羅茨風(fēng)機(jī)pid控制流程：PID控制算法(PID控制原理與程序流程)

　　過程控制――對生產(chǎn)過程的某一或某些物理參數(shù)進(jìn)行的自動控制。

　　圖5-1-1 基本模擬反饋控制回路

　　被控量的值由傳感器或變送器來檢測，這個值與給定值進(jìn)行比較，得到偏差，模擬調(diào)節(jié)器依一定控制規(guī)律使操作變量變化，以使偏差趨近于零，其輸出通過執(zhí)行器作用于過程。控制規(guī)律用對應(yīng)的模擬硬件來實(shí)現(xiàn)，控制規(guī)律的修改需要更換模擬硬件。

　　圖5-1-2 微機(jī)過程控制系統(tǒng)基本框圖

　　以微型計(jì)算機(jī)作為控制器。控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)，是通過軟件來完成的。改變控制規(guī)律，只要改變相應(yīng)的程序即可。

　　圖5-1-3 DDC系統(tǒng)構(gòu)成框圖

　　DDC(Direct Digital Congtrol)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)用于過程控制的最典型的一種系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)通過過程輸入通道對一個或多個物理量進(jìn)行檢測，并根據(jù)確定的控制規(guī)律(算法)進(jìn)行計(jì)算，通過輸出通道直接去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使各被控量達(dá)到預(yù)定的要求。由于計(jì)算機(jī)的決策直接作用于過程，故稱為直接數(shù)字控制。

　　DDC系統(tǒng)也是計(jì)算機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中最普遍的一種形式。

　　圖5－1－4 模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖

　　PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，它將給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)的偏差的比例(P)、積分(I)、微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對控制對象進(jìn)行控制。

　　a、PID調(diào)節(jié)器的微分方程

　　式中

　　b、PID調(diào)節(jié)器的傳輸函數(shù)

　　a、比例環(huán)節(jié)：即時成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用以減小偏差。

　　b、積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時間常數(shù)TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。

　　c、微分環(huán)節(jié)：能反應(yīng)偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號的值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間。

　　模擬形式

　　離散化形式

　　式中 稱為比例項(xiàng)

　　稱為積分項(xiàng)

　　稱為微分項(xiàng)

　　a、P控制

　　b、PI控制

　　c、PD控制

　　d、PID控制

　　a、位置型控制――例如圖5－1－5調(diào)節(jié)閥控制

　　b、增量型控制――例如圖5－1－6步進(jìn)電機(jī)控制

　　【1】設(shè)有一溫度控制系統(tǒng)，溫度測量范圍是0～600℃，溫度采用PID控制，控制指標(biāo)為450±2℃。已知比例系數(shù),積分時間，微分時間，采樣周期。當(dāng)測量值，，時，計(jì)算增量輸出。若，計(jì)算第n次閥位輸出。

　　解：將題中給出的參數(shù)代入有關(guān)公式計(jì)算得

　　，，

　　由題知，給定值，將題中給出的測量值代入公式（5－1－4）計(jì)算得

　　代入公式（5－1－16）計(jì)算得

　　代入公式（5－1－19）計(jì)算得

　　a、 增量型PID算法的算式

　　式中，，

　　b、增量型PID算法的程序流程――圖5－1－7（程序清單見教材）

　　a、位置型的遞推形式

　　b、位置型PID算法的程序流程――圖5－1－9

　　只需在增量型PID算法的程序流程基礎(chǔ)上增加一次加運(yùn)算Δu(n)+u(n-1)=u(n)和更新u(n-1)即可。

　　a、控制算法總是受到一定運(yùn)算字長的限制

　　b、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置不允許超過上(或下)極限

　　a、不完全微分型PID算法傳遞函數(shù)

