水工業儀錶自動化 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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呂武軒 著

圖書標籤:

• 水工業
• 儀錶
• 自動化
• 過程控製
• 傳感器
• 流量測量
• 液位測量
• 水處理
• 工業自動化
• 數據采集

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122111852

版次：1

商品編碼：10841744

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-10-01

頁數：507

正文語種：中文

內容簡介

《水工業儀錶自動化》首先介紹瞭水質監測的基礎知識，詳盡介紹瞭各種水質監測儀器的原理、結構、使用經驗與維護要點，之後闡述瞭經典與現代自動控製論基礎知識、各種控製係統構成規則以及水處理典型工藝流程常用自動控製係統分析與設計要點，尤其側重介紹瞭在現有水處理工程中大量采用的PID控製器特性及參數整定技巧，同時介紹瞭近年來發展的模糊控製、神經網絡控製、無模型自適應控製、智能控製等先進控製算法的基本原理及其在水處理工藝過程優化控製中的應用，為實現將水汙染防治工程與設施同測控技術裝備融為一體、以信息化帶動工業化的“兩化閤一”奠定技術基礎。
《水工業儀錶自動化》將水質監測儀器和自動控製理論與水處理工藝過程有機結閤，有助於提高該行業技術人員的專業知識和技術水平。

目錄

第1篇 水質監測儀器及水處理工程用儀器設備
第1章 檢測技術基本知識
1.1 水處理過程中的監測儀器
1.2 檢測儀器性能與技術指標
1.3 檢測儀器的分類
1.4 檢測儀錶的組成
1.5 常用檢測儀器的原理
1.5.1 電磁法
1.5.2 光學法
1.5.3 微波法
1.5.4 超聲法

第2章 在綫式水質監測儀器
2.1 引言
2.1.1 概述
2.1.2 在綫水質分析儀器的發展
2.1.3 在綫水質分析儀器在水處理工業中的應用
2.2 在綫式水質常規參數檢測儀
2.2.1 pH檢測儀
2.2.2 ORP檢測儀
2.2.3 電導率檢測儀
2.2.4 在綫式溶解氧檢測儀
2.2.5 濁度/懸浮物濃度檢測儀
2.2.6 多參數水質分析儀
2.3 在綫式水質分析儀
2.3.1 化學需氧量在綫分析儀
2.3.2 生化需氧量在綫分析儀
2.3.3 總有機碳在綫分析儀
2.3.4 氨氮在綫分析儀
2.3.5 硝酸鹽氮/亞硝酸鹽氮在綫分析儀
2.3.6 總氮在綫分析儀
2.3.7 總磷在綫分析儀
2.3.8 磷酸鹽在綫分析儀
2.3.9 鈉離子在綫分析儀
2.3.10 在綫矽分析儀
2.3.11 六價鉻在綫分析儀
2.3.12 離子在綫分析儀
2.3.13 餘氯/總氯在綫分析儀和二氧化氯在綫分析儀
2.3.14 聯氨在綫分析儀
2.3.15 堿度在綫分析儀
2.3.16 電極法臭氧在綫分析儀
2.3.17 硬度在綫分析儀
2.3.18 水中油在綫分析儀
2.3.19 水質自動采樣器
2.4 水質自動監測站
2.4.1 水質自動監測站的組成
2.4.2 水質自動監測站建設的技術要求
2.4.3 方案設計
2.4.4 數據采集�泊�理�部刂篇蠶允驚餐ㄑ斷低�

第3章 水處理工程專用儀器和設備
3.1 水處理工程專用儀器
3.1.1 液位（水位)測量儀錶
3.1.2 流速/流量測量儀錶
3.1.3 流動電流檢測器
3.1.4 汙泥界麵儀
3.1.5 汙染指數SDI測試儀
3.1.6 熒光示蹤劑濃度監測儀
3.1.7 沉降速度�采鍁逡鶴嵌燃觳餛�
3.2 執行機構
3.2.1 計量泵
3.2.2 蠕動泵

第2篇 自動控製係統及其在水處理典型工藝中的應用
第4章 自動控製係統基本知識
4.1 概述
4.2 基本知識
4.2.1 自動控製係統的組成
4.2.2 反饋控製係統的分類
4.2.3 反饋控製係統性能評價
4.2.4 微分方程
4.2.5 傳遞函數
4.2.6 頻率特性
4.2.7 單位階躍響應
4.3 穩定性
4.3.1 定義
4.3.2 判定方法
4.3.3 穩定性判據
4.3.4 穩定餘量
4.3.5 穩態偏差
4.4 動態品質分析
4.4.1 品質指標
4.4.2 分析方法
4.5 係統的校正
4.5.1 串聯校正
4.5.2 局部反饋校正

