隨著世界人口數量快速增加和工業(yè)化的快速發(fā)展,淡水資源短缺日益嚴重,成為制約社會發(fā)展的一大關鍵因素。為了獲得干凈的淡水資源,全世界將眼光瞄向海洋,發(fā)展海水淡化技術是解決全球水資源短缺的重要途徑,已在全球科技界形成共識。隨著低成本、高脫鹽率膜工業(yè)技術的發(fā)展,以及高效能量回收裝置的進步,膜法反滲透(Seawater Reverse Osmosis,SWRO)海水淡化技術依靠其經濟性和方便性成為最受歡迎和關注的海水淡化技術。采用合適的控制策略是保證SWRO系統可靠性、提高產水品質、降低運行成本的關鍵。在國內反滲透海水淡化系統大多使用傳統控制方法,然而SWRO系統具有耦合、時滯、非線性等特點,采用傳統控制方案,如PID等難以達到理想的控制效果。因此,本文根據反滲透海水淡化的特點,分別提出了 PID控制、解耦控制和模型預測控制(Model Predictive Control,MPC)三種控制策略,通過橫向對比,可以發(fā)現采用先進控制策略可以明顯提高系統的控制效果。為了在實際過程中應用先進控制策略,本文設計了專門的控制軟件,可以同DCS或PLC通過OPC連接。本文主要工作有以下幾點:(1)基于質量方... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

a中空纖維膜組件

．ａ．反滲透膜應用較多的主要有卷式反滲透膜和中空纖維膜兩種。中空纖維膜組件最早是陶氏化學公司研制的，如圖１．２ａ所示，它由數十根乃至成百上千跟中空纖維束構成，端的一側密封，另一端用特殊方式的聚氨酯粘結在一起。在１９６７年，杜邦公司研制出尼龍一６６為膜材料的中空纖維反滲透組件，并把它推廣到了市場［２６１中空纖維膜在反域使用較為廣泛，主要原因是它：由組，一

得到典型工作點附近的線性模型。這些工作將為后續(xù)的控制系統設計打下基礎。??２．１反滲透海水淡化原理??本文研究的反滲透海水淡化結構如圖２．１所示。三個控制指標就是滲透側水的ｐ／／值、滲??透測流量ｔ和滲透測鹽濃度（＾，三個控制量為泵壓強尸ｙ、加酸閥開度Ｇ和濃鹽水側閥門開??度Ｇ，結合ＳＷＲＯ工藝流程與機理對整個反滲透過程進行建模。??４加酸閥魯一??立式管道泵?濃鹽水側閥門??圖２．１?ＳＷＲＯ反滲透過程模型結構??圖２．１中的反滲透膜以高于溶液滲透壓的壓力為推動力，通過反滲透膜將溶液中的其他??物質和水分離開來。這種設備操作簡單，而且能耗低。反滲透工作原理如圖（２．２）所示：在??半滲透膜兩側的水和溶質液面水位一致時，根據溶解擴散原理，右側的水將會向左側移動，??達到平衡時，停止移動，形成滲透壓。在液位較高的一側加壓，當壓力高于反滲透壓時，通??過半滲透膜的作用，將水和溶質分離開來。???Ｉｔ滲?夕卜壓＞????溶質＋水水?八透?滲＿壓???Ｉ?Ｉ?ｊ??＾Ｆ１?Ｉ?：＇－門同??圖２．２反滲透原理示意圖??２．２?ＳＷＲＯ?建模??在中空纖維的建模方面

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于OPC通信技術實現以C#編寫客戶端與S7-1200PLC通訊[J]. 萬丹,楊國興.  信息記錄材料. 2018(06)
[2]基于OPC技術的PLC和MATLAB的水箱液位控制系統[J]. 王美剛.  儀器儀表用戶. 2017(12)
[3]上位機軟件與S7-1200 PLC的OPC通信研究[J]. 段潤群,謝云山.  自動化與儀器儀表. 2014(05)
[4]全流程卷式反滲透海水淡化系統操作優(yōu)化[J]. 江愛朋,程文,王劍,邢長新,丁強,姜周曙.  化工學報. 2014(04)
[5]模型預測控制——現狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝.  自動化學報. 2013(03)
[6]熱膜耦合海水淡化系統的優(yōu)化設計[J]. 伍聯營,肖勝楠,胡仰棟,高從堦.  化工學報. 2012(11)
[7]PID控制算法在反滲透水處理系統中的應用[J]. 紀斌義,劉青峰,周江濤.  機電產品開發(fā)與創(chuàng)新. 2011(05)
[8]海水淡化過程優(yōu)化設計的研究進展[J]. 夏艷,伍聯營,盧彥越,胡仰棟,高從堦.  水處理技術. 2007(11)
[9]減搖鰭電液負載仿真臺前饋補償解耦控制研究[J]. 梁利華,劉強,趙琳琳.  中國機械工程. 2007(04)
[10]海水淡化與反滲透技術的發(fā)展形勢[J]. 王世昌,周清,王志.  膜科學與技術. 2003(04)
[1]先進控制與優(yōu)化軟件的設計及在電站鍋爐汽溫預測控制中的應用[D]. 弓岱偉.中國科學技術大學 2008
[2]反滲透膜法海水淡化過程最優(yōu)化設計的研究[D]. 盧彥越.中國海洋大學 2007

博士論文
[1]基于OPC通信技術實現以C#編寫客戶端與S7-1200PLC通訊[J]. 萬丹,楊國興.  信息記錄材料. 2018(06)
[2]基于OPC技術的PLC和MATLAB的水箱液位控制系統[J]. 王美剛.  儀器儀表用戶. 2017(12)
[3]上位機軟件與S7-1200 PLC的OPC通信研究[J]. 段潤群,謝云山.  自動化與儀器儀表. 2014(05)
[4]全流程卷式反滲透海水淡化系統操作優(yōu)化[J]. 江愛朋,程文,王劍,邢長新,丁強,姜周曙.  化工學報. 2014(04)
[5]模型預測控制——現狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝.  自動化學報. 2013(03)
[6]熱膜耦合海水淡化系統的優(yōu)化設計[J]. 伍聯營,肖勝楠,胡仰棟,高從堦.  化工學報. 2012(11)
[7]PID控制算法在反滲透水處理系統中的應用[J]. 紀斌義,劉青峰,周江濤.  機電產品開發(fā)與創(chuàng)新. 2011(05)
[8]海水淡化過程優(yōu)化設計的研究進展[J]. 夏艷,伍聯營,盧彥越,胡仰棟,高從堦.  水處理技術. 2007(11)
[9]減搖鰭電液負載仿真臺前饋補償解耦控制研究[J]. 梁利華,劉強,趙琳琳.  中國機械工程. 2007(04)
[10]海水淡化與反滲透技術的發(fā)展形勢[J]. 王世昌,周清,王志.  膜科學與技術. 2003(04)
[1]先進控制與優(yōu)化軟件的設計及在電站鍋爐汽溫預測控制中的應用[D]. 弓岱偉.中國科學技術大學 2008
[2]反滲透膜法海水淡化過程最優(yōu)化設計的研究[D]. 盧彥越.中國海洋大學 2007

碩士論文
[1]反滲透海水淡化系統能量分析及優(yōu)化[D]. 王崇武.天津大學 2008
[2]基于卡爾曼濾波的電力系統動態(tài)狀態(tài)估計算法研究[D]. 賀覓知.西南交通大學 2006



本文編號：2894934