　　圖5－2－1 不完全微分型PID算法傳遞函數(shù)框圖

　　b、完全微分和不完全微分作用的區(qū)別

　　圖5-2-2 完全微分和不完全微分作用的區(qū)別

　　c、不完全微分型PID算法的差分方程

　　d、不完全微分型PID算法的程序流程――圖5－2－3

　　a、 微分先行

　　微分先行是把對偏差的微分改為對被控量的微分，這樣，在給定值變化時，不會

　　產(chǎn)生輸出的大幅度變化。而且由于被控量一般不會突變，即使給定值已發(fā)生改變，

　　被控量也是緩慢變化的，從而不致引起微分項(xiàng)的突變。微分項(xiàng)的輸出增量為

　　b、 輸入濾波

　　輸入濾波就是在計(jì)算微分項(xiàng)時，不是直接應(yīng)用當(dāng)前時刻的誤差e(n)，而是采用濾

　　波值e(n)，即用過去和當(dāng)前四個采樣時刻的誤差的平均值，再通過加權(quán)求和形式

　　近似構(gòu)成微分項(xiàng)

　　積分作用雖能消除控制系統(tǒng)的靜差，但它也有一個副作用，即會引起積分飽和。在偏差始終存在的情況下，造成積分過量。當(dāng)偏差方向改變后，需經(jīng)過一段時間后，輸出u(n)才脫離飽和區(qū)。這樣就造成調(diào)節(jié)滯后，使系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的超調(diào)，惡化調(diào)節(jié)品質(zhì)。這種由積分項(xiàng)引起的過積分作用稱為積分飽和現(xiàn)象。

　　克服積分飽和的方法：

　　a、積分限幅法

　　積分限幅法的基本思想是當(dāng)積分項(xiàng)輸出達(dá)到輸出限幅值時，即停止積分項(xiàng)的計(jì)算，這時積分項(xiàng)的輸出取上一時刻的積分值。其算法流程如圖5-2-4所示。

　　b、積分分離法

　　積分分離法的基本思想是在偏差大時不進(jìn)行積分，僅當(dāng)偏差的絕對值小于一預(yù)定的門限值ε時才進(jìn)行積分累積。這樣既防止了偏差大時有過大的控制量，也避免了過積分現(xiàn)象。其算法流程如圖5-2-5。

　　圖5-2-4積分限幅法程序流程 5-2-5積分分離法程序流程

　　c、變速積分法

　　變速積分法的基本思想是在偏差較大時積分慢一些，而在偏差較小時積分快一些，以盡快消除靜差。即用代替積分項(xiàng)中的

　　式中 為一預(yù)定的偏差限。

　　a、積分不靈敏區(qū)產(chǎn)生的原因

　　當(dāng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行字長較短，采樣周期T也短，而積分時間TI又較長時，)容易出現(xiàn)小于字長的精度而丟數(shù)，此積分作用消失，這就稱為積分不靈敏區(qū)。

　　【例5—2】某溫度控制系統(tǒng)的溫度量程為0至1275℃，A/D轉(zhuǎn)換為8位，并采用8位字長定點(diǎn)運(yùn)算。已知，，，試計(jì)算，當(dāng)溫差達(dá)到多少℃時，才會有積分作用？

　　解：因?yàn)楫?dāng)時計(jì)算機(jī)就作為“零”將此數(shù)丟掉，控制器就沒有積分作用。將，，代入公式計(jì)算得

　　而0至1275℃對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)為0～255，溫差對應(yīng)的偏差數(shù)字為

　　令上式大于1，解得。可見，只有當(dāng)溫差大于50℃時，才會有，控制器才有積分作用。

　　b、消除積分不靈敏區(qū)的措施：

　　1）增加A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)，加長運(yùn)算字長，這樣可以提高運(yùn)算精度。

　　2）當(dāng)積分項(xiàng)小于輸出精度ε的情況時，把它們 一次次累加起來，即

　　其程序流程如圖5-2-6所示。

　　采樣周期越小，數(shù)字模擬越精確，控制效果越接近連續(xù)控制。對大多數(shù)算法，縮短采樣周期可使控制回路性能改善，但采樣周期縮短時，頻繁的采樣必然會占用較多的計(jì)算工作時間，同時也會增加計(jì)算機(jī)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，而對有些變化緩慢的受控對象無需很高的采樣頻率即可滿意地進(jìn)行跟蹤，過多的采樣反而沒有多少實(shí)際意義。

