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《化工廠除鹽水控制系統(tǒng)設計-副本-副本.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、化工廠除鹽水控制系統(tǒng)設計1.緒論1.1研究背景化工行業(yè)是國家的基礎工業(yè)，也是高用水行業(yè)。近十幾年，在世界化工行業(yè)技術和裝備水平不斷提高的基礎上，我國化工企業(yè)也朝著工藝裝備先進、裝備規(guī)模擴大的方向迅速發(fā)展，更加突出了對水質(zhì)及供水系統(tǒng)穩(wěn)定對化工企業(yè)生產(chǎn)的重要性。有關資料顯示我國化工企業(yè)用水量達到每年120億立方米，由此可見，水處理生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的應用將具有很大的發(fā)展前景。除鹽水作為一種重要的生產(chǎn)介質(zhì)，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中。除鹽水生產(chǎn)過程中有機械過濾器、鈉離子過濾器、鹽過濾器以及反滲透裝置等高新技術生產(chǎn)設備，通過傳統(tǒng)的控制方法已經(jīng)遠遠不能滿足生產(chǎn)需求，所以對于整個除鹽
2、水生產(chǎn)過程進行自動化監(jiān)控，可以很好的起到節(jié)能環(huán)保，提高生產(chǎn)效率的作用。除鹽水生產(chǎn)過程中，最重要的應用就是反滲透技術。雖然經(jīng)過十幾年的發(fā)展，但先進的控制技術仍然沒有得到完全的發(fā)揮，這正給了此行業(yè)控制技術發(fā)揮的巨大空間。本文以某化工廠除鹽水系統(tǒng)為背景，采用超濾和反滲透相結合的工藝來進行處理。生水經(jīng)過初級過濾后，進入超濾系統(tǒng)，將水中的細菌、鐵銹、膠體、懸浮物、大分子有機物等先期除去，再進入到反滲透系統(tǒng)，進一步除去水中的溶解鹽、膠體、細菌、病毒和大部分有機物等雜質(zhì)，以達到為生產(chǎn)設備提供優(yōu)質(zhì)除鹽水。1.2國內(nèi)外除鹽水技術研究現(xiàn)狀當前我國關于除鹽水生產(chǎn)過程的控制主要有三種方式
3、:1)手動操作方式:由操作人員利用儀表采集水處理過程中的流量、水位、溫度、濁度、pH值等數(shù)據(jù)，同時操作現(xiàn)場設備的過程被稱為手動操作除鹽水處理。由于這個過程中，數(shù)據(jù)采集是由操作人員完成，在參數(shù)上就會存在較大的誤差，因此除鹽水的水質(zhì)就無法得到保證。(2)半自動控制方式:在半自動控制方式下，除鹽水生產(chǎn)過程中部分的數(shù)據(jù)采集是通過傳感器，變送器的方式采集，并在控制室內(nèi)設有用來顯示流量、液位、溫度、壓力、濁度、pH值等數(shù)據(jù)的顯示屏，同時顯示屏還可以顯示電機、閥門等的運行狀態(tài)，由操作員通過顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)及設備狀態(tài)，對水處理控制過程進行監(jiān)控。但控制室內(nèi)操作員只能遠程控制部分設
4、備的運行，其它設備的控制仍需要由現(xiàn)場的操作人員完成，現(xiàn)場數(shù)據(jù)也通過人工采集。(3)全自動控制方式:整個除鹽水生產(chǎn)過程控制不設置具體人員進行現(xiàn)場設備操作及數(shù)據(jù)采集，而是通過計算機編程和現(xiàn)場總線技術對整個生產(chǎn)過程進行控制。在除鹽水生產(chǎn)過程中，通過計算機網(wǎng)絡將所有的數(shù)據(jù)采集入下位機，并以PLC為控制單元，將現(xiàn)場所有設備按照控制算法程序運行，并在控制室實時監(jiān)控。所有數(shù)據(jù)參數(shù)的采集和遠程控制參數(shù)也都是通過現(xiàn)場總線進行。這種全自動控制方式是目前除鹽水生產(chǎn)控制的主要方向現(xiàn)代化的除鹽水生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)在歐美發(fā)達國家的一些水處理廠中使用日益廣泛，甚至達到全自動化無人值守的程度，如美
5、國Iowa水廠在七十年代初就已經(jīng)實現(xiàn)計算機自動控制除鹽水pH值，此外蘇聯(lián)Moscow水廠，日本東京Sunglow水廠等也先后采用計算機自動控制，除鹽水的水質(zhì)控制取得相當理想的效果?，F(xiàn)在，美國的大中型水廠全部采用集散型的自動控制系統(tǒng)，在廠區(qū)范圍內(nèi)的不同工藝段，設有若干臺現(xiàn)場計算機對整個除鹽水生產(chǎn)過程實行多環(huán)路控制，過濾生產(chǎn)車間，超濾反滲透生產(chǎn)車間等現(xiàn)場計算機與設在中心控制室內(nèi)的計算機主機，通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺厥矣嬎銠C，并在主控室計算機上顯示圖表、曲線以及設備動作記錄、故障報警等信息，并在自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以由操作人員隨時將自動控制式過程切
6、換至手動控制方式。就當前除鹽水生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)而言，主要是根據(jù)應用場合的要求，選定水質(zhì)參數(shù)，采用一定的控制算法，設計自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對水質(zhì)參數(shù)的有效控制，使出水的電導率和pH值達到指標要求。目前，針對除鹽水反滲透控制系統(tǒng)，很多控制算法被研究和應用。(1)常規(guī)PID控制常規(guī)PID控制可以不用導出被控對象精確的數(shù)學模型，而從經(jīng)驗和實際調(diào)試中大致確定控制的參數(shù)，故此在設計數(shù)字控制器時能夠利用常規(guī)的模擬調(diào)節(jié)規(guī)律，離散化簡化數(shù)字控制器設計。常規(guī)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制過程是:具有參數(shù)可調(diào)的PID算法根據(jù)設定值和過程反饋變量輸入之間的誤差，經(jīng)運算后把輸出信號傳送給輸出附加程
7、序，再輸出給控制機構。在連續(xù)自動控制系統(tǒng)中，不論是閉環(huán)控制還是其它類型的復雜控制，最為常用的控制方法仍然采用常規(guī)PID控制方法，或者是以常規(guī)PID控制方法為基礎，再加上其它的復雜的，特殊的控制方法。(2)模糊自適應控制在除鹽水生產(chǎn)過程中，控制目標是使除鹽水的電導率和pH值控制在一定范圍。這是非常典型的大延遲、非線性時變、多目標系統(tǒng)，反應復雜，難以建立模型。對它的控制，一直是國內(nèi)外除鹽水生產(chǎn)行業(yè)的難點。針對以上特點，有科研人員提出了以分階、預測、自校正為研究基礎的模糊控制方案。具體方法為:離線建立模糊控制規(guī)則，根據(jù)經(jīng)驗，歷史和實時數(shù)據(jù)庫，自學習校正控制規(guī)則。(3)F
8、uzzy-
