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第1章 自动控制基础知识1

1.1自动控制系统的概念与构成1

1.1.1自动控制系统的概念1

1.1.2自动控制系统的构成5

1.1.3自动控制系统的分类7

1.2传递函数与环节特性11

1.2.1方块图和传递函数11

1.2.2典型环节的动态特性及传递函数14

1.3自动控制系统的过渡过程及品质指标21

1.3.1典型输入信号21

1.3.3自动控制系统的过渡过程23

1.3.2自动控制系统的静态与动态23

1.3.4自动控制系统的品质指标25

1.4自动控制的基本方式27

1.4.1位式控制28

1.4.2比例控制30

1.4.3比例积分控制34

1.4.4比例积分微分控制38

1.4.5控制方式的选择41

1.4.6控制参数整定42

1.5双位逻辑控制系统46

1.5.1逻辑代数初步46

1.5.2真值表51

1.5.3卡诺图52

1.5.4双位逻辑系统的结构与实现方法56

1.5.5逻辑控制系统的建立59

1.6控制科学与技术的发展61

1.6.1计算机控制系统概述61

1.6.2智能信息处理技术64

1.6.3控制理论的完善与控制技术的发展66

思考题与习题67

第2章 给排水自动化仪表与设备68

2.1检测技术基础68

2.1.1检测的概念68

2.1.2检测仪表的组成69

2.1.3仪表的性能指标71

2.1.4检测仪表的发展方向78

2.2典型水质检测仪表79

2.2.1pH值检测仪表79

2.2.2电导率检测仪表83

2.2.3溶解氧检测仪表86

2.2.4浊度检测仪表89

2.2.5生化需氧量（BOD）检测仪表94

2.2.6化学需氧量（COD）检测仪表97

2.2.7紫外（UV）吸收检测仪表100

2.2.8总有机碳（TOC）检测仪表101

2.2.9总需氧量（TOD）检测仪表103

2.2.10余氯在线检测仪表105

2.3.1水质自动监测站（点）的选定108

2.3水质自动监测系统108

2.3.2自动站水样的采集110

2.3.3自动监测的项目和仪器的选定111

2.3.4数据的传输及处理112

2.4工作参数在线检测仪表113

2.4.1流量检测仪表113

2.4.2压力检测仪表133

2.4.3液位检测仪表137

2.5可编程控制仪表142

2.5.1概述142

2.5.2PLC控制系统与电器控制系统的比较145

2.5.3PLC的基本组成149

2.5.4PLC的工作原理155

2.5.5PLC的性能指标与发展趋势157

2.6执行设备159

2.6.1往复泵及其调节159

2.6.2离心泵及其调节162

2.6.3调节阀的基本特性168

思考题与习题171

第3章 水泵及管道系统的控制调节173

3.1调节的内容与意义173

3.2水泵—管路的双位控制系统173

3.3水泵的调速控制178

3.3.1水泵调节的类型178

3.3.2水泵的调速方法180

3.3.3水泵调速运行的方式182

3.4恒压给水系统控制技术182

3.4.1变频调速恒压给水技术182

3.4.2恒压给水系统压力控制点的位置184

3.4.3气压给水系统的控制问题187

3.4.4变频调速给水系统中水泵的组合优化189

3.5污水泵站组合运行系统193

3.5.1控制系统的构成193

3.5.2系统软件设计194

3.5.3运行效益分析196

3.6给水监控与调度系统196

3.6.2数据管理和应用197

3.6.1系统结构和功能197

3.6.3中心调度室的设施198

3.7给水监控系统应用实例199

3.7.1给水监控系统的技术功能199

3.7.2数学模型分析及水泵并联特性动态显示201

3.7.3抗干扰问题202

思考题与习题203

第4章 给水处理系统控制技术204

4.1混凝投药单元的控制技术204

4.1.1混凝与混凝控制204

4.1.2混凝控制技术分类205

4.1.3几种典型的混凝控制技术简介207

4.1.4流动电流混凝控制技术213

4.1.5透光率脉动混凝投药控制技术223

4.1.6絮体影像混凝投药控制技术231

4.1.7混凝投药智能复合控制技术235

4.2沉淀池运行控制技术244

