Der Einsatz von fuzzy control für Regelungsaufgaben im Bereich der Nährstoffelimination in kommunalen Kläranlagen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Kaiserslautern
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft, Univ. Kaiserslautern
1997
|
| Schriftenreihe: | Universität <Kaiserslautern> / Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft: Schriftenreihe des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft der Universität Kaiserslautern
10 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 219 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3925178147 |
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MARC
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INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
.
1
1.2
ZIELE
DER
ARBEIT
.
2
1.3
VORGEHENSWEISE
.
3
2.
GRUNDLAGEN
DER
NAEHRSTOFFELIMINATION
.
5
2.1
GRUNDLAGEN
DER
BIOLOGISCHEN
STICKSTOFFELIMINATION
.
5
2.1.1
NITRIFIKATION
.
5
2.1.1.1
MIKROBIOLOGISCHE
UND
BIOCHEMISCHE
GRUNDLAGEN
.
5
2.1.1.2
EINFLUESSE
AUF
DIE
NITRIFIKATION
.
6
2.1.1.3
VERFAHRENSTECHNISCHE
OPTIMIERUNGSMOEGLICHKEITEN
.
7
2.1.2
DENITRIFIKATION
.
8
2.1.2.1
MIKROBIOLOGISCHE
UND
BIOCHEMISCHE
GRUNDLAGEN
.
8
2.1.2.2
EINFLUESSE
AUF
DIE
DENITRIFIKATION
.
9
2.1.2.3
VERFAHRENSTECHNISCHE
OPTIMIERUNGSMOEGLICHKEITEN
.
9
2.1.3
VERFAHREN
ZUR
BIOLOGISCHEN
STICKSTOFFELIMINATION
.
10
2.2
GRUNDLAGEN
DER
PHOSPHORELIMINATION
.
11
2.2.1
CHEMISCHE-PHYSIKALISCHE
PHOSPHORELIMINATION
.
12
2.2.1.1
CHEMISCHE
REAKTION
.
12
2.2.1.2
VERFAHREN
.
13
2.2.1.3
EINFLUSS
DER
PHOSPHATFAELLUNG
AUF
DIE
BIOLOGISCHEN
PROZESSE
.
13
2.2.1.4
NACHTEILIGE
AUSWIRKUNGEN
DER
CHEMISCH-PHYSIKALISCHEN
PHOSPHORELIMINATION
.
14
2.2.2
VERMEHRTE
BIOLOGISCHE
PHOSPHORELIMINATION
.
14
2.2.2.1
MECHANISMEN
DER
VERMEHRTEN
PHOSPHORELIMINATION
.
15
2.2.2.2
BETRIEBSWEISEN
DER
BIOLOGISCHEN
PHOSPHORELIMINATION
.
17
2.2.2.3
EINFLUESSE
AUF
DIE
BIOLOGISCHE
PHOSPHORELIMINATION
.
18
2.2.2.4
BEMESSUNG
.
19
2.2.2.5
VERFAHRENSTECHNISCHE
OPTIMIERUNG
DER
BIOLOGISCHEN
PHOSPHORELIMINATION
.
19
2.2.2.6
INTEGRATION
DER
BIOLOGISCHEN
PHOSPHORELIMINATION
BEI
BESTEHENDEN
ANLAGEN
.
20
2.2.3
ZUSAMMENWIRKEN
VON
CHEMISCH-PHYSIKALISCHER
UND
BIOLOGISCHER
PHOSPHORELIMINATION
.
21
3.
EINSATZ
VON
MESS-,
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNIK
IN
KLAERANLAGEN
.
23
3.1
ZIELE
DES
EINSATZES
VON
MESS-,
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNIK
.
23
3.2
GRUNDLAGEN
DER
MESS-,
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNIK
.
23
3.2.1
STEUERUNGEN
UND
REGELUNGEN
.
23
3.2.2
ENTWURF
EINER
REGELUNG
.
26
3.3
CHARAKTERISIERUNG
DER
BIOLOGISCHEN
ABWASSERREINIGUNGSPROZESSE
IM
HINBLICK
AUF
DIE
VERWENDUNG
VON
MSR-TECHNIK
.