　　最大采樣周期

　　式中為信號頻率組分中最高頻率分量。

　　a、給定值的變化頻率

　　加到被控對象上的給定值變化頻率越高，采樣頻率應(yīng)越高，以使給定值的改變通過采樣迅速得到反映，而不致在隨動控制中產(chǎn)生大的時延。

　　b、被控對象的特性

　　1） 考慮對象變化的緩急，若對象是慢速的熱工或化工對象時，T一般取得較大。在對象變化較快的場合，T應(yīng)取得較小。

　　2） 考慮干擾的情況，從系統(tǒng)抗干擾的性能要求來看，要求采樣周期短，使擾動能迅速得到校正。

　　c、使用的算式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型

　　1） 采樣周期太小，會使積分作用、微分作用不明顯。同時，因受微機(jī)計(jì)算精度的影響，當(dāng)采樣周期小到一定程度時，前后兩次采樣的差別反映不出來，使調(diào)節(jié)作用因此而減弱。

　　2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作慣性大，采樣周期的選擇要與之適應(yīng)，否則執(zhí)行機(jī)構(gòu)來不及反應(yīng)數(shù)字控制器輸出值的變化。

　　d、控制的回路數(shù)

　　要求控制的回路較多時，相應(yīng)的采樣周期越長，以使每個回路的調(diào)節(jié)算法都有足夠的時間來完成。控制的回路數(shù)n與采樣周期T有如下關(guān)系：

　　式中，Tj是第j個回路控制程序的執(zhí)行時間。

　　表5-3-1是常用被控量的經(jīng)驗(yàn)采樣周期。實(shí)踐中，可按表中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過試驗(yàn)最后確定最合適的采樣周期。

　　a、原則要求：

　　被控過程是穩(wěn)定的，能迅速和準(zhǔn)確地跟蹤給定值的變化，超調(diào)量小，在不同干擾下

　　系統(tǒng)輸出應(yīng)能保持在給定值，操作變量不宜過大，在系統(tǒng)與環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時控

　　制應(yīng)保持穩(wěn)定。顯然，要同時滿足上述各項(xiàng)要求是困難的，必須根據(jù)具體過程的要

　　求，滿足主要方面，并兼顧其它方面。

　　b、PID參數(shù)整定方法：

　　理論計(jì)算法――依賴被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型（一般較難做到）

　　工程整定法――不依賴被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，直接在控制系統(tǒng)中進(jìn)行現(xiàn)場整定（簡單易行）

　　a、擴(kuò)充臨界比例度法――適用于有自平衡特性的被控對象

　　整定數(shù)字調(diào)節(jié)器參數(shù)的步驟是：

　　1)選擇采樣周期為被控對象純滯后時間的十分之一以下。

　　2)去掉積分作用和微分作用，逐漸增大比例度系數(shù)直至系統(tǒng)對階躍輸入的響

　　應(yīng)達(dá)到臨界振蕩狀態(tài)(穩(wěn)定邊緣)，記下此時的臨界比例系數(shù)及系統(tǒng)的臨界振蕩

　　周期。

　　3)選擇控制度。

　　通常，當(dāng)控制度為1.05時。就可以認(rèn)為DDC與模擬控制效果相當(dāng)。

　　4)根據(jù)選定的控制度，查表5-3-2求得T、KP、TI、TD的值。

　　b、擴(kuò)充響應(yīng)曲線法――適用于多容量自平衡系統(tǒng)

　　參數(shù)整定步驟如下：

　　1)讓系統(tǒng)處于手動操作狀態(tài)，將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來，然后突然改變給定值，給對象一個階躍輸入信號。

