污水处理中PH预测控制系统的研究

【摘要】：酸碱中和过程通常呈现严重非线性和滞后性，给PH值控制不仅带来极大的不确定性，也浪费大量中和剂，为此PH值被公认为最难的控制变量之一。近年来，人们不断尝试运用新的控制方法解决这一难题，因此对PH值控制问题的研究具有非常重要的理论意义与应用价值。 本文首先介绍了国内外污水处理及其自动控制技术的发展状态，着重介绍了我国污水处理中PH控制自动化水平低和所面临的问题。 其次根据酸性废水处理工艺的要求，提出并实现了一套基于组态王6.5及欧姆龙PLC的高性能酸性废水处理系统的软硬件解决方案。硬件包括上、下位机的硬件设计和电气自控系统的选型及设计，以及配电柜、控制柜的设计及安装。软件包括上、下位机的软件功能介绍及软件编写。 在对PH控制过程进行理论分析的基础上，针对中和反应中PH值具有严重的非线性及滞后性这一难题，本文运用了一种分层优化的非线性系统预测控制，即借用大系统理论中递阶算法求解非线性最优控制的思想，通过递阶算法把非线性优化转化为线性优化与协调两级计算，避免了直接求解非线性优化的困难，减少了其计算量，从而使得预测控制算法能够满足实时控制的要求。另外利用MATLAB的simulink进行仿真，优化参数，提高了控制的稳定性和精度，取得了满意的效果，在利用先进控制算法解决生产实际问题上作了有益的尝试。 废酸水处理控制系统操作简便，并具有高适应性、高可靠性和高稳定性等特点。自投入运行以来，运行状况稳定可靠，提高了PH值的控制精度，确保了废水排放的达标，避免了因操作不当、失控而出现排放超标，从而造成赣江水体污染的情况出现。 本论文主要研究成果是：成功地解决了废酸水处理过程中的关键技术问题，填补了我省轧钢厂酸性废水自动化处理的空白，经济效益显著，其成熟技术和设备运行的可靠性经验，也为其它行业的污水处理提供了成功的经验。 最后，对全文的工作做了总结，分析了存在的问题，并对今后的发展方向进行了展望。 【关键词】：PH值控制 非线性系统 预测控制 污水处理
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 我国的水资源及污水处理状况概述7-8
• 1.2 污水处理中PH控制现状与发展趋势8-10
• 1.3 课题的来源、目的及意义10-11
• 1.4 课题的主要研究内容及方法11-12
• 第二章 污水处理及工艺概述12-17
• 2.1 污水处理的基本概念12-14
• 2.1.1 污水处理的概念和基本方法12
• 2.1.2 基本水质参数12-14
• 2.2 轧钢工艺废水处理研究现状14-15
• 2.3 工艺流程简介15-17
• 第三章 污水处理自控系统设计17-31
• 3.1 控制系统的设计要求17-18
• 3.2 控制系统的硬件设计18-21
• 3.2.1 硬件结构18-19
• 3.2.2 硬件配置19-20
• 3.2.3 电气控制系统设计20-21
• 3.3 控制系统上位机的软件设计21-26
• 3.3.1 软件功能描述21-22
• 3.3.2 软件画面设计及功能介绍22-26
• 3.4 控制系统下位机的软件设计26-31
• 第四章 非线性系统预测控制的分层优化策略31-49
• 4.1 预测控制算法的概述31-37
• 4.1.1 预测控制的产生背景31-32
• 4.1.2 预测控制的基本原理32-33
• 4.1.3 预测控制的发展及其应用33-37
• 4.2 酸碱中和反应中PH值的预测控制37-38
• 4.3 非线性系统的预测控制问题38-39
• 4.4 非线性系统预测控制的分层优化策略39-49
• 4.4.1 分层优化策略的问题描述40-43
• 4.4.2 分层优化策略的原理43-47
• 4.4.3 分层优化算法的实现47-49
• 第五章 分层优化策略用于PH控制系统的仿真研究49-56
• 5.1 对象模型49-50
• 5.2 参数整定50-52
• 5.3 仿真试验52-54
• 5.4 实际运行控制效果54-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62-71

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选购服装看看pH值    通讯员 杨璞 朱群

服装新标实施月余买卖双方鲜知PH值    本报记者 李廷睿　杨红 实习生 廖艳明

权威专家：瓶装水PH值不成问题 可放心饮用    

“蓝翔”牌工装面料甲醛、ph值安全性能获中国人保承保    记者 梁莉萍

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发生泄漏和爆炸可能性较小 不会影响松花江流域PH值    记者 张斯文　桑蕾

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部分服装pH值不合格    记者 刘传江

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pH偏移处理诱导熔球态大豆蛋白的结构变化及功能性质的改善    蒋将

温度/pH双重敏感纳米凝胶的构建、药物偶联与新型血管栓塞材料的研究    熊微

羟丁基壳聚糖的制备及其水凝胶敏感性（温度/pH）与生物相容性研究    李晶晶

基于PH分布和马尔可夫到达过程的装备备件需求与库存模型研究    陈童

新型单克隆抗体荧光探针和pH值荧光探针的合成及免疫荧光组织化学应用    武祥龙

配位聚合物纳米颗粒pH响应性药物释放体系    邢磊

用功能聚合物微球构建pH敏感及pH敏感—时滞双重型结肠定位释药体系的研究    门吉英

Ph染色体阳性急性淋巴细胞白血病行异基因造血干细胞移植的临床分析    杜凯利

海藻酸钠基pH值和温度敏感性水凝胶的制备及其性能研究    高春梅

灌服pH智能化去氨微乳凝胶防治大鼠肝性脑病的实验研究    张春乐

生物相容的pH响应性三嵌段共聚物的合成及应用    张文玲

胃黏膜PH值监测早期判断急性脑出血患者预后的临床研究    张向红

高耐候性钛白粉制备工艺及水悬浮液pH值控制研究    李蓓

婴幼儿体外循环心脏手术术后早期胃粘膜pH值与心功能的关系    张彩云

阿苯达唑pH/磁双重敏感性智能水凝胶给药系统研究    王法琴

pH敏感超支化聚合物及其交联微凝胶的制备和性能研究    刘杰

壳聚糖交联温度和pH双重敏感水凝胶的合成和性质研究    李延顺

两种金属可摘局部义齿支架在不同pH值人工唾液中电化学腐蚀的研究    李伯琦

恒定pH值喷淋系统的研究    闻程