27
3.3.1
ALLGEMEINES
.
27
3.3.2
MODELLIERUNG
DER
PROZESSE
.
28
3.3.2.1
STATISCHE
MODELLE
.
29
3.3.2.2
DYNAMISCHE
MODELLE
.
30
3.3.3
DAS
SYSTEM
"BIOLOGISCHE
ABWASSERREINIGUNG"
ALS
STEUER
UND
REGELSTRECKE
.
31
3.3.3.1
STOERGROESSEN
AUF
DAS
SYSTEM
.
31
3.3.3.2
MESSGERAETE
.
32
3.3.3.3
REGEL
UND
STELLGROESSEN
.
33
3.3.3.4
CHARAKTERISIERUNG
DER
GEBRAEUCHLICHEN
REGELUNGEN
UND
STEUERUNGEN
.
34
3.4
PROBLEME
BEI
DER
STEUERUNG
UND
REGELUNG
DER
ABWASSER
REINIGUNGSPROZESSE
.
36
3.5
NEUE
LOESUNGSANSAETZE
.
37
4.
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNISCHE
GRUNDAUFGABEN
IM
BEREICH
DER
NAEHRSTOFFELIMINATION
.
39
4.1
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNISCHE
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFFELIMINATION
.
39
4.1.1
PARAMETER
ZUR
STEUERUNG
UND
REGELUNG
DER
STICKSTOFF
ELIMINATION
.
39
4.1.2
VERWENDETE
MESSTECHNIK
.
41
4.1.3
STEUER-/
REGELKONZEPTE
UND
-STRATEGIEN
FUER
ANLAGEN
MIT
SIMULTANER
BZW.
INTERMITTIERENDER
DENITRIFIKATION
.
44
4.1.3.1
SAUERSTOFFZUFUHR
/
VARIATION
DES
VOLUMENVERHAELTNISSES
.
44
4.1.3.2
OPTIMIERUNG
DES
SAUERSTOFFGEHALTES
.
49
4.1.3.3
OPTIMIERUNG
DES
KOHLENSTOFFANGEBOTES
.
50
4.1.4
STEUER-ZREGELKONZEPTE
UND
-STRATEGIEN
FUER
ANLAGEN
MIT
VORGESCHALTETER
DENITRIFIKATION
.
52
4.1.4.1
VARIATION
DES
VOLUMENVERHAELTNISSES
VD/VN
.
52
4.1.4.2
OPTIMIERUNG
DES
SAUERSTOFFGEHALTES
.
53
4.1.4.3
EINSTELLUNG
DES
OPTIMALEN
REZIRKULATIONSVERHAELTNISSES
.
54
4.1.4.4
OPTIMIERUNG
DES
KOHLENSTOFFANGEBOTES
.
54
4.1.5
STEUER-ZREGELKONZEPTE
UND
-STRATEGIEN
FUER
ANLAGEN
MIT
NACHGESCHALTETER
DENITRIFIKATION
.
56
4.2
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNISCHE
OPTIMIERUNG
DER
PHOSPHORELIMINATION
.
58
4.2.1
PARAMETER
ZUR
STEUERUNG
UND
REGELUNG
DER
PHOSPHORELIMINATION
58
4.2.2
VERWENDETE
MESSTECHNIK
.
59
4.2.3
STEUER-ZREGELKONZEPTE
UND
-STRATEGIEN
FUER
DIE
CHEMISCH
-
PHYSIKALISCHE
PHOSPHORELIMINATION
.
60
4.2.3.1
STEUERUNG
NACH
ZEITPLAN
(GANGLINIENSTEUERUNG)
.
60
4.2.3.2
STEUERUNG
NACH
DEM
ABWASSERVOLUMENSTROM
.
61
4.2.3.3
STEUERUNG
NACH
DER
PHOSPHATFRACHT
.
61
4.2.3.4
REGELUNG
NACH
DER
PHOSPHATKONZENTRATION
.
62
4.2.3.5
NEUARTIGE
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSKONZEPTE
.
