城市污水处理中pH预测控制系统的应用研究.pdf

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1、j十算机技术及其应用皇苎竺!竺竺竺兰竺．ComputerTechnoloQy＆Applications城市污水处理中pH预测控制系统的应用研究王树东高学洪宋国辉周盛成(兰州理工大学电气与信息工程学院，甘肃兰州730050；甘肃省工业过程先进控制重点实验室。甘肃兰州730050)摘要：酸碱中和过程作为城市污水处理控制问题的关键环节，其控制质量的好坏直接影响城市污水处理的合格程度。中和过程的pH值是一个具有大时滞、非线性、强干扰的复杂控制对象，应用经典控制理论和现代控制理论等常规控制理论，对其很难建立起精确的数学描述模型。运用了一种分层优化的非线性系统预测

2、控制，通过递阶算法把非线性优化转化为线性优化与协调两级计算。控制算法具有实时性好，可靠性高等特点，实际应用效果良好。关键词：酸碱中和；污水处理；预测控制；递阶算法[中图分类号]TP273[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)01—0037—03ApplicationandResearchOfpHPredictiveControISystemintheUrbanSewageTreatmentWangShudongGaoXuehongSongGuohuiZhouShengcheng(CollegeofElectricalandInfor

3、mationEngineering，LanzhouUnive~ityofTechnology，LanzhouGansu730050，Chian；KeyLaboratoryofAdvancedControlforIndustriaZProcessesinGansuProvince，LanzhouGansu730050。China)Abstract：Theprocessofacid—baseisakeylinkinurbansewagetreatmentcontrol。itscontrolqualitydirectlyafectsthelevelofurb

4、ansewagetreatmentcompliance．Thepvalueoftheneutralizationprocessisabigdelay，nonlinear，stronginterferenceofthecomplexcontrolobject。anditisverydifficulttoestablishanexactmathematicaldescriptionofmodelwithclassicalcontroltheoryandmoderncontroltheoryandotherconventionaIcontroltheory．

5、Itusesahierarchicaloptimizationofnonlinearpredictivecontrol，changingthenonlinearoptimizationintolinearoptimizationandcoordinationoftwocalculationsthroughthehierarchicalalgorithm：Thiscontrolalgorithmhasthefeaturesofgoodreal—timepropertyandhighreliability，anditsactualapplicationha

6、sgoodefect．Keywords：Acid-baseneutralization；sewagetreatment；predictivecontrol；hierarchicalalgorithmO引言酸碱中和过程存在严重的非线性，而且容易受到温度、工作地点和化学成分的影响，是一个复杂的反应过程。由于该中和过程具有时间延迟、非线性和非参数模型等特点，使得采用常规的P1D控制对pH值进行精确控制难以取得很好的控制效果，成为工业自动化中较薄弱的环节之一，为此pH值被公认为最难的控制变量之一。针对某污水处理厂酸碱中和过程所存在时间延迟、非线性和非参数模型等

7、缺点，设计并采用一种分层优化的非线性预测控制算法，通过递阶算法将非线性优化问题转化为线性优化与协调两级来计算。1污水处理工艺污水处理是将污水经过污水处理厂处理后达到再次使用的图1污水处理工艺流程水质要求。某污水处理厂的污水处理工艺流程如图1所示。入粗格栅间将去除污水中的大杂质，并通过提升泵房将污水抽到该污水处理厂采用瑞士ABB公司的AC500系列PLC和上位细格栅。监控软件组态王6．53对整个污水处理控制系统进行控制和监PLC2现场控制站主要控制厂区废水提升泵房、细格栅间、沉控。该污水处理厂共设有三个PLC现场控制站，分别设置了粗砂池、一号CASS池、

8、二号CASS池、鼓风机房、接触池和加氯间，格栅及污水提升泵房控制室、变配电室、污泥浓缩脱水机房