環(huán)境仿真與自控

1、一、基本概念一、基本概念1 1、仿真的定義、仿真的定義： 運(yùn)用物理或數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。運(yùn)用物理或數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)模型對真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)試驗(yàn)，并借助，并借助于經(jīng)驗(yàn)知識、數(shù)據(jù)資料對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究于經(jīng)驗(yàn)知識、數(shù)據(jù)資料對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究。研究系統(tǒng)的特征研究系統(tǒng)的特征連續(xù)連續(xù)離散離散模型時間與原型模型時間與原型時間標(biāo)尺的比例時間標(biāo)尺的比例實(shí)時（實(shí)時（1）非實(shí)時非實(shí)時仿真模型種類仿真模型種類物理物理數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)物理數(shù)學(xué)物理仿真物理仿真

2、按照實(shí)際系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)的物理模型進(jìn)行試驗(yàn)研究直觀形象，逼真度高直觀形象，逼真度高; ;但不方便但不方便, ,投資大，周期長，投資大，周期長，不易修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。不易修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并將其轉(zhuǎn)化成仿真計(jì)算模型進(jìn)行試驗(yàn)研究經(jīng)濟(jì)、靈活和仿真模型通用性物理物理-數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真部分以數(shù)學(xué)模型描述，并把它轉(zhuǎn)化為仿真計(jì)算模型；另一部分以實(shí)物方式引入仿真回路進(jìn)行試驗(yàn)研究避免建模的困難；檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確性；可以檢驗(yàn)真實(shí)系統(tǒng)的性能過程系統(tǒng)過程系統(tǒng)仿真機(jī)仿真機(jī)建模建模 仿真模型仿真模型模型模型仿真試驗(yàn)仿真試驗(yàn)1）預(yù)測性）預(yù)測性“超時空超時空”2）可產(chǎn)生動態(tài)響應(yīng)）

3、可產(chǎn)生動態(tài)響應(yīng)3）安全、節(jié)約、互補(bǔ)性）安全、節(jié)約、互補(bǔ)性4）軟件形式，便于推廣）軟件形式，便于推廣5）高效、優(yōu)質(zhì)、低廉）高效、優(yōu)質(zhì)、低廉對立統(tǒng)一對立統(tǒng)一1） 補(bǔ)充試驗(yàn)補(bǔ)充試驗(yàn) 2 2） 試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證 可模擬各種苛刻的試驗(yàn)條件；可短時獲得結(jié)果；可研究變量多、次數(shù)多的問題。1）優(yōu)化運(yùn)行過程）優(yōu)化運(yùn)行過程2）協(xié)助研究）協(xié)助研究3）提高效率）提高效率4）指導(dǎo)實(shí)踐）指導(dǎo)實(shí)踐5）節(jié)省人力、物力）節(jié)省人力、物力一 、仿真步驟 建模建模模型分析模型分析二、模型的用途1、分析：、分析：指定量研究現(xiàn)實(shí)對象的某種現(xiàn)象指定量研究現(xiàn)實(shí)對象的某種現(xiàn)象 變動模型輸入量，考察過程響應(yīng)情況變動模型輸入量，考察過程響應(yīng)情況

4、改變結(jié)構(gòu)或參數(shù)，考察輸出改變結(jié)構(gòu)或參數(shù)，考察輸出2、預(yù)報(bào)：、預(yù)報(bào)：根據(jù)對象的固有特性預(yù)測對象的發(fā)展規(guī)律根據(jù)對象的固有特性預(yù)測對象的發(fā)展規(guī)律3、決策：、決策：根據(jù)對象滿足的規(guī)律作出優(yōu)化方案根據(jù)對象滿足的規(guī)律作出優(yōu)化方案4、控制：、控制：根據(jù)對象的特征和某些指標(biāo)給出盡可能滿根據(jù)對象的特征和某些指標(biāo)給出盡可能滿意的控制方案意的控制方案數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型描述研究對象或過程內(nèi)描述研究對象或過程內(nèi)部各個變量間的相互關(guān)系部各個變量間的相互關(guān)系 1、分類、分類1 1 連續(xù)，離散連續(xù)，離散2 2 代數(shù)、微分、偏微方程代數(shù)、微分、偏微方程3 3 隨機(jī)型與確定型隨機(jī)型與確定型4 4 時不變與時變模型時不變與時變模型5

