隨著現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展,人類(lèi)生活各個(gè)領(lǐng)域都受到了或多或少的沖擊和改變。而水作為人類(lèi)生活所需的重要物質(zhì)之一,水廠的水處理工藝也成為了自動(dòng)化技術(shù)得到很好應(yīng)用的場(chǎng)景。然而對(duì)凈水廠的主要工藝投礬凈化和消毒的藥劑投加實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,一直是行業(yè)內(nèi)的難題。目前,全國(guó)大多數(shù)水廠的藥劑仍然依靠的是人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行投加,很難做到根據(jù)水質(zhì)變化進(jìn)行藥劑的合理投加。而且這種投加方式由于缺少必要的監(jiān)測(cè)措施,使得凈水廠的大型生產(chǎn)事故概率發(fā)生,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)可能還會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。因此投加藥劑實(shí)現(xiàn)智能化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。本篇論文以珠海西區(qū)的水廠作為對(duì)象,重點(diǎn)研究了加藥控制系統(tǒng)。由于加藥過(guò)程具有影響因子多、非線(xiàn)性對(duì)應(yīng)關(guān)系、時(shí)滯長(zhǎng)、精確數(shù)學(xué)模型難以建立等特點(diǎn),常常會(huì)造成凈化不徹底或者投藥過(guò)量等問(wèn)題,系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對(duì)投加量進(jìn)行控制,使水質(zhì)符合生產(chǎn)要求。本文介紹了水處理過(guò)程中的工藝流程和基本原理,在此前提下,分析得出水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要目標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)要求并進(jìn)一步分析,設(shè)計(jì)基于ControlLogix的水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由PLC控制器和現(xiàn)場(chǎng)若干個(gè)工業(yè)儀表構(gòu)成,通過(guò)Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。其中硬件部... 

【文章來(lái)源】：江漢大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

主要工藝流程圖

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第9頁(yè)程。取水泵房也可以被稱(chēng)為一級(jí)泵房，是自來(lái)水廠獲取水資源的步驟，也可以算作水處理的第一步。取水泵房一般根據(jù)源水水質(zhì)的情況來(lái)選擇是否設(shè)置粗過(guò)濾環(huán)節(jié)，如果是設(shè)置在水質(zhì)較好的地區(qū)，水中漂浮物不會(huì)對(duì)離心泵產(chǎn)生影響就可以直接輸送至后面的環(huán)節(jié)，后續(xù)的凈水過(guò)程主要由凈水工藝和消毒工藝進(jìn)行完成。2.1.2凈水在源水運(yùn)送至凈水工藝的管道中會(huì)自動(dòng)添加聚合氯化鋁（PAC）溶液，利用水流在管道中的高速流動(dòng)可以方便水和PAC溶液的混合。投加了PAC溶液的水會(huì)經(jīng)過(guò)反應(yīng)池，沉淀池和濾池：（1）反應(yīng)池本次采用的反應(yīng)池是穿孔旋流反應(yīng)池。它的作用原理是當(dāng)水流經(jīng)池壁上的孔洞時(shí)會(huì)獲得不同的流速，讓反應(yīng)池內(nèi)的水產(chǎn)生旋流。一般情況下穿孔旋流反應(yīng)室的旋流室不少于六個(gè)，旋流室與旋流室之間的池壁上留有孔洞，當(dāng)水流進(jìn)入反應(yīng)池后會(huì)通過(guò)池壁上的孔洞流入另一間旋流室而形成旋流。越靠前的孔洞尺寸會(huì)越小，這是因?yàn)樵叫〉目锥纯梢赃_(dá)到越大的流速，之后將會(huì)隨著孔棟尺寸的增大而使流速不斷減小，這樣的設(shè)計(jì)是為了促進(jìn)絮凝的過(guò)程并最終達(dá)到較好的絮凝效果。其原理如圖2-2：圖2-2穿孔旋流反應(yīng)池原理圖本系統(tǒng)中在進(jìn)水的第一格還設(shè)置了一個(gè)濾網(wǎng)，水流通過(guò)濾網(wǎng)不僅可以將其中

