Управление теплотехническими режимами элетротехнологической водоочистки

Abstract

Проведен критический анализ недостатков существующих систем водоочистки касательно негативного влияния их некачественного функционирования на окружающую природную среду; оценены факторы, негативно влияющие на неэффективность такой работы: возможность действия непредсказуемых и нештатных ситуаций природного и техногенного происхождения; отсутствие полноты технико-экономической информации по конкретным комбинированным процессам водоочистки; многофакторность биофизико-химических характеристик водоочистки; отсутствие или низкая точность и быстродействие средств автоматических измерений качества сточных вод. Рассмотрена схема интеллектуальной системы управления электротехнологической водоочисткой в составе: подсистемы принятия решений, блока обработки информации, блока принятия решений, блока управления, локальной системы управления, локального автоматического управ-ляющего устройства, исполнительных элементов, объекта управления (электротехнологического оборудования). Результатами исследований подтверждена и количественно продемонстрирована сложность взаимосвязей между параметрами и режимами в таких комбинированных системах. Создана робастная система (μ-регулятора) для реализации отдельного контура автоматизации на основе учета влияния температуры обрабатываемого водного раствора; сравнение показало ее более эффективное функционирование (если сравнивать с ПИД-регулятором), что обосновало применение интеллектуальных решений для обеспечения ресурсоэффективных теплотехнических режимов электротехнологической водоочистки.

A critical analysis of disadvantages in existing water treatment systems regarding the negative impact of their poor functioning on the environment is carried out. Factors that negatively affect the inefficiency of such work are evaluated: the possibility of unpredict­able and abnormal situations of natural and man-made origin, lack of comprehensive technical and economic information on specific combined water treatment processes, multifactority of bio-physico-chemical characteristics of water treatment, absence or poor accuracy and speed of automatic wastewater quality measuring instruments. The scheme of an intelligent control system for electrotechnological water treatment is considered as a part of a decision-making subsystem, an information processing unit, a decision-making unit, a control unit, a local control system, a local automatic control device, actuating elements, a control object (electrotechnological equipment). The research results confirm and quantitatively demonstrate the complexity of the relations between parameters and modes in such combined systems. A robust system (μ-controller) is created to implement a separate automation circuit based on the influence of the treated aqueous solution temperature; the comparison shows its more efficient functioning (if compared with the PID-controller), which justifies the use of intelligent solutions to ensure resource-efficient heat engineering modes of electrotechnological water treatment.