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))。...