的飛速發(fā)展，也使我國(guó)各種污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段。因此，那些對(duì)自動(dòng)控制要求較高的工藝（如技術(shù)及在此技術(shù)上發(fā)展的污水處理技術(shù)等）又開(kāi)始重新得到人們的青睞。工藝是工藝的一種變型，自控要求與工藝大體相同，只不過(guò)工藝大幅減少了被控制設(shè)備的數(shù)量，但

37、控制精度要求有所提高¨。由于在法污水處理過(guò)程中存在著滯后性、時(shí)變性、不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，需要考慮較多的運(yùn)行特性和動(dòng)態(tài)行為，將自控技術(shù)運(yùn)用到工藝生物污水處理過(guò)程中，不僅可以提高污水處理的效率，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且可以根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)隨時(shí)對(duì)運(yùn)行設(shè)備及工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。這不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了勞動(dòng)條件，并且保證安全操作、減少事故，還能合理使用和配置設(shè)備、降低能耗、提高管理水平。由此可以看出，在工藝中運(yùn)用好的自動(dòng)化管理系統(tǒng)不僅可以使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，更能節(jié)省人力和運(yùn)行成本取得更多的經(jīng)濟(jì)效益。歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家在城市污水處理工藝、設(shè)備和控制技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)方面要早于我國(guó)，尤其控制技術(shù)處于領(lǐng)先地位。

38、我國(guó)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的艱苦努力，在城市污水處理工藝和設(shè)備等方面取得了較為可喜的成效，某些設(shè)備己經(jīng)達(dá)到了完全國(guó)產(chǎn)化程度。但是，在城市污水處理關(guān)鍵性設(shè)備和控制技術(shù)的研究方面還存在一定不足。而有的己建成的污水處理廠仍處于人工操作狀態(tài)，這嚴(yán)重影響了城市污水處理的質(zhì)量，帶來(lái)了不可預(yù)料的后果，因此，迸一步提供城市污水處理自動(dòng)化控制水平就顯得尤其重要。桂林理：大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章模糊控制器在溶解氧控制中的應(yīng)用溶解氧控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及其分析在循環(huán)式活性污泥法中，溶解氧的控制直接影響污水排放的進(jìn)程和系統(tǒng)能耗。當(dāng)溶解氧濃度過(guò)低，達(dá)不到污染環(huán)境的排放指標(biāo)，而過(guò)高，則浪費(fèi)能源。根據(jù)生物處理系統(tǒng)中復(fù)雜的生化反應(yīng)特性以及污水水質(zhì)多變的特性，假設(shè)曝氣過(guò)程在時(shí)間和空間上都呈理想狀態(tài)，并且一周期內(nèi)總生物量近似不變等條件下，可建立溶解氧控制過(guò)程簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)模型，模型包括兩部分：反應(yīng)池的簡(jiǎn)單模型為：。（壚篙公式（）其中，是慣性時(shí)間常數(shù)，是純滯后時(shí)間常數(shù)；變頻器和鼓風(fēng)機(jī)的簡(jiǎn)單模型為：擊公式（）其中，一是傳遞函數(shù)，是電機(jī)時(shí)間常數(shù)。最終的被控對(duì)象為一個(gè)帶滯后的二階傳遞函數(shù)俐：（）（）。（）西干頑！麗公式（）從上述建立的簡(jiǎn)單模型可以看出，控制過(guò)程是一個(gè)高維數(shù)的參數(shù)系統(tǒng)，并且參數(shù)之問(wèn)存在較大的耦合性：各個(gè)環(huán)節(jié)都存在滯后時(shí)間常數(shù)，說(shuō)明溶解氧控制是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，參數(shù)的檢測(cè)與調(diào)整往往已滯后很長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致系統(tǒng)難以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡；由于輸入