5、 5依據(jù)依據(jù)是否與空間幾何分布是否與空間幾何分布有關(guān)：有關(guān)： 集總參數(shù)與分布參數(shù)模型集總參數(shù)與分布參數(shù)模型6 6依據(jù)依據(jù)建模原理建模原理分：分：機(jī)理、統(tǒng)計(jì)、混合模型機(jī)理、統(tǒng)計(jì)、混合模型7 7 線性與非線性線性與非線性 依據(jù)質(zhì)量守恒等原則依據(jù)質(zhì)量守恒等原則 “白白箱箱”模模型型 依據(jù)數(shù)據(jù)分析依據(jù)數(shù)據(jù)分析“黑黑箱箱”模型模型 二者結(jié)合二者結(jié)合“灰灰箱箱”模型模型建模的必要條件：建模的必要條件：1 1、 建模原則：建模原則：3）一般式一般式V(dj/dt)qvijiqvojoVRjnd dj j/dt/dtV V內(nèi)組分內(nèi)組分j j濃度濃度隨時間隨時間t t的變化率的變化率 q qv vi i、q q

6、v vo o流流入入或流或流出出V V的流量的流量 R Rjnjn組分組分j j濃度變化速率濃度變化速率n1簡化簡化（合理假定，簡化系統(tǒng)，抓主棄次）（合理假定，簡化系統(tǒng)，抓主棄次）2系統(tǒng)分割系統(tǒng)分割（機(jī)理模型得以成立，（機(jī)理模型得以成立，空間和過程空間和過程）3綜合綜合（建立整個系統(tǒng)模型）（建立整個系統(tǒng)模型）模型的有效性：模型的有效性：模型所產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)與模型所產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)與 實(shí)際過程系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的相似程度實(shí)際過程系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的相似程度復(fù)制有效復(fù)制有效與之匹配與之匹配。仿真培訓(xùn)仿真培訓(xùn)預(yù)測有效預(yù)測有效之前預(yù)知。之前預(yù)知。事故分析事故分析結(jié)構(gòu)有效結(jié)構(gòu)有效反映內(nèi)在原因。反映內(nèi)在原因。生產(chǎn)優(yōu)化生產(chǎn)優(yōu)

7、化1）數(shù)模求解的實(shí)時性）數(shù)模求解的實(shí)時性2）可操作性）可操作性（大范圍適應(yīng)能力）（大范圍適應(yīng)能力）3）逼真性）逼真性(計(jì)算結(jié)果、變量關(guān)系）計(jì)算結(jié)果、變量關(guān)系）4）可靠性）可靠性五、簡單系統(tǒng)建模舉例五、簡單系統(tǒng)建模舉例液槽水量模型液槽水量模型（無反應(yīng)）（無反應(yīng)）outinddmmtM0ddtMoutinmm m in m outm in 進(jìn)水流量kg/s； mout 出水流量kg/s； M 儲水量kg儲水量不變時（穩(wěn)態(tài)）例例1.1調(diào)節(jié)池水質(zhì)模型調(diào)節(jié)池水質(zhì)模型（考慮濃度稀釋）（考慮濃度稀釋）outs,outins,insddSqSqtSV q in , Ss,in q out , Ss,out式中

8、：Ss,in 進(jìn)水基質(zhì)濃度； Ss,out 出水基質(zhì)濃度。V，Ss例例1.313類假定類假定(CSTR,運(yùn)行正常運(yùn)行正常、二沉池?zé)o反應(yīng)、二沉池?zé)o反應(yīng))2空間無分割，對組分與過程分割空間無分割，對組分與過程分割38個基本方程個基本方程422個相關(guān)方程個相關(guān)方程5統(tǒng)一統(tǒng)一單位單位619個參數(shù)（化學(xué)計(jì)量，動力學(xué)）個參數(shù)（化學(xué)計(jì)量，動力學(xué)）79個動力學(xué)方程聯(lián)立求解個動力學(xué)方程聯(lián)立求解集總參數(shù)集總參數(shù)模型模型 2 2個子過程個子過程: :濃縮和澄清濃縮和澄清 5 5種體元層種體元層: :等距分割等距分割 1 1CSTRCSTR 2 2無反應(yīng)，無擴(kuò)散無反應(yīng)，無擴(kuò)散 3 3體元層內(nèi)顆粒濃度體元層內(nèi)顆粒濃度由

