污水處理廠測量、自動控制與故障診斷

《污水處理廠測量、自動控制與故障診斷》，陳兆波，任月明主編。

污水處理廠測量、自動控制與故障診斷

拼音題名

wu shui chu li chang ce liang 、 zi dong kong zhi yu gu zhang zhen duan

其它題名

並列題名

ISBN

978-7-122-03401-4

責任者

陳兆波，任月明主編

出版者

化學工業出版社

出版地

北京

出版時間

2009

中圖分類號

X505

附註

摘要

本書主要介紹現代城市污水處理廠測量技術、自動控制技術和故障診斷技術等內容，較全面地反映了國內外在這一領域的研究、開發和套用現狀。

唯一標識符

目錄

1污水處理工藝流程及水質參數1

11常見的污水處理方法1

12污水的三級處理工藝5

121一級處理工藝5

122二級處理工藝6

123三級處理工藝10

13污水處理技術的新發展11

14污水處理廠工藝和水質參數12

141污水處理廠工藝參數12

142污水處理廠水質參數15

15污水處理廠水質測量16

151污水水質測量技術現狀16

152污水水質測量中現存的問題17

153實現污水處理廠水質參數測量的意義18

2污水處理廠感測器及測量19

21感測器簡介20

211感測器的定義20

212感測器的分類20

213感測器的特性21

22幾種常見的感測器22

221溫度感測器22

222光電感測器23

223電阻式感測器25

224流量感測器25

225生物感測器27

23pH值和鹼度的測量29

231測定pH值的方法29

232市場上現有的pH計30

233鹼度的測量30

24氧化還原電位的測量32

241ORP的基本概念和測量原理32

242ORP在污水生物處理中的套用33

243市場上現有的數顯ORP計34

25溶解氧的測量35

251濕化學法測定DO35

252膜電極法測定DO濃度36

253市場上的DO感測器37

26有機物濃度的測量38

261生化需氧量的測量38

262化學需氧量的測量42

263總有機碳的測量45

264有機酸的測量47

27氮和磷（營養物）的測量48

271氨氮的測量48

272硝酸氮和亞硝酸氮的測量50

273有機氮的測量50

274總氮的測量51

275可溶性正磷酸鹽的測量52

276氮磷檢測感測器的設計52

28光學探頭和採樣系統54

281光學探頭54

282採樣系統54

29活性污泥性質的測量55

291活性污泥呼吸速率的測量55

292污泥沉降比和污泥體積指數的測量59

293污泥濃度的測量60

3軟測量技術62

31軟測量技術基本原理63

311輔助變數63

312數據採集及預處理63

313主導變數與輔助變數之間的時序匹配71

32軟測量模型73

321軟測量的數學描述73

322影響軟測量模型性能的主要因素74

323軟測量模型的線上校正與維護76

324軟測量模型的設計步驟76

325軟測量模型存在的問題78

33軟測量建模方法79

331基於機理分析的軟測量建模方法79

332基於對象數學模型的軟測量建模方法79

333基於統計回歸分析的軟測量建模方法80

334基於統計學習理論的軟測量建模方法82

335基於人工智慧的軟測量建模方法83

336混合建模方法87

34軟測量技術在污水處理領域套用現狀及前景展望89

341軟測量技術在污水處理領域的研究現狀89

342軟測量技術在污水處理系統中的套用前景91

4基於人工神經網路的軟測量技術94

41人工神經網路理論94

411人工神經網路的概念94

412神經網路的發展歷史95

413人工神經網路的特點96

414人工神經網路的分類96

415人工神經網路的結構97

416神經元特徵函式97

417人工神經網路在污水處理中的套用98

42建立人工神經網路模型的技術路線99

421確定問題99

422解決方法100

423建立人工神經網路模型100

424模型的套用及信息反饋104

43基於人工神經網路的污水處理軟測量模型104

431基於BP神經網路的污水處理系統軟測量模型104

432基於RBF神經網路的污水處理系統軟測量模型114

5基於統計回歸的軟測量技術119

51基於MLR的軟測量技術119

511MLR的基本原理119

512基於MLR的污水處理軟測量模型120

52基於MSR的軟測量技術126

521基本原理126

522基於MSR的軟測量模型129

53基於PCR的軟測量技術131

531PCR的基本原理131

532基於PCR的污水處理軟測量模型132

533基於PCR和MLR的軟測量模型比較135

54基於PLS的軟測量技術135

541PLS方法概述136

542PLS與PCR的比較138

543PLS方法研究現狀140

544基於PLS的污水處理軟測量模型146

6污水處理廠測量儀表149

61儀器儀表149

62傳統儀表150

63智慧型儀表150

631智慧型儀表的特點150

632智慧型儀表的結構151

633智慧型儀表的基本功能151

634國內外智慧型儀表的發展現狀152

635智慧型儀表的發展趨勢152

64綜合儀表153

641常規智慧型儀表的不足153

642綜合儀表的特點154

65污水處理廠測量儀表154

651工藝流程155

652污水處理過程儀表和感測器155

653污水處理廠計量監測儀表的配置159

654檢測點的設定161

655儀表的設計選型原則162

656我國污水處理廠儀表套用的現狀162

657智慧型儀表在污水處理廠的使用162

66線上軟測量儀表164

661軟測量技術的實現方法164

662軟測量儀表的總體結構設計164

663軟測量儀表的人機互動設計165

7污水處理廠自動控制概述168

71實現污水處理自動控制的技術背景168

711概述168

712控制系統概念168

713自動控制技術發展史169

72污水控制系統的發展過程169

73污水處理廠自動控制技術研究進展171

731我國污水處理廠自控系統發展狀況171

732國外污水處理廠自控系統發展狀況172

74污水處理控制技術的難點173

75污水處理自動控制的發展方向174

