水厂氯气投加自动控制的研究

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1、摘要氯气投加是水厂给水处理工艺中最重要的环节之一。具有有大惯性、大时延的特点，并且其过渡过程时间和纯滞后时间均较长。对于这样一个复杂的工艺过程，目前在国内给水行业中还没有很好的自动控制解决方案。本文通过建立余氯在清水池中混合、停留及反应的过程模型，并在此基础上应用基于前馈一反馈的串级系统的控制方法．提出了一种自动加氯的控制方案：利用串级系统中副回路的快速反应来抑制清水池迸水量等因素的突变对系统所造成的高频干扰；主回路则通过建立氯气投加的过程模型，并使用Smith预估器进行预估补偿控制，可以有效地改善系统的控制品质。另外，本文通过建

2、立基于SCADA结构的硬件平台，并结合PLC和组态技术，在工程上实现了对南京市北河口自来水厂氯气投加工艺过程的实时监测及自动控制，使该厂出厂水余氯指标的合格率得到了较大提高．关键词：水厂；氯气投加；自动控制；大时延；串级系统；Smith预估器；SCADAABSTRACTLikemostproceesinindustry,chlorine-feedingdisinfectionprocessinwaterworksalsohasfeaturesofbothbiginertiaandlargetime-delay．Itisacompl

3、exprogessforthatitstransitiontimeandpuretime-delayarebothverylarge．Therestillhavenoverygoodautomaticchlorine-fee'dingsolutioninourwatersupplyindustryforthattocontrolsuchacomplexsystemusingcommonmethodisunfeasible．Byestablishingthemodelofthechlodnationprocess，andmingam

4、ethodof‘'feedforward-feedbackcascadecontrol”，wegotacontrolschemeforautomaticchlorine-feeding．11碡basicideaofthisscheme．istomakeuseofthefast-reactionfeatureofthesubsidiary10∞incascadesystemtorestrainthedisturbancecjmscdbythevarietyofwater-qualityandotherfactors,whilethe

5、mainloopusingtheestablishedmodelandSmithcontrollertoimprovethecontrolquailtyemcientiy．Bytheway,byeetablishingaplatformofSCADAandusingtechniquesofPLCandconfignmtion,wehelpedtheNanjingBeihekouwaterworksdesignedanautomaticchlorine-feedingsystem，andthecontroleffectisvery9

6、00dwhenthesystemisbroughtintouse．Keywords：Waterworks；Chlorine-feeding；Automaticcontrol；Largetime-delay；Cascadecontrolsystem；Smithcontroller；SCADAn东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而

7、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。蟹日期：砷一‘．岁第一章绪论1．1引言投加氯气消毒工序是给水处理中至关重要的一个环节，其目标是要控制出

8、厂水中的余氯含量在一个规定的范围之内。出厂水余氯含量是衡量自来水质量的重要指标之一，余氯太低无法起到在管网中持续杀毒的效果，太高则易与杂质生成致癌物质，这就要求必须要有一种可靠的氯气投加控制方式来确保出厂水余氯含量的稳定。目前在我国绝大部分水厂都是