SBR法曝氣工段控制的FPGA實現(xiàn).pdf

1、水資源是關(guān)乎國計民生的重要基礎(chǔ),但隨著工業(yè)的發(fā)展、人口的增長,污水問題目益嚴(yán)重,為此國家高度重視污水處理項目。SBR污水處理工藝,結(jié)合先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)就可以發(fā)揮其優(yōu)勢,取得令人滿意的處理效果。而在整個SBR處理過程中,曝氣工序是重點。曝氣系統(tǒng)的能耗大,可占到全廠總電耗40％～50%,是耗電重點,因此也成為節(jié)能重點。曝氣量的多少及曝氣時間的長短不僅關(guān)系到節(jié)能效果而且對出水水質(zhì)具有重要影響。
　　 本文針對當(dāng)前對污水處理過程中的節(jié)

2、能降耗問題,對SBR污水處理工藝中的曝氣工段的監(jiān)控進(jìn)行了深入分析和設(shè)計,重點是對反應(yīng)階段的曝氣量與曝氣時間的控制:首先,通過對比分析,在眾多參數(shù)中確定DO的主導(dǎo)地位,采用VHDL/VerilogHDL語言實現(xiàn)模糊PID控制算法,使得DO溶解氧濃度保持在給定值水平,實現(xiàn)對曝氣量的控制:根據(jù)對耗氧速率在反應(yīng)期所表現(xiàn)出的特征,以其作為控制曝氣時間的參數(shù)。由于以往獲得OUR的儀器或方法存在價格高、滯后大等不足,本文通過多組對比試驗數(shù)據(jù),選取DO

3、、曝氣流量、溫度等主要因素,建立起數(shù)學(xué)模型,以軟測量技術(shù)來計算得OUR。并用其作為控制曝氣時間的參數(shù),克服固定時間控制方式的不足,效果良好;結(jié)合SOPC技術(shù)和嵌入式軟核處理器NiosⅡ,利用基于Avalon總線的外設(shè)完成了UART串口通信、LED數(shù)碼顯示等輔助功能。同時對電源轉(zhuǎn)換、配置、UART等外圍電路進(jìn)行了設(shè)計。
　　 整個控制系統(tǒng)的核心是在一片CycloneⅡ系列的FPGA芯片上,再結(jié)合其它外圍輔助芯片來實現(xiàn),其仿真結(jié)果表