浅析污水处理控制系统设计与建模研究

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1、江南大学硕士学位论文污水处理控制系统设计与建模研究姓名：宋岩申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：潘丰20080601摘要水资源、水环境是人类生存的基础。随着工农业生产的发展，各种污染源严重地破坏了人们的生存环境，尤其是工业污水使不少地区水环境恶化，严重影响了人们的生产生活。为了保证我国经济的可持续发展，污水处理已经成为城市发展中不可缺少的配套措施。近年来，国家对水环境保护意识不断增强，对污水处理过程自动化程度要求不断提高，利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控是满足上述要求的最有效

2、手段。同时，出于污水处理过程的高度非线性、进水流量等参数随机变化很大以及生物传感器的缺乏，使一些重要变量(例如生物需氧量和化学需氧量)还没有成熟的、经济的在线测量设备，因此对污水处理过程进行建模的研究有非常重要的意义。本文以某钢铁公司污水处理厂为背景，分析了活性污泥法污水处理工艺流程、工艺特点，根据现场设备及控制对象的特点进行了控制系统的开发，设计了一套基于PLC、CANopen、Modbus总线技术和Intemet网络的污水处理自控系统。实现了对设备运行的自动控制、过程参数的采集与监视、数据的分析与处理、

3、核心控制设备的远程监视。控制系统的设计分为四个部分：11PLC程序设计：根据污水处理工艺和用户控制要求，针对污水处理过程各个被控节点的特点，在PLC控制程序设计中采用了不同的控制策略，确保系统安全、稳定、高效地运行。2)电气设计：根据污水处理工艺要求设计了设备的电气线路。3)上位机程序设计：在InTouch．v9．5环境下开发的应用程序作为污水处理控制系统的监控软件，实现与下位机PLC的数据通讯，提供了简易、直观的用户操作界面，方便了对污水处理厂的监控。4)远程监视程序设计：根据客户要求，设计一套远程监视系

4、统，实现远程监视污水处理控制系统主要设备的运行状态、远程监视下位机PLC运行状态、远程接收警报等功能，突破了对污水处理厂监视的地域界限。利用支持向量机(SVM)和出水水质参数特性建立混合软测量模型，实现对出水BOD浓度、COD浓度在线预测，解决BOD、COD难于在线监测的问题，给污水处理厂工作人员提供了控制操作依据，改变了原来依靠工作人员经验对污水处理各个节点进行控制的现状，提升污水处理系统控制精度，改善出水水质。关键词：控制系统设计PLCInTouch现场总线软测量支持向量机ABSTRACTWateris

5、thebasisofhumanliving．Withthehighspeeddevelopmentofourcountry’Seconomy,allkindsofpollutionseverelyinfluencedtheenvironmentofhuman，especially,industrialwastewaterpollutedmanydistricts．Forthecontinuousdevelopmentofourcountry’Seconomy,wastewatertreatmenthadpl

6、ayedanimportantrole．Recently，nationpayattentiontowaterprotectingproject，demandmoretechnologyinwastewatertreatmentcontrolsystem，usinghightechnologycontrolstrategyandmoreadvanceddevicesinsurveillance&controlsystemisthebestwaytofixthedemands．Atthesametime，was

7、tewatertreatmentprocessisthestrongnonlinearofwastewatertreatment，themanyvarietiesofrandomparametersasinputfluxandthelackofbiologicsensor,thereisn’tmatureandcheaponlinemeasurement．Themodelingresearchofwastewatertreatmentisveryimportantnow．Thisprojectisbased

8、onwastewaterplant，illustratewastewatertreatmentprocess，accordingtothecontrollerdevicesanduser’Sdemands，designedacontrolsystem．Controlsystemdesignhadfourpartsincluded：PLCprogrammingdesign：Accordingtocontrolsys