9、由對流對流控制控制 （受顆粒沉降受顆粒沉降和水流同步運(yùn)動影響和水流同步運(yùn)動影響）分布參數(shù)分布參數(shù)模型模型一、仿真的定義、分類、特點(diǎn)一、仿真的定義、分類、特點(diǎn)二、仿真與試驗(yàn)二、仿真與試驗(yàn) 三、建模的方法、要求、原則、步驟三、建模的方法、要求、原則、步驟四、弄懂活性污泥模型的建立四、弄懂活性污泥模型的建立 仿真是一種仿真是一種 求解實(shí)際問題的方法求解實(shí)際問題的方法 仿真的主要目的是仿真的主要目的是 獲取過程的動態(tài)特征獲取過程的動態(tài)特征仿真與試驗(yàn)的關(guān)系是仿真與試驗(yàn)的關(guān)系是 對立統(tǒng)一對立統(tǒng)一 數(shù)字仿真是數(shù)字仿真是 仿真的重要組成部分仿真的重要組成部分 數(shù)字仿真主要內(nèi)容是數(shù)字仿真主要內(nèi)容是 建模、求解建

10、模、求解 仿真用數(shù)學(xué)模型主要是仿真用數(shù)學(xué)模型主要是 機(jī)理模型機(jī)理模型1 自控系統(tǒng)的基本概念一、定義：一、定義： 二、作用與應(yīng)用二、作用與應(yīng)用1、應(yīng)用：、應(yīng)用： 節(jié)省人力、提高效率節(jié)省人力、提高效率 運(yùn)行優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜過程運(yùn)行優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜過程2、作用：、作用：三、與人工的區(qū)別：三、與人工的區(qū)別： 1、共同點(diǎn)：、共同點(diǎn)： 控制過程同控制過程同2、不同點(diǎn)：、不同點(diǎn)： 系統(tǒng)組成型式不同系統(tǒng)組成型式不同 人靈活，易疲勞，可靠性和精度不高，人靈活，易疲勞，可靠性和精度不高， 自控相反自控相反 組成組成1 1）控制（調(diào)節(jié)）對象）控制（調(diào)節(jié)）對象2 2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)3 3）測量元件）測量元件4 4）控

11、制（調(diào)節(jié)）器）控制（調(diào)節(jié)）器分類分類單回路單回路簡單簡單按按復(fù)雜程度復(fù)雜程度數(shù)字?jǐn)?shù)字離散離散干擾干擾偏差偏差調(diào)節(jié)依據(jù)調(diào)節(jié)依據(jù)前饋前饋復(fù)合復(fù)合復(fù)雜復(fù)雜模擬模擬連續(xù)連續(xù)控制器組成控制器組成反饋反饋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)已知已知程序程序未知未知隨動隨動恒定恒定定值定值設(shè)定值設(shè)定值傳輸形式傳輸形式設(shè)定值設(shè)定值控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分類方式分類方式前饋控制前饋控制 f（t） y（t） 測量測量儀表儀表前饋調(diào)前饋調(diào)節(jié)器節(jié)器調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥閥對對象象 復(fù)合控制復(fù)合控制 前饋調(diào)前饋調(diào)節(jié)器節(jié)器 檢測儀檢測儀表表反饋調(diào)反饋調(diào)節(jié)器節(jié)器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥對象對象 檢測儀檢測儀表表2.1 自控系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)自控系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)評定系統(tǒng)好壞的品質(zhì)指標(biāo)