第5章 自動控製係統
5.1 概述
5.2 自動控製係統的分類
5.3 自動控製係統的品質評價
5.3.1 靜態特性與動態特性
5.3.2 自動控製係統的過渡過程和品質指標
5.4 控製對象的數學模型
5.4.1 靜態（或穩態)數學模型
5.4.2 動態數學模型
5.4.3 軟測量技術及軟測量模型
5.5 控製器的控製規律
5.5.1 開關式控製
5.5.2 比例（P)控製
5.5.3 積分（I)作用和比例+稱分（PI)控製
5.5.4 微分（D)作用和比例+徽分（PD)控製
5.5.5 比例+積分+微分（PID)控製
5.5.6 離散比例積分微分控製
5.6 控製器參數的經驗整定
5.6.1 PID控製係統動態品質評價
5.6.2 PID控製器參數整定
5.7 PID性能改善
5.7.1 概述
5.7.2 自整定或自調諧
5.8 常規控製係統
5.8.1 簡單控製係統
5.8.2 復雜控製係統
5.9 先進控製
5.9.1 概述
5.9.2 預測控製
5.9.3 推斷控製
5.9.4 雙重控製
5.9.5 解耦控製
5.9.6 自適應控製
5.9.7 滯後補償控製
5.9.8 智能控製
5.10 其他類型控製模式
5.10.1 無模型自適應控製技術
5.10.2 通用模型控製
5.10.3 內模控製
5.10.4 模型差動極值調節係統

第6章 水處理單元操作自動化
6.1 概述
6.2 pH控製
6.2.1 概述
6.2.2 工業廢水中和處理過程pH模糊控製
6.2.3 汙水處理中和反應過程pH控製
6.2.4 濕法煙氣脫硫裝置中的pH控製
6.2.5 陰陽床再生汙水pH控製
6.2.6 乙烯裝置急冷水pH先進控製
6.2.7 油田汙水處理pH模糊控製
6.2.8 酸性工業廢水中和處理pH控製
6.2.9 工業廢水電絮凝一體化裝置pH控製
6.3 ORP控製
6.3.1 ORP控製SBR曝氣風量
6.3.2 泳池水處理自動加藥
6.3.3 含氰、鉻電鍍廢水處理ORP控製
6.4 電導率（電阻率）控製
6.4.1 循環冷卻水水質監測與濃縮倍數自動保持係統
6.4.2 鍋爐供水化學淨化過程極值控製
6.5 混凝投藥控製技術及應用
6.5.1 現有技術
6.5.2 定量分析絮體形狀及混凝劑加注量自動調節
6.5.3 沉降速度�渤吻逡鶴嵌燃觳餛饔胄蹌�劑優化投加係統
6.5.4 絮凝劑投加量最佳控製
6.6 溶解氧自動控製係統
6.6.1 鍋爐供水除氧劑自動投加與溶解氧控製係統
6.6.2 曝氣過程溶解氧自動控製係統
6.7 循環冷卻水自動加藥係統
6.7.1 概述
6.7.2 空調循環冷卻水係統平衡計算
6.7.3 循環冷卻水質測控技術要求
6.7.4 循環冷卻水係統現行水質測控方案比較
6.7.5 中央空調循環冷卻水水質測控成套設備
6.7.6 工業循環冷卻水水質測控係統
6.8 次氯酸鈉/二氧化氯自動加藥及餘氯控製
6.8.1 次氯酸鈉消毒
6.8.2 二氧化氯消毒
6.8.3 常用加藥方式
6.8.4 自動加藥應用實例
6.9 鍋爐爐水協調磷酸鹽�瞤H值控製
6.9.1 工藝要求
6.9.2 數學模型
6.9.3 投加藥劑原則
6.9.4 自動加藥方案
6.10 多參數控製及先進控製
6.10.1 廢水處理工藝過程神經網絡智能控製
6.10.2 生物電極脫氮工藝模糊控製
6.10.3 用化學法強化生物除磷的優化控製
6.10.4 氨氮與硝酸鹽氮控製
6.10.5 由磷酸鹽和總磷分析儀構成的優化控製係統
6.10.6 汙泥齡自動控製係統
6.10.7 汙泥迴流控製
6.10.8 分段曝氣溶解氧控製
6.10.9 碳源投加控製
6.11 反滲透裝置控製
6.11.1 概述
6.11.2 反滲透電控係統技術要求
6.12 PLC、DCS、FCS、SCADA、WSN
6.12.1 PLC、DCS、FCS
6.12.2 SCADA
6.12.3 現場總綫在汙水處理廠控製係統中的應用
6.12.4 無綫傳感器網絡的現狀與趨勢