63
4.2.4
STEUER-ZREGELKONZEPTE
UND
-STRATEGIEN
FUER
DIE
BIOLOGISCHE
PHOSPHORELIMINATION
.
64
4.2.4.1
VARIATION
DER
AUFENTHALTSZEIT
IM
ANAEROBEN
MILIEU
.
64
4.2.4.2
REDUKTION
DER
NITRATFRACHTEN
.
65
4.2.4.3
OPTIMIERUNG
DES
ANGEBOTES
AN
ORGANISCHEN
SAEUREN
.
65
4.3
SONSTIGE
REGELUNGS
UND
STEUERUNGSAUFGABEN
.
66
4.4
FAZIT
.
68
5.
REGELUNGEN
UNTER
VERWENDUNG
VON
FUZZY
LOGIC
.
69
5.1
GRUNDLAGEN
DER
FUZZY
LOGIC
.
69
5.1.1
EINFUEHRUNG
.
69
5.1.2
DIE
FUZZIFIZIERUNG
VON
SCHARFEN
GROESSEN
.
73
5.1.3
FORMULIERUNG
VON
PROZESSWISSEN
IN
LINGUISTISCHEN
REGELN
.
74
5.1.4
FUZZY-INFERENZ
.
76
5.1.5
DEFUZZIFIZIERUNG
.
77
5.1.6
EINSATZBEREICHE
VON
FUZZY
LOGIC
.
83
5.2
FUZZY
LOGIC
IN
DER
REGELUNGSTECHNIK
.
84
5.2.1
AUFBAU
EINES
FUZZY-REGLERS
.
84
5.2.2
ENTWURF
EINES
FUZZY-REGLERS
.
86
5.2.3
IMPLEMENTIERUNG
VON
FUZZY-SYSTEMEN
.
88
5.3
ZUSAMMENFASSENDE
BEURTEILUNG
.
89
6.
DER
EINSATZ
VON
FUZZY
CONTROL
IN
DER
ABWASSERREINIGUNG
.
92
6.1
FUZZY
CONTROL
ZUR
OPTIMIERUNG
DES
GESAMTWIRKUNGSGRADS
VON
ABWASSERREINIGUNGSANLAGEN
.
92
6.2
FUZZY
CONTROL
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFFELIMINATION
.
94
6.3
FUZZY
CONTROL
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
PHOSPHORELIMINATION
.
95
6.4
FAZIT
.
97
7.
ENTWICKLUNG
UND
INBETRIEBNAHME
EINER
FUZZY-REGELUNG
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFF
UND
PHOSPHORELIMINATION
.
99
7.1
PRINZIPIELLER
VERSUCHSAUFBAU
.
99
7.2
BESCHREIBUNG
DER
VERWENDETEN
SPEICHERPROGRAMMIERBAREN
STEUERUNG
.
101
7.2.1
HARDWARE
.
101
7.2.2
PROGRAMMIERUNG
.
101
7.3
ENTWURF,
OPTIMIERUNG
UND
INBETRIEBNAHME
DES
FUZZY-REGLERS.
102
7.3.1
ENTWURF
DES
FUZZY-REGLERS.
103
7.3.1.1
WAHL
DER
EIN
UND
AUSGANGSGROESSEN
.
103
7.3.1.2
DEFINITION
DER
LINGUISTISCHEN
TERME
UND
FESTLEGUNG
DER
WERTEBEREICHE
FUER
DIE
EIN
UND
AUSGAENGE
.
103
7.3.1.3
AUFSTELLEN
DER
REGELBASIS
.
105
7.3.2
OPTIMIERUNG
DER
REGELUNG
.
106
7.3.4
INBETRIEBNAHME
DER
REGELUNG
.
110
8.
UNTERSUCHUNGEN
IM
GROSSTECHNISCHEN
MASSSTAB
.
112
8.1
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
ELSCHBACH
.
116
8.1.1
VERFAHRENSBESCHREIBUNG
.
116
8.1.2
VERSUCHE
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFFELIMINATION
.
