氣浮凈水旋噴加壓最佳氣量控制系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，水污染問題日趨嚴(yán)重，研制高效節(jié)能的廢水處理工藝是解決水污染問題的措施之一。本論文在國內(nèi)外廢水處理技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出了基于高壓旋噴泵的射流溶氣工藝的氣浮凈水方案。該氣浮凈水方案可精確地控制氣體的流量使其達(dá)到最佳，在提高單位體積溶氣水進(jìn)而提高系統(tǒng)溶氣效率的同時(shí)，還要保證整個(gè)溶氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，研究開發(fā)可實(shí)現(xiàn)氣體流量實(shí)時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)對保證高壓旋噴射流凈水系統(tǒng)高效運(yùn)行起著重要的作用。

2、　　 本論文首先從溶氣效率、經(jīng)濟(jì)成本等方面對幾種典型的加壓氣浮凈水工藝進(jìn)行了比較，在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)做出改進(jìn)，提出了高壓旋噴射流溶氣工藝。然后，從本工藝過程研制的實(shí)際需要出發(fā)，提出了以單片機(jī)為核心的根據(jù)旋噴加壓系統(tǒng)輸出壓力進(jìn)行氣體流量測量控制技術(shù)方案，開發(fā)了控制系統(tǒng)的軟硬件。
　　 硬件設(shè)計(jì)選用高性能的AT89S51單片機(jī)為核心處理器，渦街流量計(jì)和光電轉(zhuǎn)速計(jì)分別用于氣體的體積流量和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。為使得流量計(jì)和轉(zhuǎn)速計(jì)測量的輸出

3、信號(hào)與單片機(jī)的輸入信號(hào)相匹配，在輸入通道中設(shè)計(jì)了I/V轉(zhuǎn)換和ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；為使單片機(jī)輸出信號(hào)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的信號(hào)相匹配，在輸出通道中，設(shè)計(jì)了V/I轉(zhuǎn)換電路和DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。在人機(jī)交流中，為了便于觀察，采用8279連接鍵盤數(shù)碼管顯示接口，用于顯示流量值。
　　 在控制算法方面，根據(jù)控制對象的特點(diǎn)，將模糊算法和PID算法相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一個(gè)“雙輸入三輸出”的二維模糊自適應(yīng)控制器，用于控制調(diào)節(jié)閥的開度達(dá)到

4、調(diào)節(jié)流量的目的。
　　 設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、流量控制、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)顯示等模塊程序化設(shè)計(jì)，并采用C語言、匯編語言對部分程序做了編程。
　　 在MATLAB環(huán)境下，應(yīng)用Fuzzy工具箱和Simulink工具箱對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過對旋噴加壓射流溶氣工藝及其控制系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)，分析可以看出，模糊自適應(yīng)PID控制比傳統(tǒng)PID控制的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。
　　 本論文開發(fā)的旋噴加壓溶氣氣體流量控制系