SBR法曝氣工段控制的FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

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

2、能降耗問題,對(duì)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(jì),重點(diǎn)是對(duì)反應(yīng)階段的曝氣量與曝氣時(shí)間的控制:首先,通過對(duì)比分析,在眾多參數(shù)中確定DO的主導(dǎo)地位,采用VHDL/VerilogHDL語(yǔ)言實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣量的控制:根據(jù)對(duì)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(shí)間的參數(shù)。由于以往獲得OUR的儀器或方法存在價(jià)格高、滯后大等不足,本文通過多組對(duì)比試驗(yàn)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(cè)量技術(shù)來(lái)計(jì)算得OUR。并用其作為控制曝氣時(shí)間的參數(shù),克服固定時(shí)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(shí)對(duì)電源轉(zhuǎn)換、配置、UART等外圍電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 整個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn),其仿真結(jié)果表