12、：評定系統(tǒng)好壞的品質(zhì)指標(biāo)：余差、最大偏差、過渡時間、衰減比余差、最大偏差、過渡時間、衰減比對象的不同的特性：對象的不同的特性：放大系數(shù)、時滯、時間常數(shù)等放大系數(shù)、時滯、時間常數(shù)等 過渡過程的質(zhì)量指標(biāo)）最大偏差）最大偏差A(yù)小小）過渡時間）過渡時間ts短短 變化到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的時間變化到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的時間過渡過程的質(zhì)量指標(biāo) ）余差）余差C 小小新穩(wěn)定值與給定值之差。精度新穩(wěn)定值與給定值之差。精度）衰減比）衰減比B/B1大大，靈敏，不穩(wěn)定；靈敏，不穩(wěn)定；）振蕩周期）振蕩周期Tp6）超調(diào)值）超調(diào)值B/(A-B)2.2 自控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律（控制策略）（控制策略）調(diào)節(jié)規(guī)律 調(diào)節(jié)信號隨時間變化的

13、規(guī)律調(diào)節(jié)信號隨時間變化的規(guī)律 指調(diào)節(jié)器輸入和輸出之間的關(guān)系指調(diào)節(jié)器輸入和輸出之間的關(guān)系、雙位調(diào)節(jié)、雙位調(diào)節(jié) 輸出只有兩個值，開與關(guān)輸出只有兩個值，開與關(guān) 動作頻繁，易損，可靠性差。動作頻繁，易損，可靠性差。 結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)。 被調(diào)參數(shù)被調(diào)參數(shù)等幅振蕩等幅振蕩2、比例調(diào)節(jié)（、比例調(diào)節(jié)（proportional）1）比例調(diào)節(jié)規(guī)律）比例調(diào)節(jié)規(guī)律 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器的與被測參數(shù)的與被測參數(shù)的成比例成比例 3)特點(diǎn)：v成比例，無延遲成比例，無延遲v動作平滑，動作平滑， 但存在余差但存在余差vKc增大，余差下降；振蕩加強(qiáng)；工作周增大，余差下降；振蕩加強(qiáng)；工作周期縮短期縮

14、短3、比例積分調(diào)節(jié)、比例積分調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器的成正比成正比 特點(diǎn)：特點(diǎn)： “ “有差則動，無差則停有差則動，無差則停”；積分飽和現(xiàn)象：積分飽和現(xiàn)象：輸出超過糾正偏差所需要的輸出值輸出超過糾正偏差所需要的輸出值2）比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律1比例積分作用的特性：比例積分作用的特性： 比例比例主、先、粗主、先、粗 ，及時克服干擾。，及時克服干擾。 積分積分后、細(xì)，逐漸克服余差。后、細(xì)，逐漸克服余差。2積分時間積分時間T T對過渡過程的影響對過渡過程的影響 T Tk kc c/k/k1 1 短：除余差快；不穩(wěn)定，振蕩強(qiáng)；短：除余差快；不穩(wěn)定，振蕩強(qiáng)；A A小小 4、PID調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)1）微分調(diào)節(jié)）微分調(diào)節(jié)(De

15、rivative)： 根據(jù)根據(jù)偏差變化速度偏差變化速度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)“超前調(diào)節(jié)超前調(diào)節(jié)” ” 輸入變化時，輸入變化時， 才有輸出，不單用才有輸出，不單用2）比例微分調(diào)節(jié)）比例微分調(diào)節(jié)利于克服干擾，降低最大偏差。利于克服干擾，降低最大偏差。 3）PID調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)規(guī)律1原理：原理： 比例比例基本基本 微分微分克服滯后克服滯后 積分積分消除余差消除余差 2特征參數(shù) 比例度、積分時間、和微分時間比例度、積分時間、和微分時間三三 過程動態(tài)分析過程動態(tài)分析1、 時間常數(shù)和穩(wěn)態(tài)增益時間常數(shù)和穩(wěn)態(tài)增益時間常數(shù)時間常數(shù)：達(dá)到穩(wěn)值達(dá)到穩(wěn)值63.2%63.2%時經(jīng)歷的時間時經(jīng)歷的時間穩(wěn)態(tài)增益：穩(wěn)態(tài)增益：響應(yīng)的最終值響應(yīng)

