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环境工程仪表与自动化第一章：自动化控制系统概述一、自动控制系统经历的四个阶段：（P2）20①世纪50年代是以基地式控制器等组成的控制系统（原理简单，维修方便，但调整设定不易，仍未淘汰，有所发展，但比重少）20②世纪60年代出现单元组合仪表组成的控制系统，分电动和气动两大类：1、气动仪表（ODZ系列）为20-100kPa气压信号2、电动仪表信号为0-10mA（已不使用，0mA做为故障值设定）直流电流信号（DDZ-II系列）和4-20mA（广泛使用）直流电流信号（DDZ-III系列）20③世纪70年代出现计算机控制系统，DDC（直接数字控制系统）被DCS（集散控制系统）替代20④世纪80年代后出现二级优化控制，在DCS的基础上实现先进控制和优化控制二、PID控制原理简单，易于实现对无时间延迟的单回路控制系统极为有效，直到目前为止，在工业过程控制中有80%～90%的系统还使用PID控制规律。（P1）三、闭环与开环控制系统有何不同？（P5）在反馈控制系统中，被控变量送回输入端与设定值比较后根据偏差进行控制，整个系统形成一个环，称为闭环控制。其特点在于按偏差进行控制，只要出现偏差就会起到控制作用。但其却有控制不够及时，若系统内部各环节配合不好甚至会使系统失去控制。开环控制方式不需要对被控制量进行测量，只需根据输入信号进行控制。但系统受到扰动作用后被控变量偏离设定值并无法消除，这是缺点所在。四、自动控制系统的品质指标（P12-P14，重点：衰减比n）一个控制系统在受到外作用时，要求被控变量要平稳、迅速和准确地趋近或恢复到设定值。在稳定性、快速性和准确性三个方面提出各种单项控制指标和综合性控制指标。这些控制指标仅适用于衰减振荡过程。1.衰减比n：第一个波的振幅与同方向第二个波的振幅之比。n越小，稳定度越低；n接近1，控制系统的过渡过程接近于等幅振荡过程；n越大，稳定度越高；n无穷大，过渡过程接近非振荡过程。为保持足够的稳定裕度，一般希望过渡过程有两个波左右，与次对应的衰减比在4：1到10：1的范围内。2.最大动态偏差emax3.余差e(∞)4.回复时间Ts和振荡频率wTips：1.1kgf/cm2=14.7PSIPSI即是磅/平方英寸2.国际压力表MPa3.93%的H2SO4导电率最高4.（ORP）氧化还原电位5.最好的PLC是AB的，通用电力系统是ABB的6.污水处理厂工艺过程要控制的工艺变量：污水处理流量，药剂投加量，水池中液位，污水处理装置中PH、DO、ORP值、水温T、电导率、COD、TN、TP、TSS、TU（浊度）7.风扇电动机使用的是电容电动机8.废水处理系统常用的自控系统：9．吸附再生活性污泥法（SBR）的程序自控系统，一般采用PLC来实现时间顺序的控制，也采用现场检测的条件控制曝气生物滤池（BAF）的控制：一般设定为定时进行反冲，且反冲采用气水联合反冲洗（快开阀控制，反冲：水5min、气5min、水+气5min）过滤器的反冲与正常生产切换之间的控制：其控制模式与BAF有类似之处模拟指示控制与开关控制:模拟量：Anlalogue，给出一个模拟的数值，如Q、P、PH...开关量：Digital，一般指0/1控制，它是开关量，在0时命令关，在1时命令开，如电动机启动10.水池中停留时间用流量控制（T=V/Q）11.废水PH值调节:a.将PH从11-13调至10-11；b．从10-11调至9左右；c．调为7-812.马达启动时电压是正常的7倍13.PAC最佳投加PH：6.5-814.ORP：-500-600mV15.Cr3+在PH为8-9.5中去除16.罗茨鼓风机工作压力：0.06MPa17.好氧控制溶解氧DO=2-4mg/L，厌氧018.衰减振荡：灵敏度适中，第一振幅A:第二振幅A=4：1单调衰减：灵敏度太低第二章过程特性一、废水处理厂的被控过程有哪些？水泵:离心泵、计量泵、螺杆泵、污泥泵风机：罗茨风机、离心风机二、漂水厂的流量检测：腐蚀性强，怎么解决？三、在废水处理厂，要控制好氧处理的DO，可使用的控制方法有哪些？答：改变曝气量（可变，加变频器），水量，曝气头深度（越深，DO越大），曝气气泡大小（气泡越小，DO越大），增加水湍流系数，加填料阻碍气泡到水面。四、过程特性的一般分析（描述有自衡非振荡过程的特性参数有放大系数k、时间常数T和时滞τ0）1.被控变量的变化量△C与操纵变量的变化量△q之比称为放大系数K0（过程控制通道K0，扰动通道kf(相同△f选kf小的)）。...