　　2)用記錄儀表記錄被調(diào)量在階躍輸入下的整個變化過程曲線，如圖5-3-1所示。

　　3)在曲線最大斜率處作切線，求得滯后時間τ，被控對象時間常數(shù)Tτ以及它們的比值Tτ/τ。

　　4)由求得的τ、Tτ及Tτ/τ查表5-3-3，即可求得數(shù)字調(diào)節(jié)器的有關(guān)參數(shù)KP、TI、TD及采樣周期T。

　　令，，。則增量型PID控制的公式簡化為

　　改變KP，觀察控制效果，直到滿意為止。

　　圖5-4-2 給定值處理

　　a、選擇給定值SV――通過選擇軟開關(guān)CL/CR和CAS/SCC選擇：

　　內(nèi)給定狀態(tài)――給定值由操作員設(shè)置

　　外給定狀態(tài)――給定值來自外部，通過軟開關(guān)CAS/SCC選擇：

　　串級控制――給定值SVS來自主調(diào)節(jié)模塊

　　SCC控制――給定值SVS來自上位計(jì)算機(jī)

　　b、給定值變化率限制――變化率的選取要適中

　　圖5-4-3 被控量處理

　　a、被控量超限報警：

　　當(dāng)PV>PH(上限值)時，則上限報警狀態(tài)(PHA)為“1”；

　　當(dāng)PV

　　為了不使PHA/PLA的狀態(tài)頻率改變，可以設(shè)置一定的報警死區(qū)(HY)。

　　b、被控量變化率限制――變化率的選取要適中

　　圖5-4-4偏差處理

　　1、計(jì)算偏差――根據(jù)正/反作用方式(D/R)計(jì)算偏差DV

　　2、偏差報警――偏差過大時報警DLA為“1”

　　3、輸入補(bǔ)償――根據(jù)輸入補(bǔ)償方式ICM的四種狀態(tài)，決定偏差輸出CDV：

　　4、 非線性特性

　　圖5－4－5非線性特性

　　圖5-4-6 PID計(jì)算

　　當(dāng)軟開關(guān)DV/PV切向DV位置時，則選用偏差微分方式；

　　當(dāng)軟開關(guān)DV/PV切向PV位置時，則選用測量(即被控量)微分方式。

　　圖5-4-7 控制量處理

　　1、輸出補(bǔ)償――根據(jù)輸出補(bǔ)償方式OCM的四種狀態(tài)，決定控制量輸出

　　2、變化率限制――控制量的變化率MR的選取要適中

　　3、輸出保持――――通過選擇軟開關(guān)FH/NH選擇

　　當(dāng)軟開關(guān)FH/NH切向NH位置時，輸出控制量保持不變；

　　當(dāng)軟開關(guān)FH/NH切向FH位置時，又恢復(fù)正常輸出方式。

　　4、安全輸出

　　當(dāng)軟開關(guān)FS/NS切向NS位置時，現(xiàn)時刻的控制量等于預(yù)置的安全輸出量MS；

　　當(dāng)軟開關(guān)FS/NS切向FS位置時，又恢復(fù)正常輸出方式。

　　在正常運(yùn)行時，系統(tǒng)處于自動狀態(tài)；而在調(diào)試階段或出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)處于手動狀態(tài)。

　　圖5-4-8為自動/手動切換處理框圖。

　　當(dāng)軟開關(guān)SA/SM切向SA位置時，系統(tǒng)處于正常的自動狀態(tài)，稱為軟自動(SA)；

　　當(dāng)軟開關(guān)SA/SM切向SM位置時，控制量來自操作鍵盤或上位計(jì)算機(jī)，稱為軟手動(SM)。一般在調(diào)試階段，采用軟手動(SM)方式。

　　2、控制量限幅――對控制量MV進(jìn)行上、下限限處理, 使得MH≤MV≤ML.

　　當(dāng)開關(guān)處于HA位置時，控制量MV通過D/A輸出，稱為自動狀態(tài)(HA)狀態(tài))；

　　當(dāng)開關(guān)處于HM位置時，手動操作器對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，稱為手動狀態(tài)(HM狀態(tài))。

　　a、無平衡無擾切換的要求

　　在進(jìn)行手動到自動或自動到手動的切換之前，無須由人工進(jìn)行手動輸出控制信號與

　　自動輸出控制信號之間的對位平衡操作，就可以保證切換時不會對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有

