城市污水处理过程综合自动化系统及其应用

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1、万方数据第11卷第1期205年1月计算机集成制造系统ComputerIntegratedManufactu“ngSystemsV01．11No．1Jan．205文章编号：1006—5911(2005)01—0138—07城市污水处理过程综合自动化系统及其应用赵立杰1’2，柴天佑1，黄肖玲1(1．东北大学自动化研究中心，辽宁沈阳110004；2．沈阳化工学院信息工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：针对具有综合复杂性的城市污水处理过程自动化程度低、运行成本高的问题，提出了实现污水处理达标率、污水处理量和污水处理成本等综合生产指标优化的综合自动化系统，讨论了由污水处理过程制造执行系统和过程控制系

2、统两层结构组成的污水处理过程综合自动化系统的体系结构、功能和以污水处理达标率为目标的优化控制策略。该系统已成功应用于沈阳某污水处理厂，实现了污水处理过程的优化控制、优化运行和优化管理，取得了显著的应用成效。关键词：污水处理过程；综合自动化系统；生产指标优化中图分类号：TPl8文献标识码：AIntegratedautomationsystemofmunicipalwastewatertreatmentplantanditsapplicationsZHAOLi--jiel”．CHAITian—youl．HUANGXiao—lin91(1．ResearchCent．ofAutomation，Nor

3、theasternUniv．，Shenyang110004，China；2．Sch．ofInfo．Eng．，ShenyangInst．ofChemicalTech．，Shenyang110142，China)Abstract：Wastewatertreatmentisaverycomplicatedprocessduetoitshighlynonlinear，seriouslycoupled，higherorder。time—varyingandfrequentvariationsofoperatingconditions．Theintegratedautomationsystemwasde

4、vel—opedtoovercometheproblemsofhighproductioncostandlowremovalefficienciesinwastewatertreatmentplantbecauseoflowautomationlevelinChina．Ithasrealizedtheoptimizationofoverallproductionindexincludingcapac—ity，effluentqualityandoperationcost．Thestructureconsistedoftwolayers：ManufacturingExecuteSystem(M

5、ES)andProcessControlSystem(PCS)．Functionsandcontrolstrategiesofthesystemwerealsodiscussed．TheproposedsystemhasbeensuccessfullyappliedtoawastewatertreatmentplantinShenyangCityandhasrealizedop—timalcontrol，operationandmanagement．Keywords：wastewatertreatment；integratedautomationsystem；optimizationofpr

6、oductionindex0引言水污染是人类迫切需要解决的问题之一，目前我国的污水处理综合治理水平远远落后于发达国家。不论是发达国家还是发展中国家，污水处理达标率与污水处理过程中使用的传感器、仪表、控制装置的数量、综合自动化程度密切相关‘1。。由于污水处理过程具有多变量强耦合、强非线性、参数时变、工况变化频繁、难于在线检测出水质量等特点，因而传统控制系统无法实现污水处理过程的优化控制、优化运行和优化管理，造成污水处理后出水排放指标波动大，开通率和达标率低，处理成本高。污水处理过程控制和操作是否成功实施，关键是控制系统的设计问题，即如何将污水处理过程收稿日期：2004—01—13；修订日期：2

7、004—06—24。Received13Jan．2004；accepted24Jul．2004．基金项目：国家自然科学基金资助项目(60074019)；国家973资助项目(2002CB312201)。Foundationitem：ProjectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundation。China(No．60074019)andtheNationalKeyBa