Abstract

W rozprawie przedstawiono struktury i algorytmy pozwalające na efektywne sterowanie łącznym usuwaniem azotu, fosforu i związków węgla w zintegrowanym systemie ściekowym, w szerokim zakresie jego obciążeń. Obiektem badań była oczyszczalnia ścieków w Kartuzach. Do sterowania tak złożonym i skomplikowanym systemem zaproponowano trójpoziomową i trójwarstwową, hierarchiczną strukturę sterowania. Poziomy sterowania (Nadzorujący, Optymalizacyjny, Nadążny) są wynikiem funkcjonalnej dekompozycji struktury sterowania. Najwyższy poziom sterowania (Nadzorujący) ma za zadanie koordynację działań poszczególnych elementów struktury sterowania systemem oczyszczania ścieków, ocenę stanu operacyjnego systemu oraz wybór najlepszej z aktualnie dostępnych trajektorii sterowania. W ramach tego poziomu zaproponowano metody szacowania ryzyka nieosiągnięcia celów sterowania, metodologię oceny stanu operacyjnego systemu, opracowano sposoby łagodnej (miękkiej) zmiany strategii sterowania, a także stworzono jednostkę monitorującą jakość realizacji sterowania przy użyciu sztucznych sieci neuronowych. Poziom środkowy- Optymalizacyjny, na podstawie ograniczeń i funkcji celu (przekazywanych poziomu Nadzorującego) generuje optymalne trajektorie sterowania. Przyjętą technologią sterowania jest sterowanie predykcyjne (MPC). Poziom ten został zdekomponowany w dziedzinie czasu na trzy warstwy (Wolną, Średnią, Szybką) odpowiedzialne za procesy zachodzące w korespondujących z nimi skalach czasu (długiej, średniej, krótkiej). Dolny poziom (Nadążny) sterowania ma na celu podążanie za optymalnymi trajektoriami sterowania wyznaczonymi na poziomie optymalizacyjnym. Przeprowadzone symulacje dla systemu ściekowego miasta Kartuzy, potwierdziły użyteczność koncepcji, metod oraz algorytmów zaproponowanych w rozprawie w sterowaniu systemami oczyszczania ścieków. Oprócz tego, wiele z zaproponowanych rozwiązań ma charakter generyczny i może być zastosowane w innych niż ściekowe systemach. Elementy pracy są przedmiotem wdrożenia w oczyszczalni ścieków w Kartuzach "Modyfikacja sterowania dozowaniem PIXu, pracą zbiornika asenizacyjnego i zbiorników retencyjnych w układzie otwartym w Oczyszczalni Ścieków w Kartuzach"

Author (1)