第3篇 工程應用
第7章 汙水處理工藝過程優化控製係統
7.1 汙水處理過程建模
7.1.1 基於機理模型的齣水水質指標
7.1.2 基於軟測量模型的齣水水質指標
7.1.3 入水水量及水質預測模型
7.2 汙水處理過程優化控製
7.2.1 入水流量優化控製
7.2.2 溶解氧濃度優化控製
7.2.3 溶解氧仿人智能控製應用
7.2.4 汙泥濃度迴路控製
7.3 汙水處理過程異常工況診斷
7.3.1 汙泥膨脹預測
7.3.2 工業毒水診斷

第8章 水工業儀錶自動化技術發展趨勢
8.1 汙水處理廠綜閤自動化係統
8.1.1 城市汙水處理廠存在的問題
8.1.2 綜閤自動化係統的體係結構
8.1.3 綜閤自動化係統功能描述
8.2 無綫技術在汙水處理行業的應用
8.2.1 汙水處理廠有綫通訊方式存在的問題
8.2.2 無綫技術在汙水處理廠的應用
8.2.3 無綫技術在城市汙水處理係統的應用
8.3 汙水處理過程故障診斷
8.3.1 故障診斷技術應用的必要性
8.3.2 故障診斷技術簡介
8.3.3 汙水處理工藝流程故障診斷方法
8.3.4 故障診斷專傢係統
8.4 智能儀錶在汙水處理廠的應用
8.4.1 智能儀錶的特點
8.4.2 智能儀錶的結構
8.4.3 智能儀錶的發展趨勢
8.4.4 智能儀錶在汙水處理廠的使用
附錄 部分在綫式水質監測儀器
參考文獻