　　位置產(chǎn)生擾動。

　　b、無平衡無擾切換的措施。

　　在手動(SM或HM)狀態(tài)下，應(yīng)使給定值(CSV)跟蹤被控量(CPV)，同時也要把歷史數(shù)據(jù)，

　　如e(n-1)和e(n-2)清零，還要使u(n-1)跟蹤手動控制量(MV或VM)。

　　從輸出保持狀態(tài)或安全輸出狀態(tài)切向正常的自動工作狀態(tài)時，可采取類似的措施。

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羅茨風(fēng)機(jī)pid控制流程：雙級羅茨鼓風(fēng)機(jī)及程序與流程

　　1、雙級羅茨鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)備與流程

　　購買氣力輸送產(chǎn)品或者雙軸加濕攪拌機(jī)我們就要認(rèn)準(zhǔn)泰華-送粉機(jī),料封泵,氣力輸送,粉體輸送,雙軸加濕攪拌機(jī),干灰散裝機(jī),真空壓力釋放閥

　　購買氣力輸送產(chǎn)品或者雙軸加濕攪拌機(jī)我們就要認(rèn)準(zhǔn)泰華環(huán)保的管控就預(yù)示很多環(huán)保設(shè)備的熱銷，我們泰華生產(chǎn)的氣力輸送就屬于其中一項(xiàng)產(chǎn)品，但是小編今天說的不是氣力輸送系列的產(chǎn)品，而是它的附屬設(shè)備中的其中一個叫做的設(shè)備，很多人在購買該設(shè)備的時候就如同你買小家電或者其它東西一樣，廠家繁多無從下手氣力輸送呼應(yīng)節(jié)能減排倡導(dǎo)，為其供給環(huán)保除灰加濕辦法，使用雙軸加濕攪拌機(jī)，雙軸加濕攪拌機(jī)的作用是將灰?guī)旎叶废碌幕疫M(jìn)行噴水拌和但由于其結(jié)構(gòu)的不同，其工作原理和工作方式也有所不同連續(xù)輸送壓力平穩(wěn)，無任何沖擊荷載

　　2、雙級羅茨鼓風(fēng)機(jī)及程序與流程

　　該閥的特點(diǎn)為動作可靠、密封嚴(yán)密、使用壽命長，是灰?guī)煜到y(tǒng)中不可缺少的重要設(shè)備水泥散裝伸縮袋后處理工藝有：防水防油及防火處理等生物質(zhì)燃料輸送解決方案氣力輸送-送粉機(jī),料封泵,氣力輸送,粉體輸送,雙軸加濕攪拌機(jī),干灰散裝機(jī),真空壓力釋放閥

　　生物質(zhì)燃料輸送解決方案在生物質(zhì)發(fā)電中，燃料的輸送系統(tǒng)是關(guān)系到生物質(zhì)發(fā)電成功與否的關(guān)鍵，是生物質(zhì)電廠關(guān)注的問題，同時也是比較容易出現(xiàn)問題的地方，因?yàn)樗P(guān)系到鍋爐能否正常的運(yùn)行泰華氣力輸送設(shè)備工作原理：輸送的物料通過料倉進(jìn)入輸送設(shè)備主體內(nèi)，壓縮空氣通過主風(fēng)管經(jīng)噴嘴高速進(jìn)入擴(kuò)散混合室，在料倉內(nèi)物料的料壓和噴嘴的負(fù)壓共同作用下使物料進(jìn)入擴(kuò)散混合室與氣流混合，被氣流攜帶沿管道輸送至卸料點(diǎn)壓力真空釋放閥主要用于庫頂釋放正壓和負(fù)壓，也可應(yīng)用于其他有防爆要求的場合