16、的最終值2、 超調(diào)量和衰減比超調(diào)量和衰減比（二）定量分析3、放大系數(shù)、放大系數(shù)輸出、輸入變化量之比輸出、輸入變化量之比4、對象的滯后、對象的滯后傳遞（純）滯后：傳遞（純）滯后：由設(shè)備的容積或反應(yīng)時由設(shè)備的容積或反應(yīng)時間引起的滯后間引起的滯后容量（過渡）滯后：容量（過渡）滯后：指被調(diào)參數(shù)由開始變指被調(diào)參數(shù)由開始變 化至接近穩(wěn)定值的時間?；两咏€(wěn)定值的時間。過程控制目標(biāo)過程控制目標(biāo) 2） 確保過程的穩(wěn)定性確保過程的穩(wěn)定性 3） 過程最優(yōu)化過程最優(yōu)化 一、控制系統(tǒng)分類：一、控制系統(tǒng)分類：由兩個或以上調(diào)節(jié)器、被調(diào)參數(shù)等組成由兩個或以上調(diào)節(jié)器、被調(diào)參數(shù)等組成1、提高控制品質(zhì)：、提高控制品質(zhì)：串級、前饋

17、控制串級、前饋控制2、實(shí)現(xiàn)特定要求：、實(shí)現(xiàn)特定要求： 比值、均勻、分程、選擇性控制系統(tǒng)比值、均勻、分程、選擇性控制系統(tǒng)3、非線性控制系統(tǒng)非線性控制系統(tǒng)2、復(fù)雜控制系統(tǒng)：、復(fù)雜控制系統(tǒng)：3.1 串級控制系統(tǒng)一、一、 結(jié)構(gòu)與原理結(jié)構(gòu)與原理1、原理：、原理：引入引入輔助變量，輔助變量，在主回路中串接副回路所組在主回路中串接副回路所組成的系統(tǒng)。成的系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)方框圖串級控制系統(tǒng)方框圖W1（s）W2（s）Wm2（s）W01（s）W02（s）Wv（s）Wm1（s） Y1（s）X1（s） X2（s） F2（s） Y2（s）F1(S)Z1(S) Z2(S)1）主、副調(diào)節(jié)器）主、副調(diào)節(jié)器 2）兩個測量單元

18、）兩個測量單元 3、工作過程、工作過程： 1） 干擾作用于副回路干擾作用于副回路2） 干擾作用于主回路干擾作用于主回路3） 干擾作用于主、副回路干擾作用于主、副回路4、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：主、副串聯(lián)。主、副串聯(lián)。迅速克服副回路干擾，迅速克服副回路干擾，加快調(diào)節(jié)主回路干擾。加快調(diào)節(jié)主回路干擾。副回路副回路先調(diào)、快調(diào)、粗調(diào)先調(diào)、快調(diào)、粗調(diào)主回路主回路后調(diào)、慢調(diào)、細(xì)調(diào)后調(diào)、慢調(diào)、細(xì)調(diào) 6、舉例：、舉例：加藥控制加藥控制控制變量：控制變量：加藥量加藥量 影響因素：影響因素：原水流量原水流量受控變量：受控變量： 主參數(shù)：主參數(shù)：沉淀池出水濁度沉淀池出水濁度 副參數(shù)：副參數(shù)：模擬沉淀出水濁度模擬沉淀出水濁度 水

19、水 藥藥混合混合絮凝絮凝沉淀沉淀Z2CZ1CZ2TZ1T3.2 比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng) 兩個量之間成一定比例關(guān)系兩個量之間成一定比例關(guān)系v1、 開環(huán)開環(huán) v2、 單閉環(huán)單閉環(huán) v3、 雙閉環(huán)雙閉環(huán) v4、 變比值控制變比值控制 單閉環(huán)雙閉環(huán)比值一、概述一、概述 廣義廣義: 程序控制程序控制 實(shí)時控制實(shí)時控制數(shù)字控制數(shù)字控制 綜合控制綜合控制 - 給定值給定值 + 微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī) 被控參數(shù)被控參數(shù)1、生產(chǎn)過程的巡回檢測與數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)過程的巡回檢測與數(shù)據(jù)處理DPS特點(diǎn)：特點(diǎn)：1計(jì)算機(jī)可代替儀表，集中監(jiān)視計(jì)算機(jī)可代替儀表，集中監(jiān)視2數(shù)據(jù)集中，利于指導(dǎo)數(shù)據(jù)集中，利于指導(dǎo) 2、直接數(shù)字控制系統(tǒng)