工業過程控製與優化技術 本書深入探討瞭現代工業生産過程中至關重要的過程控製理論、先進控製策略以及係統優化方法。內容涵蓋瞭從基礎的傳感器技術、執行器原理到復雜的分布式控製係統（DCS）和可編程邏輯控製器（PLC）的架構與應用。 第一部分：過程控製基礎理論 本部分為讀者打下堅實的控製理論基礎。 第一章：工業過程的特性與建模 詳細分析瞭化工、冶金、能源等典型工業過程的動態特性，如慣性、純滯後、非綫性和時變性。重點講解瞭如何利用一階、二階常微分方程模型描述這些過程，並介紹瞭針對復雜係統的辨識方法，包括脈衝響應法、階躍響應法以及基於頻率響應的辨識技術。還包括瞭模型降階與簡化在實際工程中的應用策略。 第二章：經典反饋控製原理 係統闡述瞭PID控製器的工作原理、結構組成及其在工業現場的實現方式。深入剖析瞭PID參數的整定方法，包括Ziegler-Nichols方法、帶有多重限製的最小二乘法（LMS）以及基於模型的模擬整定技術。討論瞭前饋控製、串級控製以及比值控製等高級經典控製結構的設計與應用，並分析瞭這些結構如何有效改善過程響應速度和抗擾動能力。 第三章：過程安全與可靠性 本章聚焦於工業控製係統（ICS）的安全運行。內容涉及過程安全儀錶係統（SIS）的設計標準，如IEC 61508和IEC 61511的要求。詳細講解瞭安全完整性等級（SIL）的確定流程，包括危害和可操作性分析（HAZOP）以及風險評估技術。同時，探討瞭控製迴路的故障診斷與隔離技術，確保係統在發生異常情況時能進入安全狀態。 第二部分：先進過程控製（APC）技術 本部分轉嚮更復雜、更高效的控製策略，以應對高精度、高能效的生産需求。 第四章：模型預測控製（MPC） 作為現代化工和石油工業的核心技術，MPC被詳盡闡述。從其基本原理——在綫優化、滾動時域計算齣發，係統介紹瞭MPC的數學基礎，包括綫性MPC（LMPC）的二次規劃（QP）求解方法以及非綫性MPC（NMPC）的實時優化挑戰與解決方案。特彆關注瞭MPC在多變量耦閤過程（如精餾塔控製）中的應用案例分析，以及如何處理約束條件（輸入約束和狀態約束）。 第五章：先進狀態估計與軟測量 在許多工業應用中，關鍵過程變量（如産品質量指標）難以在綫直接測量。本章介紹瞭狀態估計技術，特彆是卡爾曼濾波（Kalman Filter）及其擴展形式（EKF, UKF）在噪聲數據處理和狀態重構中的應用。詳細討論瞭軟測量（Soft Sensing）技術，包括基於統計學的偏最小二乘（PLS）模型和基於神經網絡的智能軟測量模型的構建、驗證與部署。 第六章：自適應與魯棒控製 針對過程參數時常變化的係統，本章探討瞭如何設計具有自適應能力的控製器。內容涵蓋參數自整定控製、基於模型的自適應控製（MRAC）以及切換控製策略。魯棒控製理論部分，側重於$H_{infty}$控製器的設計，分析瞭如何保證控製器在模型不確定性存在時的性能和穩定性。 第三部分：工業控製係統架構與集成 本部分關注控製係統的工程實現、數據管理與集成。 第七章：分布式控製係統（DCS）與PLC/PAC 詳細對比瞭DCS和PLC/PAC（可編程自動化控製器）的架構特點、適用範圍和集成方法。重點解析瞭現代DCS的層次結構，包括操作員站、工程師站、控製服務器和現場總綫。討論瞭如何利用PAC實現更快速、更靈活的邏輯控製和運動控製任務的集成。 第八章：現場總綫與工業以太網 全麵介紹瞭用於現場設備通信的各類標準，如PROFIBUS DP/PA、FOUNDATION Fieldbus以及現代工業以太網協議（如Profinet和EtherNet/IP）。分析瞭這些通信方式在數據傳輸速率、實時性、診斷能力和網絡安全性方麵的優缺點，並指導讀者如何根據應用需求選擇閤適的總綫技術。 第九章：控製係統的數據管理與網絡安全 隨著工業4.0的推進，數據采集與分析變得至關重要。本章介紹瞭數據采集與監視控製係統（SCADA）的數據結構、曆史數據庫（Historian）的應用。同時，係統地闡述瞭針對工控網絡的安全威脅（如惡意軟件和DDoS攻擊）的防禦策略，包括網絡分段、訪問控製列錶（ACLs）的配置以及操作員安全意識培訓。 第四部分：過程優化與智能製造 本部分探討瞭如何利用控製和優化技術提升整體生産效率和經濟效益。 第十章：實時優化（RTO）與經濟性分析 本章將過程控製提升到經濟效益層麵。介紹瞭實時優化器的基本結構，該優化器通常運行在APC層之上，利用實時過程數據，根據經濟模型（如原料成本、能源價格、産品售價）計算齣最優的設定點。詳細解析瞭如何構建和求解綫性規劃（LP）或非綫性規劃（NLP）模型以實現經濟效益最大化。 第十一章：高級過程控製係統的性能評估與維護 控製係統投入運行後，持續的性能監控至關重要。本章介紹瞭衡量控製性能的指標，如誤差均方根（RMSE）、積分絕對誤差（IAE）和過程變異係數。講解瞭如何利用專門的性能監控軟件進行基綫建立、趨勢分析和異常報警管理，確保控製器始終處於最佳工作狀態。 第十二章：機器學習在過程優化中的應用 探討瞭如何將新興的機器學習技術融入傳統的過程控製和優化框架。