4.2.1技术概况与分类244

4.2.2应用实例1245

4.2.3应用实例2246

4.2.4应用实例3247

4.2.5应用实例4248

4.3滤池的控制技术249

4.3.1滤池控制的基本内容与基本方式249

4.3.2虹吸滤池的运行控制实例249

4.3.3V型滤池监控系统252

4.4.1氯投加系统与设备258

4.4氯气的自动投加与控制技术258

4.4.2氯气投加的自动控制260

4.4.3应用中的一些问题262

4.5供水企业监视控制和数据采集（SCADA）系统263

4.5.1供水企业SCADA系统概述263

4.5.2系统总体结构264

4.5.3系统站点组成268

4.5.4系统检测及控制功能273

思考题与习题276

第5章 污水处理厂的检测仪表与ICA技术277

5.1概述277

5.1.2设计与安装仪表设备的要点278

5.1.1安装仪表设备的目的278

5.2污水处理厂的检测项目与取样279

5.2.1常规检测项目279

5.2.2检测的取样280

5.3检测仪表与方法的选择284

5.3.1仪表的安装位置与检测对象284

5.3.2检测仪表与方法的选择284

5.4污水处理厂常用的检测方法与仪表设备293

5.4.1流量的检测方法与设备293

5.4.2污泥浓度的检测方法与仪表296

5.4.3污泥界面的检测方法与仪表298

5.4.4有机物的检测方法与仪表299

5.4.5呼吸仪的检测原理及其测量方法301

5.4.6营养物在线传感器304

5.4.7采样系统306

5.4.8检测信号的变换方法306

5.4.9信号的接收及其仪表设备309

5.4.10仪表设备的设置310

5.5污水处理系统ICA技术及其现状311

5.5.1ICA技术及其运行目标312

5.5.2ICA技术的限制性和促进性因素313

5.5.3ICA技术在国外的应用现状314

思考题与习题317

6.1.1监视控制方式319

6.1监视控制方式与项目的选择319

第6章 污水处理厂的监视控制与自动控制319

6.1.2监视控制项目322

6.2监视控制仪表设备的选择323

6.2.1监视操作仪表设备324

6.2.2控制设备327

6.3污水处理厂的计算机控制系统329

6.3.1计算机控制系统的基本组成与特点330

6.3.2计算机控制系统的分类333

6.3.3计算机控制系统的规划与设置337

6.3.4计算机控制系统的设备选择340

6.4.1污水泵站的自动控制341

6.4污水泵站的自动控制及其设备341

6.4.2污水泵站的远距离监视控制347

6.4.3排水泵站计算机控制与管理系统的应用350

6.5生物脱氮系统的控制和优化354

6.5.1曝气量和DO浓度的控制354

6.5.2内循环回流量的控制356

6.5.3外碳源投加量的控制357

6.5.4SRT和污泥排放量的控制357

6.5.5污泥回流量的控制358

6.5.6分段进水的控制359

6.6厌氧生物处理系统的过程控制360

6.6.1厌氧处理工艺的控制目标和主要测定变量361

6.6.2pH值和Eh对厌氧消化过程的影响362

6.6.3温度对厌氧生物处理的影响364

6.6.4厌氧生物处理过程中的监测和控制365

6.6.5厌氧消化过程中硫化氢毒性物质的控制367

6.6.6厌氧消化过程控制因素368

6.7SBR的控制与优化370

6.7.1实现SBR法自动控制的必要性370

6.7.2SBR法自动控制的策略及意义372

6.7.3以DO、pH和0RP作为SBR法的实时控制参数372

6.7.4SBR法计算机自动控制系统的研制377

6.8生物除磷系统的控制与优化378

6.8.1生物除磷系统的主要环境影响因素378

6.8.2生物除磷工艺系统的优化设计380

6.9.1污水预处理设施384

6.8.3生物除磷工艺的运行优化384

6.9污水处理厂的自动控制及应用384

6.9.2初次沉淀池385

6.9.3曝气池386

6.9.4二次沉淀池391

6.9.5加氯消毒混合池393

6.9.6污泥浓缩池394

6.9.7厌氧消化池394

6.9.8污泥脱水预处理设施395

6.9.9脱水机396

思考题与习题397

参考文献399