旋喷加压溶气气浮净水控制系统设计与研究

【摘要】：《2013-2017年中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》指出,中国13亿人口中,有70%以地下水为饮用水源,但是全国90%的城市地下水已受到污染。而气浮净水技术设备简单、分离速度快,基本没有二次污染,在水处理领域有着相当不错的发展前景。本文充分阐述了气浮净水研究的国内外现状及存在的问题,应用旋喷加压射流溶气技术设计了相应的净水控制系统,包括旋喷泵出口压力控制系统、二次射流进水口压力控制系统以及布气装置进水口压力控制系统等三个小系统。提出了将自换气溶气罐代替传统的稳定罐。运用MATHCAD、FLUENT等软件分析了旋喷泵和高压射流器的性能。对溶气罐、二次射流装置以及布气装置的工作原理进行了分析,根据亨利定律确定了当系统溶气率最高时的控制参数。开发了基于PLC和变频器技术的控制系统。在满足工业施工现场需要并力求最大性价比的前提下完成了对PLC、变频器、压力变送器、调节阀、液位计等的选型;借助SIMATIC指令集,选用语句表(STL)编程语言进行编程,系统控制流程设计、点数分配和模块配置以及模块接线设计;借助力控组态软件完成对控制系统的监测,实现了检测过程自动化,提高了控制精度和工作效率。构建了三个控制系统的数学模型,运用MATLAB中的SIMULINK对控制系统进行仿真,分析了系统开环输出特性,探讨了闭环时比例、积分、微分控制对系统的稳态性能和动态性能的影响,在保证系统稳定性的前提下,选择合适的比例系数、微分和积分时间常数作为系统的PID参数,使系统的快速性和精度达到最优。
【关键词】：气浮净水 旋喷加压 变频调速 PLC SIMULINK
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703