20、、直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC特點(diǎn)：特點(diǎn)：1計(jì)算機(jī)直接控制，閉環(huán)計(jì)算機(jī)直接控制，閉環(huán)2設(shè)定值不變設(shè)定值不變3經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 4可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制 3、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制SCC提供最佳給定值提供最佳給定值 SCC+模擬調(diào)節(jié)器模擬調(diào)節(jié)器（DDC）4、多級控制、多級控制(集散）集散）DCSDDCDDC+ +SCCSCC+ +MISMIS特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）分級遞階結(jié)構(gòu)分級遞階結(jié)構(gòu) 分散控制和集中管理分散控制和集中管理 2 2）高可靠性高可靠性定義：定義： 現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設(shè)備與控制現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設(shè)備與控制室之間的室之間的全數(shù)字式、開放的、雙向全數(shù)字式、開放的、雙向的通的通信

21、網(wǎng)絡(luò)信網(wǎng)絡(luò)第三章第三章 自控常用儀表自控常用儀表檢測儀表控制儀表執(zhí)行設(shè)備專用（水質(zhì)參數(shù)）專用（水質(zhì)參數(shù)）通用（工作參數(shù)）通用（工作參數(shù)）微處理裝置 模擬調(diào)節(jié)器泵泵閥門閥門2、 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)A、精確度：精確度： 測量值與實(shí)際值的差距測量值與實(shí)際值的差距 B、靈敏度：靈敏度： 儀表輸出變化量與被測參數(shù)變化量之比儀表輸出變化量與被測參數(shù)變化量之比C、變差：變差： 同一儀表反復(fù)測量的最大差值與測量范圍之比同一儀表反復(fù)測量的最大差值與測量范圍之比D、測量儀表的反應(yīng)時間測量儀表的反應(yīng)時間： 內(nèi)部慣性或滯后內(nèi)部慣性或滯后3、 組成組成 1)傳感器傳感器 感受被測量，并轉(zhuǎn)為感受被測量，并轉(zhuǎn)為其他量其他量2

22、）變換器）變換器 將傳感器的輸出量將傳感器的輸出量標(biāo)準(zhǔn)信號標(biāo)準(zhǔn)信號3）傳輸通道）傳輸通道給各環(huán)節(jié)的給各環(huán)節(jié)的I/O信號提供通道信號提供通道4）信號接收設(shè)備接受信號，并顯示、指示、記錄等接受信號，并顯示、指示、記錄等（三）通用檢測儀表1、 流量儀表：流量儀表： 1）堰板流量計(jì)）堰板流量計(jì)2）巴式計(jì)量槽）巴式計(jì)量槽 3）孔板流量計(jì)4）面積容量式）面積容量式5）速度式1電磁流量計(jì)：電磁感應(yīng)定律電磁流量計(jì)：電磁感應(yīng)定律2超聲波流量計(jì)：傳播速度差法1）電氣式）電氣式 2）彈性式）彈性式 3) 其他其他 2、壓力檢測儀表壓力檢測儀表3、液位計(jì)：、液位計(jì)： 恒浮力液位計(jì)壓差式液位計(jì)超聲波液位儀超聲波液位儀

23、4、溫度測量：、溫度測量： 1雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì) 2 熱電偶：熱電偶： 3 熱電阻：熱電阻： （四）專用檢測儀表余氯儀余氯儀污泥濃度測定儀污泥濃度測定儀pH計(jì)計(jì)濁濁度度儀儀電導(dǎo)率測定儀電導(dǎo)率測定儀濁度儀散射光散射光透射光透射光散射透射光散射透射光表面散射光表面散射光（五）在線檢測儀表 1）要求：）要求：便于安裝；抗干擾，具信號隔離、信便于安裝；抗干擾，具信號隔離、信號輸出遠(yuǎn)傳能力；分辨要求不高；號輸出遠(yuǎn)傳能力；分辨要求不高； 2）存在問題：）存在問題：運(yùn)行穩(wěn)定性；自動清洗運(yùn)行穩(wěn)定性；自動清洗：指連續(xù)地采集某種數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)過：指連續(xù)地采集某種數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)過程相連。程相連。 二、控制儀表微處

