环境工程自动化控制系统解析

“PRY环境工程仪表与自动化复习资料整理” PRY环境工程仪表与自动化是涉及环境工程领域中自动化控制的重要课程。这份复习资料详细梳理了自动化控制系统的发展历程、基本原理以及关键性能指标。 首先，自动控制系统的发展可以分为四个主要阶段。在20世纪50年代，基于基地式控制器的系统开始出现，虽然简单易修，但设定和调整并不容易。随后的60年代，单元组合仪表控制系统成为主流，分为电动和气动两类，其中4-20mA的直流电流信号（DDZ-III系列）被广泛采用。进入70年代，计算机控制系统开始兴起，DDC系统被更先进的DCS（集散控制系统）所取代。最后，80年代以后，出现了二级优化控制，实现了在DCS基础上的先进控制和优化控制。 PID控制是自动化控制的基础，它简单易懂且能有效控制无时间延迟的单回路系统。PID控制规律在工业过程控制中占据了大约80%至90%的比例。该控制策略通过比较被控变量与设定值的偏差来调整输出，确保系统的稳定运行。 闭环控制系统和开环控制系统的区别在于反馈机制。闭环系统依赖于偏差进行控制，当存在偏差时即启动控制作用，但响应速度可能较慢，且系统内部协调不当可能导致失去控制。相比之下，开环控制系统不测量被控变量，而是根据输入信号直接进行控制，但无法消除扰动导致的偏差。 自动控制系统的品质指标是衡量其性能的关键。例如，衰减比n是指系统受扰动后，第一个波的振幅与后续波振幅的比值。较高的n值意味着更好的稳定性，一般期望衰减比在4:1到10:1之间，以保证两个波的过渡过程。此外，最大动态偏差emax、余差e(∞)、回复时间Ts和振荡频率w也是评估控制性能的重要参数。 复习资料中还提到了一些实用的转换和概念，如压力单位1kgf/cm2等于14.7PSI，国际压力单位通常用MPa表示，高浓度的H2SO4（93%）具有最高的导电率，以及ORP（氧化还原电位）和PLC（可编程逻辑控制器）的相关知识，其中AB品牌的PLC被认为是最好的。 这份复习资料涵盖了环境工程仪表与自动化控制的多个核心知识点，对于理解和掌握这一领域的技术有着重要的参考价值。