水厂自动控制中串级调适的应用研究.pdfVIP

第 31 卷 　第 5 期 哈 　尔 　滨 　建 　筑 　大 　学 　学 　报 Vol. 31 　No 5 1998 年 10 月 Journal of Harbin University of C. E. Architecture Oct. 1998 水厂自动控制中串级调节的应用研究 杨万东 石　颖 吕宏德 崔福义 (博士后流动站) ( 哈尔滨建筑大学) ( 黑龙江省建筑工程学校) ( 哈尔滨建筑大学) 通过对自动控制理论中串级调节的介绍 , 探讨了如何将该调节应用于水厂 　　摘 　要 　 的自动控制 , 并给出了混凝投药和加氯消毒这两个可应用该调节补充和完善原控制系统的 具体实例。 关键词 　自动控制; 串级调节; 混凝投药 ; 加氯消毒 ; 给水处理 TU99122 分类号 　 随着水厂自动化程度的不断提高 , 其对各个环节的控制也就相应地有了更严格的 要求 , 要求各个环节的自动化程度更高、更完善 , 如控制精度、准确性、响应时间、 控制可靠性等 , 这可能不仅是对传感器和控制仪表提出了新的挑战 , 而且也需要应用 更多的自动控制理论加以支持。事实上 , 在高新技术蓬勃发展的今天 , 检测技术不断 完善 , 控制仪表日趋完美 , 如何将其更好地应用于实际已成为关键。本文从自动控制 的理论入手 , 在分析了水厂混凝投药和加氯消毒的两个具体环节之后 , 给出了两个运 用串级调节来进行自动控制的更加完善的模式 , 为水厂更好地运用自控理论实现水厂 自动化, 提供了一条新的途径。 1 　自动控制理论中的串级调节 串级调节是一项较为成型的技术 , 其是相对于单回路控制而言的。依据自动控制 理论 , 在串级调节系统中 , 有两个控制器 , 即主控制器和副控制器 , 二者串联连接 , 主控制器的输出为副控制器的设定值 , 副控制器输出控制执行机构。串级的目的是为 了保证主参数的控制质量。串级调节系统的原理方框图见图 1 。 图 1 　串级调节系统原理方框图 收稿日期 : 1997 - 10 - 27 杨万东　男　博士后/ 哈尔滨建筑大学市政环境工程学院 ( 150008) 第 5 期 杨万东等 : 水厂自动控制中串级调节的应用研究 65 　　主从图 1 中可以看出 , 串级调节有两个回路构成: a 主回路 ———整个串级调节系统 , 它包括主控制器、副回路、主对象及主参数测 量变送等部分 , 也称外环或主环。 b 副回路 ———是处于串级调节系统内部的 , 由副参数测量变送、副控制器和副对 象等构成的内部回路 , 也称内环或副环。 因此 , 在应用串级调节时 , 两个回路的设计是十分重要的。 2 　水厂的自动化控制 水厂自动化的基础是各个环节自动控制的实现 , 其主要包括取水泵房、混凝投药、 沉淀工艺、过滤工艺、加氯消毒、送水泵房的自动控制等。以往水厂中这些环节的自 动控制基本上以单环控制为主 , 通过维持一个控制点的检测值来实现。现以混凝投药 和加氯消毒两个环节为例作分析如下。 2 1 　混凝投药 混凝投药是水处理工艺的重要环节之一 , 其位于水处理工艺的前端。投药的多少 将直接影响后续工艺的处理效果 , 而且每时每刻