江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第13頁(yè)第3章水廠投礬自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)加藥控制是凈水環(huán)節(jié)中最為重要的一環(huán)，投加絮凝劑的劑量多少?zèng)Q定著凈水處理的質(zhì)量：絮凝劑投加不足，就不能充分去除水中的懸浮物質(zhì)、降低水的濁度；絮凝劑投加過(guò)量雖然可以保證水的澄清，但是會(huì)帶來(lái)絮凝劑污染水質(zhì)的問(wèn)題，如鋁離子污染。目前，珠海西區(qū)水廠的加藥環(huán)節(jié)使用的絮凝劑是聚合氯化鋁（PAC）溶液。要想對(duì)加藥操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，脫離現(xiàn)有的人工憑借經(jīng)驗(yàn)法來(lái)投加的情況，就需要對(duì)投礬自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。3.1加藥控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)離不開(kāi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，在投礬工藝中涉及的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要有液位計(jì)、閥門(mén)、計(jì)量泵、流量計(jì)、PH計(jì)等。液位計(jì)是對(duì)礬液儲(chǔ)液罐中的液位進(jìn)行檢測(cè)；閥門(mén)是控制管道中液體通斷的主要執(zhí)行器；計(jì)量泵是進(jìn)行液體投加操作的器件；而流量計(jì)則是對(duì)液體流量進(jìn)行檢測(cè)。圖3-1加藥控制系統(tǒng)流程圖現(xiàn)場(chǎng)儀表將源水的濁度、流量、PH值等影響絮凝效果的物理量采集并發(fā)送給PLC，PLC不僅會(huì)將這些物理量顯示在人機(jī)界面上還會(huì)上傳至上位機(jī)，通過(guò)上位機(jī)算法計(jì)算出對(duì)應(yīng)于目前水質(zhì)的理論投加量下發(fā)給PLC，PLC會(huì)進(jìn)一步將理論投加量轉(zhuǎn)換成計(jì)量泵的頻率和行程，驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵完成投礬操作。為了保證投加量的合理，需要不停地保持對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物理量的采集和發(fā)送，上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]揭秘“無(wú)人值守”水廠 體驗(yàn)中國(guó)建造的環(huán)保智慧[J]. 品萱.  城鄉(xiāng)建設(shè). 2019(13)
[2]自動(dòng)化檢測(cè)儀表在自來(lái)水廠中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J]. 何慶芳.  四川水泥. 2019(05)
[3]水廠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J]. 陳泉.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(04)
[4]水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)[J]. 張婉青.  科技視界. 2015(30)
[5]芻議水廠自動(dòng)化供水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 葉鶴峰.  信息通信. 2015(05)
[6]水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的論述[J]. 岳小翔.  應(yīng)用能源技術(shù). 2014(11)
[7]九江某水廠自動(dòng)化系統(tǒng)改造項(xiàng)目的探究和啟示[J]. 王曉冰.  科技與企業(yè). 2014(17)
[8]次氯酸鈉消毒工藝在水廠中的應(yīng)用[J]. 秦曄.  供水技術(shù). 2014(03)
[9]前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水廠混凝投藥中的應(yīng)用[J]. 胡茗,陳征,曾明如.  南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版). 2010(01)
[10]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混凝沉淀投藥控制[J]. 史步海,朱學(xué)峰.  控制工程. 2009(06)

博士論文
[1]基于專(zhuān)家系統(tǒng)的飛行器評(píng)估系統(tǒng)研究[D]. 陳帥均.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[2]離心泵現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究和工程實(shí)現(xiàn)[D]. 牟介剛.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]北京第九水廠濾池自動(dòng)反沖洗技術(shù)研究[D]. 王桓興.北京工業(yè)大學(xué) 2018
[2]水廠混凝投藥量復(fù)合控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 黃麗娟.中南大學(xué) 2014
[3]水廠自動(dòng)化供水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 皮朗.電子科技大學(xué) 2014
[4]自來(lái)水混凝投藥過(guò)程建模與模糊控制研究[D]. 崔琳琳.昆明理工大學(xué) 2014
[5]城鎮(zhèn)水廠自動(dòng)供水SCADA系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 李海云.太原理工大學(xué) 2010
[6]RS232/485與CAN總線(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張海艷.大連海事大學(xué) 2008
[7]現(xiàn)代自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王鼎順.湖南大學(xué) 2007
[8]基于ControlLogix平臺(tái)的串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 沈逸.上海交通大學(xué) 2007
[9]強(qiáng)化水處理混凝相關(guān)技術(shù)的研究[D]. 陳威.華中科技大學(xué) 2005
[10]基于模糊集的模糊專(zhuān)家系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D]. 田應(yīng)忠.華中科技大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3342470