　　3、小兒推拿去哪學(xué)的裝置與流程

　　由此設(shè)計(jì)制造的氣力輸送設(shè)備使粉體在整個輸送過程中形成氣粉漿，即氣、粉充分混合并呈懸浮狀態(tài)且高濃度霧化，在管道內(nèi)具有溶液屬性，在水平氣力的推動下，產(chǎn)生類似于輸送液體的狀態(tài)，基本完全消除堵塞問題，增大了料氣比，而且輸送速度高，降低耗材成本有了氣力輸送設(shè)備粉煤灰輸送就不用再擔(dān)心污染環(huán)境的問題，放心生產(chǎn)、高效運(yùn)行，輸送粉煤灰就選氣力輸送設(shè)備造紙廠產(chǎn)生廢渣有什么?該怎么處理?氣力輸送主要產(chǎn)品：送粉機(jī)/料封泵、氣力輸送設(shè)備、氣力輸灰設(shè)備、散裝機(jī)、雙軸加濕攪拌機(jī)、電力除灰設(shè)備二、設(shè)計(jì)的全自動控制電加熱裝置，可隨機(jī)調(diào)節(jié)物料的干濕度，保證出料成型的穩(wěn)定，提高了工作效率

　　4、雙級羅茨鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)備與流程

　　庫底干粉散裝設(shè)備主要由電動弧形閥，手動棒棒伐，伸縮卸料裝置，卷揚(yáng)裝置，收塵軟管，電控系統(tǒng)、電容式限位開關(guān)等部分組成這是造紙污染物管理戰(zhàn)線上zui后一個亟待強(qiáng)占的堡壘！長期以來，這些造紙廢渣因無法運(yùn)用，原先作填滿處理，由于填滿場庫容量有限，現(xiàn)在已不能zai作填埋處理了氣力輸送同號企業(yè)河南省鞏義市高端裝備制造園區(qū)氣力輸送網(wǎng)址：將稻殼使用我廠專li產(chǎn)品氣力輸送設(shè)備輸送至爐膛燃燒產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益售后服務(wù)：公司派技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)設(shè)備安裝、調(diào)試，培訓(xùn)操作人員，設(shè)備保修一年（易損件除外）

　　氣力輸送散裝機(jī)伸縮節(jié)采用雙套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管為卸灰管，外管為收塵管，管道由耐磨鋼材制成，耐磨損，使用壽命長以上信息由氣力輸送發(fā)布在轉(zhuǎn)載請注明

羅茨風(fēng)機(jī)pid控制流程：生化池羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速的PID控制節(jié)能途徑

　　原標(biāo)題：生化池羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速的PID控制節(jié)能途徑

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)的電耗一般占污水處理系統(tǒng)電耗的40%～60%，是污水處理節(jié)能的關(guān)鍵。最根本的節(jié)能措施是提高曝氣控制效率，降低氧的浪費(fèi)，減小風(fēng)量。最顯著的節(jié)能方法是羅茨鼓風(fēng)機(jī)氣量控制節(jié)能，即供氣供氧設(shè)備采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻控制，在PID自動控制下直到溶解氧（DO）濃度穩(wěn)定在設(shè)定值，可解決兩方面問題：第一，溶解氧濃度太低污水不能達(dá)標(biāo)；第二，溶解氧濃度太高，不僅浪費(fèi)電能還可能使活性污泥上浮使出水也不能達(dá)標(biāo)。根據(jù)鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)應(yīng)用在桂林市排水工程管理處北沖污水處理廠污水處理工藝中的良好效果，分析了其系統(tǒng)的控制，對提高污水處理的節(jié)能和穩(wěn)定性有一定的實(shí)用性。

