生活水站净化控制系统分析

张传伟

【摘要】生活用水的质量牵系着城市中每一个人的心，发达的净水产业是城镇居民赖以生存的基本保障，合理进行水资源的开发利用至关重要。生活水站净化系统每一个城市的水厂里生产应用的一个大型生产设备，由于系统设备的规模较大，因此设备系统的稳定性较差故障较多调节控制容易出现滞后、参数调试要符合季节规律。本文结合水净化系统的生产工作的具体过程分析，对相关问题进行了细致分析，并提出了相应的控制策略。

【关键词】生活水站；净化系统；控制策略

一、前言

各国、各地区因为争夺水资源引起的纷争不断，与可用水量大大减少有密切关系的水污染和水质恶化日趋严重，我国北方常传来缺水危机的噩耗。工业生产造成的水污染，加上自然环境恶化使得本就极其有限的水资源的价值渐失。多地的水质监测部门发现到水源中尽是工业排放的汞、镉、铅、六价硌等毒性重金属或其他化学物质对居民的健康造成严重威胁，因此作为城市基础建设的生活水站的水处理系统运行效率，必须要得到好的保障。本文结合现代科技和工程技术角对生活水净化系统的运行中的问题和控制策略进行了分析，并进行了探讨。

二、自动控制技术在实际应用中存在的问题

供水和排水管通过传感器传回的数据，监测系统终端利用这些数据进行水处理净化操作。水系统大多更新成本较大，以此系统出现落后，加上工作运行使得磨损，常常出现滞后、大惯性等等特点。另外检测仪表的精确性大大降低和运行常常不稳定，很多仪表能以持续地用于测量，控制系统的效率大大降低。生活净化水站的一个重要的部分，混凝投药系统常常因为系统惯性、延时和不确定性等故障，加上企业的员工对净化过程的机理缺乏专业的知识，难以使用专业的系统运行模型确定出混凝剂的投量，一般的单纯依赖系统的控制方式的控制效果很差。上世纪80年代相关领域的专家了提出一种十分有效的专业的净水场药剂投量的模糊控制法，该控制系统的结构设计如下图。

从统计模型的计量数据来确定投量的基础，再由模糊规则确定建立在基准值上的校正数据。该控制器在实际工作中确实存在一些缺点：模型是建立在经验的基础上与生产实际的对接上存在差异，人工的现场监测调试和控制是不可避免的；水温、水质、混凝、澄清、沉淀这些数据变化，模糊规则难以适应，控制效果不精确，单纯模糊控制方法当前并不具备多少可行性。

三、当前采取的水净化系统控制策略的分析

1、净化系统选取有效控制策略的难度

净化系统中的控制技术相当复杂，从水净化系统中影响混凝的因素進行分析，鉴于这个系统的不确定性和复杂性，传统的基于数学模型的控制论适用性不强，不管是经典（PID）控制，还是近代发展的最优控制此类的理论局限性都很大，因此一般不认为是好的控制策略。水站应用的净化水系统具有高非线性，以及系统发生延时的未知性，系统参数的设置变量之间的联系，外界的干扰性，这些多变量的因素对于传统控制理论长于定量控制的特点而言，难以处理此类的半结构化与非结构化控制问题，在控制策略的选择上要注重创新性和实用性。

2、专家控制系统简析

专家控制系统是以输入的知识经验为基础，拟人工智能化进行计算机程序控制，处理定性、定量、模糊类的信息，输入的经验和知识反映的越具体，控制策略和控制模态执行的效果越好。推理机构进行特征信息和知识库的数据进行判断、推理处理后，将控制结果传输到控制机构。特征信息数据量达到一定级别时采集、表达及建立数据库的难度就会很大，专家系统实现的效果受此影响会效率大大降低。实际生产中需要经验丰富的操作人员，借助自己的经验，进行辅助的判断从而弥补专家系统的不足。

3、人工经验转化为设备程序的难度

借助人工经验实现控制规则程序的复杂性和难度，研制一个控制器或者进行一个完备的编程来把规则应用到设备的智能运作当中，提高对复杂工业过程的控制效率。将专业工人的控制经验转化为以模糊控制理论为基础的模糊控制，语言是思维的表达，程序语言也是思维的表达，通常应用模糊数学中的模糊集合来实现模糊语言的表达，比如应用ifconditionthenactionc此类语言。水净化系统程序语言建立语言分析的数学模式，最终成为计算机所能接受的算法语言。自动控制技术在水系统应用中存在的问题，主要出现在单纯模糊控制方法上。

四、结束语

常言道，水是人类生命之源，是人类生存和发展重要的基石。随着经济发展，水资源耗用量大以及水污染造成的危机让人类提心吊胆。生活水净化系统规模庞大，工序较多，决定了控制过程的复杂性，在很多的环节的控制难题依然需要思考和改进，但本文提出的一些控制策略，对没复杂要求的水净化系统是适用的，在复杂的环境和高复杂性的工艺要求下，还需要专业人员进行灵活地改进并选择合适的控制策略。

参考文献

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