关键词:
自动控制
PLC
反冲洗废水
自适应模糊PID
摘要:
水厂在生产水的过程会产生反冲洗废水,反冲洗废水直接排放会造成水体和土壤的污染,并且也会导致水资源的浪费。为了响应我国工业废水零排放政策,反冲洗废水回用已经成为水厂制水过程中不可缺少的环节。为了进一步减小反冲洗废水回用对制水的冲击,研究一种反冲洗废水恒浊度回用的自动控制方法显得尤为必要。
针对水厂在对反冲洗废水回用时回用的上清液浊度变化较大,容易对沉淀过程造成冲击的问题,本文研究了反冲洗废水的排放特征和自然沉降特征。结果表明反冲洗废水排放时的浊度变化较大,并且反冲洗废水自然沉降时的沉降速率随时间的变化不断减小。提出了恒浊度回用反冲洗废水的控制策略,通过利用步进电机控制平台的升降,实现对设定浊度的跟踪,以达到恒浊度控制的目的。同时,采用变频器控制反冲洗废水回用时的回用流量,以降低回用反冲洗废水造成的冲击。
在恒浊度控制过程中引入了自适应模糊PID算法,该算法将PID算法与模糊控制理论相结合,根据系统误差在线调节PID参数,从而增强了PID控制的自适应性。通过建立恒浊度控制的数学模型,并用Matlab进行仿真,仿真结果表明,自适应模糊PID算法能够使系统响应更迅速,同时具有更短的调节时间。设计了以西门子S7-1200PLC控制步进电机的恒浊度控制测试平台,测试结果表明,在不同情况下改变设定浊度时,系统能够在10s内完成调节,并且在稳定后的误差保持在10%以下,实现了对设定浊度的跟踪,并达到了恒浊度控制的目的。
反冲洗废水恒浊度回用控制系统在安徽某水厂进行现场应用,提升泵采用多段速变频调节来控制回用流量,并对水泵主电路和控制电路进行设计,采用Win CC组态软件完成反冲洗废水回用监控运行画面的设计。调试运行结果表明,自适应模糊PID算法能够使回用浊度基本恒定,有效降低回用反冲洗废水对制水的冲击,提高了制水过程的稳定性。
图[57]表[12]参[80]