內容包括利用深度學習預測設備健康狀態（預測性維護）、利用強化學習訓練新型控製策略，以及如何將AI模型輸齣的預測結果作為先進控製器的輸入，實現更精細的智能控製。 本書旨在為控製工程師、過程設計師以及相關領域的研究人員提供一個全麵、深入且高度實用的技術參考，幫助他們掌握和應用前沿的工業過程控製與優化技術，以應對日益復雜的現代工業挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師在娓娓道來。作者的文筆非常優美，雖然是技術類的書籍，但讀起來一點也不枯燥乏味，反而充滿瞭人文關懷。他能夠將儀錶和自動化係統的“冷冰冰”的技術，與水資源的珍貴、環境保護的重要性聯係起來，讓我深刻體會到儀錶自動化在保障民生、促進可持續發展中的巨大價值。書中對於一些曆史上的經典儀錶和自動化技術的演變過程也進行瞭迴顧，這讓我對這個領域有瞭更深層次的理解。我還特彆喜歡書中關於未來水工業自動化發展方嚮的展望，例如智能化、綠色化、精細化等，這些都為我提供瞭新的思考角度和研究方嚮。這本書的閱讀體驗非常愉悅，讓我不僅學到瞭知識，更升華瞭對這個行業的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的視角非常獨特，它並沒有局限於單純的技術層麵，而是將儀錶自動化放在瞭整個水工業的宏觀視角下進行審視。我喜歡它在介紹各種儀錶的同時，能夠深入剖析它們在水處理過程中所扮演的關鍵角色，以及如何通過自動化係統實現對水質、水量、能耗等指標的精準控製。書中對於不同水處理工藝，如給水處理、汙水處理、中水迴用等，都給齣瞭相應的自動化解決方案和儀錶配置建議，這對於我理解不同工藝的需求和優化具有非常大的幫助。特彆是關於數據采集、傳輸和處理的部分，它詳細介紹瞭SCADA係統、PLC、DCS等在水工業中的應用，以及如何構建一個高效可靠的自動化監控網絡。書中還探討瞭物聯網、大數據等新興技術在水工業儀錶自動化中的發展趨勢，這讓我看到瞭行業未來的廣闊前景。這本書的作者顯然對水工業有著深刻的理解和豐富的實踐經驗，他能夠將復雜的概念梳理得井井有條，並以一種非常具有啓發性的方式呈現齣來，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習一門技術，最重要的就是要能夠“落地”。而《水工業儀錶自動化》這本書，正是做到瞭這一點。它沒有空洞的理論，而是充滿瞭具體的工程實例和操作指南。書中對每一個儀錶的工作原理、技術參數、選型原則，以及在不同水處理環節的應用，都進行瞭非常細緻的介紹。我喜歡它對各種自動化控製策略的講解，比如PID控製、模糊控製等，並結閤實際案例說明它們在水工業中的應用效果。書中還詳細介紹瞭儀錶與PLC、DCS等控製係統的接口和通信方式，以及如何進行組態和編程，這對於我這樣需要進行係統集成和調試的技術人員來說，是極其寶貴的資料。此外，書中還涉及瞭一些儀錶供應商和産品的介紹，雖然不是廣告，但能夠讓我對市場上的主流産品有一個大緻的瞭解，這對於我的實際工作非常有參考價值。總而言之，這是一本非常“實用派”的書籍，強烈推薦給所有從事水工業相關工作的同仁。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初選擇這本書，更多的是因為我工作中的一些實際問題需要解決，我對儀錶自動化領域算是個初學者。但《水工業儀錶自動化》這本書卻給瞭我遠超預期的驚喜。它的敘述風格非常務實，完全是站在解決實際問題的角度來展開的。書中充滿瞭各種各樣的“怎麼辦”，比如“如何提高流量測量的精度”、“如何防止pH儀錶漂移”、“如何實現遠程監控與故障診斷”等等。對於每一個問題，作者都給齣瞭清晰的分析和可操作的建議。我尤其欣賞書中關於儀錶防爆、防腐、防潮等安全和防護措施的講解，這些細節對於在復雜的水工業環境中工作的我們來說至關重要。此外，書中還引用瞭大量行業標準和規範，使得書中的內容更具權威性和指導意義。讀完這本書，我感覺自己掌握瞭一套實用的工具箱，能夠更有信心地去應對工作中的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本《水工業儀錶自動化》絕對是我近期讀過的最有價值的專業書籍之一。一開始我隻是帶著略微的好奇心翻開它，想著大概瞭解一下水處理過程中的那些“小玩意兒”是如何工作的，沒想到很快就被深深吸引。書中對各類儀錶，從基礎的壓力、溫度、流量傳感器，到更復雜的液位計、PH計，甚至包括水質監測儀，都進行瞭非常詳盡的闡述。它沒有那種枯燥的堆砌理論，而是將復雜的原理用通俗易懂的語言解釋清楚，並且大量結閤瞭實際應用的案例。我尤其喜歡書中關於儀錶選型、安裝、校驗和維護的章節，這些內容對於一綫操作人員和技術人員來說簡直是寶藏。它教會我如何根據不同的工況選擇最閤適的儀錶，如何保證儀錶的精度和穩定性，以及在齣現故障時如何快速有效地排查和解決。書中的插圖和圖錶也非常精美，清晰地展示瞭儀錶的結構和工作原理，讓我這個非專業齣身的人也能輕鬆理解。讀完這本書，我感覺自己對水工業自動化有瞭全新的認識，不再僅僅是看到那些冰冷的儀器，而是能夠理解它們背後蘊含的科學原理和工程智慧。