118
8.1.2.1
UNTERSUCHUNGEN
MIT
KONVENTIONELLEN
REGELSTRATEGIEN
.
118
8.1.2.2
UNTERSUCHUNGEN
MIT
EINER
FUZZY-REGELUNG
.
123
8.1.2.3
FAZIT
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
130
8.1.3
VERSUCHE
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
PHOSPHORELIMINATION
.
134
8.1.3.1
UNTERSUCHUNGEN
MIT
EINER
KONVENTIONELLEN
REGELSTRATEGIE
.
134
8.1.3.2
UNTERSUCHUNGEN
MIT
EINER
FUZZY-REGELUNG
.
141
8.1.3.3
FAZIT
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
148
8.2
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
ERDESBACH
.
152
8.2.1
VERFAHRENSBESCHREIBUNG
.
152
8.2.2
UNTERSUCHUNGEN
MIT
KONVENTIONELLER
STEUERUNGS
UND
REGELUNGSTECHNIK
.
154
8.2.3
UNTERSUCHUNGEN
MIT
EINER
FUZZY-REGELUNG
.
157
8.2.4
FAZIT
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
170
8.3
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
LANDAU
.
173
8.3.1
VERFAHRENSBESCHREIBUNG
.
173
8.3.2
UNTERSUCHUNGEN
MIT
KONVENTIONELLER
REGELUNGSTECHNIK
.
176
8.3.3
UNTERSUCHUNGEN
MIT
EINER
FUZZY-REGELUNG
.
181
8.3.4
FAZIT
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
197
9.
ZUSAMMENFASSENDE
DISKUSSION
UND
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
200
9.1
METHODIK
UND
UNTERSUCHTE
FRAGESTELLUNGEN
.
200
9.2
FUZZY-REGELUNGEN
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
NAEHRSTOFFELIMINATION
.
201
9.2.1
EIGNUNG
VON
FUZZY-REGELUNGEN
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFF
UND
PHOSPHORELIMINATION
.
201
9.2.2
EIGNUNG
DER
VERWENDETEN
SPS
.
203
9.2.3
VORGEHENSWEISE
BEI
DER
ENTWICKLUNG
UND
OPTIMIERUNG
DES
REGLERS
.
205
9.2.4
EIGNUNG
FUER
IN
DER
NAEHRSTOFFELIMINATION
RELEVANTE
REGELUNGSAUFGABEN
.
208
9.3
UEBERTRAGBARKEIT
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
.
211
9.4
FAZIT
UND
AUSBLICK
.
217
ANHANG
-
DOKUMENTATION
DER
FUZZY-REGELUNGEN
1.
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
ELSCHBACH
.
221
1.1
VERSUCHE
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
STICKSTOFFELIMINATION
.
221
1.1.1
SUKZESSIVE
VORGEHENSWEISE
BEI
DER
ERSTMALIGEN
ERSTELLUNG
EINES
FUZZY-REGLERS
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
INTERMITTIERENDEN
NITRIFIKATION/DENITRIFIKATION
.
221
1.1.2
WEITERE
ERGEBNISSE
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
233
1.2
VERSUCHE
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
PHOSPHORELIMINATION
.
235
1.2.1
DEFINITION
DER
LINGUISTISCHEN
TERME
.
235
1.2.2
WEITERE
ERGEBNISSE
DER
UNTERSUCHUNGEN
.
239
2.
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
ERDESBACH
.
241
3.
UNTERSUCHUNGEN
AUF
DER
KLAERANLAGE
LANDAU
.
243
3.1
VERSUCHSPHASE
1:
REGELUNG
DES
SAUERSTOFFEINTRAGS
.
243
3.2
VERSUCHSPHASE
2:
REGELUNG
DES
SAUERSTOFFEINTRAGS
UND
EINSATZ
EXTERNER
KOHLENSTOFFVERBINDUNGEN
ZUR
OPTIMIERUNG
DER
DENITRIFIKATION
.
247
LITERATURVERZEICHNIS |
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| discipline | Biologie Umwelt Mess-/Steuerungs-/Regelungs-/Automatisierungstechnik / Mechatronik |
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