　　1 工程概況1.1 自控概況北沖污水處理廠坐落于桂林市西北面，2003年8月開始擴(kuò)建，新廠區(qū)占地面積38畝，于2005年4月開始試運(yùn)行，設(shè)計(jì)日處理能力為3萬t，目前實(shí)際進(jìn)廠污水量為2.5萬t/日，均達(dá)標(biāo)處理，其進(jìn)水以生活污水為主。采用A2/O活性污泥法處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B類標(biāo)準(zhǔn)。廠內(nèi)自動化控制系統(tǒng)由就地控制層、現(xiàn)場PLC控制層和中央監(jiān)控層組成；控制網(wǎng)絡(luò)為監(jiān)控通信光纖工業(yè)以太網(wǎng)。PLC控制系統(tǒng)采用西門子SIMETIC S7-300系列可編程控制系統(tǒng)。各現(xiàn)場控制站分布在各工藝段，與中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸。中心控制室對污水處理工藝參數(shù)采集、顯示、修改、設(shè)置和管理，對廠區(qū)內(nèi)被控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測、顯示，中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)，與各現(xiàn)場PLC控制站交換數(shù)據(jù)、采集信息，遙控和管理各現(xiàn)場PLC控制站內(nèi)的機(jī)電設(shè)備，并按工藝要求實(shí)現(xiàn)對其控制。操作人員可在中心控制室完成集中監(jiān)控、報警處理、事件處理、報表打印、設(shè)備運(yùn)行能耗管理、單位水量處理成本等工作，實(shí)時監(jiān)視、控制整個污水處理工藝流程的運(yùn)行工況。1.2 污水處理工藝及工藝流程圖北沖污水處理廠采用A2/O活性污泥法處理工藝，具有除磷脫氮功能，采用微孔鼓風(fēng)曝氣，安裝有高度自動化控制系統(tǒng)及各類檢測設(shè)備和儀表，剩余污泥采用離心脫水干化后外運(yùn)，尾水消毒采用紫外消毒工藝，同時建設(shè)有強(qiáng)化除磷加藥車間用于穩(wěn)定除磷效果，處理后的出水排入江體。

　　2 A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)功能北沖污水處理廠A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮如下兩點(diǎn)：第一，曝氣池所需風(fēng)量的變化與水質(zhì)和水量相關(guān)，而水質(zhì)和水量有一定規(guī)律，變化較小，而且A2/O工藝的曝氣池水位基本上保持不變。因?yàn)樗惋L(fēng)管壓力變化較小，羅茨風(fēng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩輸出的特性，流量和轉(zhuǎn)速成正比例的關(guān)系，軸功率和轉(zhuǎn)速也成正比例關(guān)系，與離心風(fēng)機(jī)相比較在控制上更容易把握，所以選用節(jié)能、靈活的帶變頻調(diào)速的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。第二，用變頻器改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式控制羅茨風(fēng)機(jī)流量，大幅度減少了用管道調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)空氣流量的機(jī)械方式所造成的能量損耗，不會產(chǎn)生附加壓力損失，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0%～100%，調(diào)節(jié)范圍寬，處于低負(fù)荷下運(yùn)行，可延長設(shè)備使用壽命，節(jié)能效果顯著。第三，鼓風(fēng)曝氣是一種閉環(huán)調(diào)節(jié)的自動控制模式，根據(jù)溶解氧的偏差來調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)流量，這種模式可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于水質(zhì)、水量的最優(yōu)控制，曝氣效果最佳，節(jié)能的效果最顯著。2.2 系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)由以下設(shè)備構(gòu)成：主送風(fēng)管路裝設(shè)空氣流量計(jì)、壓力計(jì)、信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。曝氣池上根據(jù)氧的理論分布安裝溶解氧檢測儀，信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。每臺鼓風(fēng)機(jī)配備一套無速度反饋的U/f可調(diào)的變頻器，變頻器具備PI調(diào)節(jié)功能模塊，反饋控制信號可下傳至變頻器。曝氣系統(tǒng)的控制裝置采用PLC（可編程邏輯控制器）和相應(yīng)的HMI（人機(jī)界面），PLC具有PID操作指令，并配有全面、安全的輸入輸出接口，信號通過現(xiàn)場站PLC的模塊進(jìn)行采集后，通過全廠光纖網(wǎng)絡(luò)送至中心控制室，中心控制室通過工業(yè)以太網(wǎng)對現(xiàn)場PLC控制站采集到的信號數(shù)據(jù)，生成工藝監(jiān)控實(shí)時畫面，作為人機(jī)操作界面，供操作管理人員實(shí)時監(jiān)控和管理整個污水處理工藝流程。HMI通過文字和圖形動態(tài)地反映在線數(shù)據(jù)，如空氣流量、溶解氧值、壓力、頻率、電流以及設(shè)備狀態(tài)等，操作人員可以進(jìn)行即時的參數(shù)修改、分布操作或模式選擇。曝氣系統(tǒng)的PLC是污水處理廠自控系統(tǒng)的組成部分，與中央控制室的上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。2.3 系統(tǒng)控制2.3.1 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的控制PLC采集每套鼓風(fēng)機(jī)的手動/自動位置、運(yùn)行狀態(tài)、故障信號；總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺鼓風(fēng)機(jī)的頻率、電流等；同時給出鼓風(fēng)機(jī)的啟停指令。PLC記錄每臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行時間和累計(jì)運(yùn)行時間，時間以小時進(jìn)行記錄。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)畫面上每臺羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)置遙控/自動轉(zhuǎn)換按鈕。操作人員可以通過鼠標(biāo)在中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行手動啟停控制。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)時顯示總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)的頻率、電流等，每臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行時間和累計(jì)運(yùn)行時間。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障信號時，停止運(yùn)行或禁止啟動鼓風(fēng)機(jī)。2.3.2 溶解氧（DO）控制點(diǎn)擊中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)圖標(biāo)，可進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)控制畫面，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的控制根據(jù)污水在生化池上出口的溶解氧濃度的溶解氧（DO）值保持在某一設(shè)定值（如2 mg/l）（或也可根據(jù)ORP來調(diào)節(jié)），都可根據(jù)按鈕來選擇，DO控制主要參數(shù)和PID控制參數(shù)都可在上位機(jī)設(shè)定。在實(shí)際控制中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量設(shè)定值為工藝?yán)碚撝担@一值經(jīng)溶解氧反饋信號比較后，根據(jù)偏差實(shí)時調(diào)節(jié)風(fēng)量的增減，最終使污水溶解氧值穩(wěn)定在設(shè)定值（也可根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)的變化等實(shí)際情況不斷調(diào)整）。在上方的趨勢圖中可看到實(shí)際值和設(shè)定的值的曲線，進(jìn)而可方便的調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，使鼓風(fēng)機(jī)的效率、出水水質(zhì)達(dá)到最優(yōu)化，畫面如圖2所示。3 系統(tǒng)效應(yīng)降低電耗：系統(tǒng)能降低污水處理廠曝氣系統(tǒng)能耗15%～40%；污水處理廠出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)：通過實(shí)時監(jiān)測滿足排放要求；增加污水處理廠的處理量：系統(tǒng)對處理工藝進(jìn)行優(yōu)化后，可評估污水處理廠的處理量；提高污水處理工藝可控性及穩(wěn)定性：在曝氣量和水量足夠的情況下，DO設(shè)置值和PID控制動態(tài)調(diào)整，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；預(yù)警和工藝幫助：系統(tǒng)能依據(jù)數(shù)據(jù)來判斷污水處理廠的工藝何時需調(diào)整。4 結(jié) 語經(jīng)過幾年的使用，A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)在我廠運(yùn)行至今系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水處理效果好，提高了勞動生產(chǎn)率，有良好的節(jié)能效果，強(qiáng)化了自動化管理。

