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目前我国水污染形势严峻,高盐废水更是工业废水中较难治理的一种,其含有盐、油、放射性物质、重金属、有机物等多种物质,占到工业废水排放总量的10~30%,而且总量每年都在提高。本文以我校产学研成果“一体化HPDM热泵高盐废水处理装置”为对象(简称HPDM装置),进行了电气控制、自动控制、远程监控及故障诊断系统的研发与实施,实际运行表明该控制系统可有效确保装置安全稳定运行,而且降低了装置运行能耗,提高了出水率,该装置已通过江苏省住建厅科学技术成果鉴定。论文主要内容如下: 1.HPDM装置高盐废水处理工艺。采用物理法—热泵蒸发技术,通过装置的水循环系统、热循环系统、气体处理系统、结晶系统完成。处理过程主要通过在水平换热管管内持续通入蒸汽加热,管壁与废水发生热交换,对废水不断加热,使水蒸汽从废水中分离出来,在这个过程中大部分无机物、高于沸点的有机物、细菌等得到有效处理,剩余的废水则变为浓缩液,对其进行结晶/干燥后形成盐,作为副产品可回收利用。 2.HPDM装置电气控制部分工程设计与实现。在掌握HPDM装置废水处理工艺和控制要求基础上,进行了控制系统的总体架构、动力配电系统电气设计和工艺设备电气控制设计,并且对电气控制元器件、检测仪表以及工艺设备进行了技术参数对比与选型。 3.HPDM装置控制系统设计与实现。系统以西门子S7-300 PLC作为控制器,采用Step7编程软件进行项目创建、硬件组态与模块化编程,实现就地手动、远程手动、远程自动控制功能;采用西门子SIMATIC WinCC组态软件开发远程监控系统,与PLC通过以太网通信进行数据交互,对工艺流程实时监控和实现其它数据管理功能;最后进行调试方案设计,完成实验室和现场调试。 4.HPDM装置过程故障诊断研究。设计紧急停车回路,确保装置安全运行;采用主元分析法进行故障诊断研究,选取正常工作工段下3FIT/03、3FIT/04、2FIT/01等十个参数为输入过程变量,在不同累积贡献度、置信度、T2和SPE的控制限下,建立、分析、选取、验证主元分析模型,对传感器出现的偏差、漂移、完全失效、精度等级下降四种类型故障分析,并进行故障检测、诊断与故障数据重构研究,提高系统安全性。