76污水處理廠智慧型控制技術175

77污水處理廠自動化控制的意義177

8現代污水處理廠三種控制技術178

81集散型計算機控制系統178

811概述178

812DCS的網路結構及特點178

813DCS的穩定性179

82現場匯流排控制系統180

821現場匯流排基本概念180

822現場匯流排產生的意義180

823現場匯流排的特點181

824五種典型的現場匯流排182

825現場匯流排的網路結構184

826基於現場匯流排的集散式計算機控制系統188

827現場匯流排技術展望與發展趨勢190

83工業乙太網控制系統190

831工業乙太網技術概述190

832工業乙太網技術的發展現狀191

833工業乙太網通訊協定192

834工業乙太網關鍵問題193

9可程式邏輯控制器201

91可程式控制器的定義201

92PLC的功能和特點201

93PLC的分類和各部組成203

931分類203

932各部組成203

94PLC的主要技術指標204

95PLC的工作原理205

96PLC的程式語言和過程控制206

97PLC控制系統的發展趨勢207

98PLC控制系統冗餘技術207

99PLC在污水處理控制系統中的套用209

991污水處理控制系統的工藝流程及設備控制要求209

992污水處理控制系統的PLC選型和資源配置210

993污水處理控制系統程式設計和調試211

994污水處理控制系統PLC程式213

10污水處理廠計算機監控及數據分析系統221

101監控系統介紹221

1011監控系統的含義及發展狀況221

1012監控系統的特點221

1013監控系統的分類222

1014監控系統的功能及結構222

102監控系統的設計222

1021設計的原則222

1022監控系統的技術要求223

103監控系統組成223

104工業組態軟體224

1041組態軟體的特點224

1042上位機組態軟體的選擇225

1043工業組態軟體介紹225

105數據分析系統234

106數據分析系統與監控系統的接口234

11污水處理自動控制系統設計238

111控制系統的設計要求238

112控制系統的結構設計238

113城市污水處理控制系統建立的功能240

114控制系統運行模式240

115控制系統方案241

116控制策略241

117自控系統設備及軟體243

1171控制系統上位機243

1172控制系統下位機245

118上下位機通信方式的選用248

1181數據通信基礎知識248

1182控制系統網路249

12污水處理廠各處理構築物自動控制252

121過程儀表選擇252

122粗格柵間控制252

123細格柵、沉砂池控制256

124鼓風機房過程控制257

125污泥脫水過程控制260

126變配電所過程控制261

127報警及報表262

13污水處理廠過程參數模糊控制263

131模糊控制的發展和套用263

132模糊控制的特點264

133模糊控制在污水處理中的套用264

134模糊控制器的理論分析265

1341模糊控制系統265

1342模糊控制器的控制原理與設計266

135污水處理COD模糊控制算法套用275

136污水處理DO模糊控制套用280

14污水處理廠自動控制套用實例285

141四川省新都污水處理廠自動控制285

142河南省鶴壁市污水處理廠自動控制288

143濟源市污水處理廠自動控制296

144大連泉水污水處理廠自動控制299

15故障診斷的基本問題308

151故障診斷的一些基本概念309

1511系統故障309

1512故障診斷310

152故障診斷的任務和內容310

153故障診斷的過程311

1531故障檢測方法311

1532故障診斷過程312

154故障診斷系統性能評價指標313

155故障診斷的代表性方法313

1551基於解析模型的故障診斷方法314

1552基於信號處理的方法317

1553基於知識的故障診斷方法318

156故障診斷的智慧型化320

157故障診斷目前存在的主要問題和發展趨勢321

1571故障診斷目前存在的主要問題和發展趨勢321

1572智慧型故障診斷技術的發展趨勢322

16污水處理廠異常問題診斷與修復323

161活性污泥生物處理工藝的主要運行問題324

162活性污泥系統異常問題產生的原因324

1621活性污泥系統受損的原因324

1622產生污泥膨脹的原因325

1623產生生物浮沫的原因326

163異常問題診斷與修復體系327

1631污泥系統異常問題的診斷技術327

1632污水生物處理系統異常問題的解決對策328

164現代污水處理廠異常運行問題評定與控制方法330

1641污泥膨脹、浮渣和泡沫中絲狀菌的評定方法330

1642污泥膨脹、浮渣和泡沫中絲狀菌的控制方法330

165污泥系統受損的快速診斷指標332

17污水處理廠故障檢測334

171污水處理工藝過程故障檢測的意義334

172支持向量機用於故障檢測的優勢335

173支持向量機理論335

1731統計學習理論與支持向量機335

1732基於SVM的二值分類339

1733支持向量機多分類算法342

1734粗糙集支持向量機混合方法343

174SVM用於污水處理工藝過程故障檢測的實例345

1741加權SVM算法用於污水處理工藝過程故障檢測346

1742RSSVM方法用於污水處理工藝過程故障檢測347

18污水處理工藝過程故障診斷系統設計與實現349

181智慧型故障診斷技術在污水處理領域的套用現狀349

182基於專家系統的故障診斷方法350

1821專家系統的基本概念與發展現狀351

1822專家系統的組成351

1823專家系統與資料庫的結合——專家資料庫系統354

1824專家系統在污水處理故障診斷中的套用354

183模糊專家系統概述358

1831模糊變數的處理359

1832模糊專家系統在解決實際問題中的優點360

1833模糊專家系統的結構361

1834模糊專家系統用於故障診斷361

184污水處理工藝過程故障診斷系統設計363

1841資料庫363

1842模糊知識表示364

1843推理機制的實現368

1844解釋機的實現370

185開發環境及工具370

參考文獻372