污水处理自动监控系统设计与研究

山东大学硕士学位论文污水处理自动监控系统设计与研究姓名：陈国章申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程指导教师：马思乐20110529山东大学硕士学位论文摘要随着人民生活水平的提高和可持续发展战略的需要，污水处理越来越受到社会的重视。污水处理既可以起到环保作用，又可以实现水的重复利用，节约水资源。为了提高污水处理的质量和效率，同时节省人力、物力，研究并设计出一批满足排放要求、处理效果较好、运行费用较低、国产化程度较高且自动化水平较高的污水处理自动控制系统是十分有必要的。本文介绍了污水处理的典型工艺流程，并根据工艺流程简要说明城市污水处理的基本方法和原理；分析了国内污水处理自动监控系统构成，并对工厂一体化和管控一体化两种形式的污水处理自控系统进行了比较；分析了作为自动监控系统核心的PLC控制器的选型，并总结出了由预处理系统PLC站、生物处理系统PLC站、污水消毒系统PLC站、污泥脱水PLC站和鼓风曝气系统PLC站以及污水回用相关PLC站组成的“4+1+N的分布式控制站设置模式；分析了污水处理自控系统网络结构及其通讯协议配置和通信；根据污水处理工艺和控制要求，给出了污水处理厂常用检测仪表的典型布局；总结污水处理厂视频监控系统设计方案，并给出典型的视频监视系统方案。污水处理各工艺段控制方案的选用直接决定着污水处理的效果。本文对主要污水处理设备设施的控制方案进行了分析和总结，包括机械格栅采用的“时间周期控制”和“液位差控制”相结合的方式、进水井提升泵“液位分程控制”的方式、沉砂池“时间周期控制”的方式、多个初沉池“时间周期”协同间歇排泥的控制方式、曝气控制经典PID法和模糊PID参数自整定策略、二沉池“泥位分程控制”等。同时以郓城第二污水处理厂为例，具体说明污水处理自动监控系统的设计与应用。给出了各PLC控制站、仪表系统、通信网络、视频监视系统和中控室的硬件设备选型；并介绍了PLC程序模块化设计以及上位监控界面的开发。关键词：污水处理；污水监控；以太环网；模糊PID控制山东大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeimprovementoflivingstandardsandtheneedsofsustainabledevelopment,sewagetreatmenthasarousedmuchattentionofthesociety．ItCanplayaroleinenvironmentalprotection,andcalldeal诵tllwaterreusetoconservewaterresources．Inordertoimprovethequalityandeffjficiencyofsewagetreatment,andsavemanpowerandrawmaterials，itisverynecessarytoresearchanddesignabatchofautomaticcontrolsystemsofsewagetreatment,whichcanmeettherequirementofemissionstandardandrunefficientlyandeconomically，andiswithIlighdegreedomesticandhighautomaticlevel．Thispaperintroducedthetypicalprocessofsewagetreatment,andexplmnedthebasicmethodsandprinciplesoftheurbansewagetreatmentaccordingtotheprocessflowsbriefly；analyzedthecompositionofautomaticcontrolsystemsfordomesticsewagetreatmentdomestically，andcomparedfactoryintegrationmodeofsystems谢thautomationandmanagementintegrationmode；analyzedtheselectionofPLC(ProgrammableLogicController)，whichisthemostimportantpartofautomaticcontrolsystems，andconcludedthe“4+I+N”selectionsetmodeofPLCstation,whichiscomposedof4basicPLCstationssuchaspretreatmentsystemPLCstation,biologicaltreatmentsystemPLCstation，sewagedisinfectionsystemPLCstation,slu