24、理裝置 模擬調(diào)節(jié)器微處理器比較工作方式順序掃描中斷處理編程方法梯形圖應(yīng)用專用通用IPCPLC硬線標(biāo)準(zhǔn)化程度高差軟件豐富應(yīng)用復(fù)雜計(jì)算現(xiàn)場兼容性高不三、執(zhí)行設(shè)備三、執(zhí)行設(shè)備泵泵 閥門閥門電動、氣動、液動電動、氣動、液動變頻調(diào)速控制系統(tǒng)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)吸水池吸水池變頻調(diào)速器變頻調(diào)速器微機(jī)控制器微機(jī)控制器壓力傳感器壓力傳感器2、常用閥門電動閥電動閥氣動閥氣動閥液動閥液動閥第四章第四章 人工智能人工智能 定義定義 用機(jī)器模仿和實(shí)現(xiàn)人類的智能，實(shí)現(xiàn)腦力用機(jī)器模仿和實(shí)現(xiàn)人類的智能，實(shí)現(xiàn)腦力勞動自動化或半自動化勞動自動化或半自動化專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制模糊控制解釋型推理解釋型推理反射型推理反

25、射型推理似然推理似然推理 模 糊 控 制 系 統(tǒng) *被控對象被控對象傳感器傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)A/DD/A計(jì)算控制變量計(jì)算控制變量模糊量化處理模糊量化處理模糊控制規(guī)則模糊控制規(guī)則模糊決策模糊決策非模糊化處理非模糊化處理二、水廠控制二、水廠控制1 1、意義：、意義： 對非穩(wěn)定工況即時調(diào)節(jié)，保證高效處理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對非穩(wěn)定工況即時調(diào)節(jié)，保證高效處理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，強(qiáng)化生產(chǎn)管理強(qiáng)化生產(chǎn)管理2 2、組成：、組成：1）取水泵站2）加藥間站3）濾池控制4）中控室（二）（二） 各構(gòu)筑物的控制各構(gòu)筑物的控制2、二泵站的控制、二泵站的控制A、按最不利點(diǎn)水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)B、控制點(diǎn)設(shè)于水泵出口恒壓控制、變壓控制恒壓控

26、制、變壓控制3 3、混凝控制、混凝控制1 1模擬法：模擬法： 燒杯試驗(yàn)法、模擬濾池法燒杯試驗(yàn)法、模擬濾池法2 2水質(zhì)參數(shù)法：數(shù)學(xué)模型法水質(zhì)參數(shù)法：數(shù)學(xué)模型法3 3特性參數(shù)法：特性參數(shù)法：流動流動電電流法流法、透光率脈動測定法透光率脈動測定法4 4效果評價(jià)法：經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y法效果評價(jià)法：經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y法（2）常用混凝控制方案混凝控制系統(tǒng)框圖混凝控制系統(tǒng)框圖Q計(jì)計(jì)沉淀出水沉淀出水濁度濁度四沉淀池及澄清池控制四沉淀池及澄清池控制1 1、控制內(nèi)容控制內(nèi)容 排泥控制排泥控制2 2、排泥控制技術(shù)、排泥控制技術(shù) 根據(jù)泥位、周期、積泥規(guī)律根據(jù)泥位、周期、積泥規(guī)律 五濾池的控制五濾池的控制 按濾池的水頭損失、濾后水濁度；周期按濾池的水頭損失、濾后水濁度；周期六加氯消毒控制器控制器2余氯余氯2控制器控制器1出廠水出廠水加氯管道加氯管道加氯機(jī)加氯機(jī)余氯余氯11流量比例控制2余氯反饋控制3復(fù)合環(huán)控制4串級控制復(fù)合控制系統(tǒng)比例控制比例控制器器加氯加氯機(jī)機(jī)余氯余氯控制控制器器流量計(jì)流量計(jì)余氯分析儀余氯分析儀