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羅茨風(fēng)機(jī)pid控制流程：羅茨風(fēng)機(jī)開啟時的正確操作流程

　　羅茨風(fēng)機(jī)開啟時的正確操作流程：

　　1、羅茨風(fēng)機(jī)放空閥打開;

　　2、管道閘閥打開;

　　3、接通電源，開機(jī)，此時羅茨風(fēng)機(jī)處于放空狀態(tài)，可以看下壓力表的壓力數(shù)值;

　　4、慢慢關(guān)閉放空閥，觀察壓力數(shù)值，壓力逐漸增加;

　　5、放空閥關(guān)閉，檢查壓力表是否處于額定壓力狀態(tài)下。

　　這是羅茨鼓風(fēng)機(jī)開機(jī)的流程，關(guān)機(jī)的流程是這樣的：

　　1、打開放空閥，放空羅茨風(fēng)機(jī);

　　2、關(guān)閉電源;

　　3、風(fēng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動之后，關(guān)閉閘閥;

　　4、關(guān)閉放空閥;

　　在啟動羅茨鼓風(fēng)機(jī)之前，要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查，查看風(fēng)機(jī)的潤滑油是否充足，還需要對皮帶等附屬配件進(jìn)行檢查，保證沒有問題，然后啟動風(fēng)機(jī)。

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