Laboratory Emulation and Control of a Sewer System with Storage
Translated title
Laboratorieemulering og Kontrol af et kloaksystem med opbevaring
Authors
Salleras Mestre, Llorenc ; Murugesan, Pravin Karthick
Term
4. term
Education
Publication year
2019
Submitted on
2019-06-06
Pages
99
Abstract
Dette projekt handler om at udvikle en styring til et laboratorieanlæg, der efterligner et kloaknet. Et kloaknet modtager spildevand fra boliger, industri og regnvand og leder det til et spildevandsrensningsanlæg. I fx Fredericia udleder tung industri indimellem store mængder spildevand på kort tid. Sådanne udsving i vandmængde og/eller forureningskoncentration belaster rensningsanlægget. Vi opbyggede et laboratoriesetup med en buffertank til at tilbageholde vand, et kloakrør med fald (gravitationsrør) til at transportere vandet, pumper til at skabe et typisk flowmønster og en overløbstank ved rørets udløb. Vores spørgsmål var, hvordan et laboratorieanlæg kan samles, så det realistisk efterligner et rigtigt kloaknet og gør det muligt at bruge Model Predictive Control (MPC) med forudsigelser af forstyrrelser og lagring, så forholdene for rensningsanlægget bliver mere stabile. Ved at styre udløbet fra buffertanken til toppen af kloakrøret kan vi udjævne flowet ved rørets udløb. Vi udviklede en MPC baseret på en forenklet model, forudsigelser af flowforstyrrelser, en målfunktion for ydeevne og relevante begrænsninger. MPC er en styringsmetode, der bruger en matematisk model til at forudsige fremtidig udvikling og vælge de næste styringshandlinger inden for givne grænser. De endelige resultater var lovende.
This project develops a controller for a laboratory system that imitates a sewer network. A sewer network carries wastewater from homes, industries, and stormwater to a wastewater treatment plant (WWTP). In places like Fredericia, heavy industries sometimes release large amounts of wastewater over short periods. These swings in flow and/or contaminant concentrations put stress on the WWTP. We built a laboratory setup with a buffer tank to hold back water, a gravity sewer pipe to transport it, pumps to generate a typical flow pattern, and an overflow tank at the pipe outlet. Our question was how to assemble a lab system that realistically mimics a real sewer network so that we can apply Model Predictive Control (MPC), together with disturbance predictions and storage, to keep the WWTP operating more stably. By controlling the outflow from the buffer tank into the top of the sewer pipe, we can smooth the flow at the pipe’s outlet. We developed an MPC based on a simplified model, predictions of flow disturbances, a performance objective, and constraints. MPC is a control method that uses a mathematical model to predict future behavior and choose control actions while respecting limits. The final results were promising.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents