基于规则自调整的混凝加药模糊控制研究

城市自来水检测质量指标中最关键的就是水的浊度。浊度主要是通过净水处理中的混凝加药环节降低的，这一环节中通过投加混凝剂来吸附进厂水中的杂质，使其产生絮花来达到减低浊度的效果［1］。而在实际中水处理是一个非线性、时滞性的过程，而且反应效果受许多因素影响，水厂为了保证出水低浊度一般采用人工过量投药的方式，这样不仅增加生产成本和人力资源耗费，也不能实现低能耗、连续、高稳定性的生产。本文重点研究投药控制策略，针对加药量的确定采用了基于自调整规则因子模式控制算法。1加药工艺流程混凝加药过程总体分为配置药液和投加药液两个过程：配药是指混凝剂进入溶液池中，通过控制加入清水量来混合调制成符合工艺要求的低浓度溶液；投药是通过对原水及出水水质进行分析，确定加药量后将药剂通过计量泵定量投入混合反应池中。其中，确定加药量是最为核心的内容，加药量过少时水中胶体不能完全脱稳而造成混凝效果较差，加药量过多时则易发生再稳现象，浪费混凝剂，工艺图如图1所示：图1自动加药系统工艺图2配药控制加药间有三组药池，分别对其配备进水电动阀、进药电动阀、出药电动阀、搅拌机及超声波液位计等，三组药池共用两台加药计量泵（一用一备）。系统根据液位来选定一组为投加池，其余两组为配药池。来完成自动配药过程的要求。加药间配置如图2所示：图2加药间配置图当溶液池工作在联动状态时，系统开始判断1号溶液池中药液液位是否为低，如果不为低，就设定其为投加池，否则继续判断下一组溶液池中液位是否为低，如果不是，就设定2号池为投加池，以此类推，当某一溶液池液位为低时就切换到下一个进行投药。被确定为投加池的药池可以自动开启出药电动阀开始投药，下来由PLC控制计量泵进行定量投药。当溶液池液位为低时开始配药：关闭出药电动阀，开启进药电动阀，再开启进水电动阀进行补水稀释（进药量和进水量由PLC根据液位和浓度要求计算得出），搅拌机在配药过程中自动开启，当药液补加至预设液位时，自动关闭进药电动阀和进水电动阀，搅拌机在工作一定时间会自行关闭，结束配药过程。PLC在配药过程中完成信号采集、逻辑控制、数据计算、报警和计时等功能，达到分布处理和集中监控的要求。3投药控制投药控制分为输入输出接口、执行机构、检测仪表和模糊控制器等几个部分。其中，接口是控制系统和负责完成模糊控制算法的上位机之间连接的桥梁，输入接口与液位检测等现场仪表相接，将检测的模拟信号转换为上位计算机可以处理的数字信基于规则自调整的混凝加药模糊控制研究ResearchonCoagulantDosingFuzzyControlBasedonSelf－adjustingRules花新峰许甜（西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安710055）摘要：混凝加药决定着出厂水的最明显的指标———浊度，而该过程具有非线性、时滞性等特点，因此，针对加药过程，提出了一种采用模糊控制策略来实现混凝剂投加的自动投药方法，以沉淀池出水浊度偏差作为输入变量，计量泵的频率作为输出变量，采用基于自调整规则因子模式控制算法来计算加药量，该方法同时根据误差及误差变化在线调整模糊控制规则，达到智能模糊控制加药量的效果。理论分析和仿真实验表明该方法比传统模糊控制算法具有更好的控制性能。关键词：混凝投药，浊度，自动控制，模糊控制，规则自调整Abstract:Coagulantdosingdeterminesthefinishedwaterofthemostobviousindicators－turbidity,andtheprocesshasnonlinearandtimedelaycharacteristics．Therefore,inviewofdosingprocess,thispaperpresentsafuzzycontrolstrategytoachievethecoagulantdosageautomaticdosingsystemandthesystemtoprecipitatepondeffluentturbiditydeviationasin-putvariables,meteringpumpfrequencyasoutputvariablesbybasedonselfruleadjustmentfactormodelcontrolalgorithmtocalculatethedosage．Themethodaccordingtotheerroranderrorchangeonlineadjustingfuzzycontrolrulestointelli-gentfuzzycontrolofdosageeffect．Theoreticalanalysisandsimulationexperimentsshowthattheproposedmethodhasbetterc