【电子信息工程毕业设计】基于PLC的水厂加药控制系统设计

I （ 20_ _届） 本科毕业 设计 基于 水厂加药控制系统设计 要 随着我国城市建设的快速发展，对城市供水的质量要求越来越高，水处理过程中的加药控制是保证水质量的关键。因此，自动加药控制系统是现代供水系统中不可缺少的一个必要环节，而它的难点主要集中在混凝投药过程的自动控制，它在水厂中的应用，能根据原水水质及水量的变化及时调整投药量，保证了出厂水水质的稳定。但在工业过程控制应用中，传统的自适应控制并不如意。传统的自适应控制方法，要么采用模型参考要么采用自整定，一般需要辨识过程 的动态特性，且存在很多基本问题。另外，传统自适应控制方法中假设系统结构的信息，在处理非线性、变结构和大时间延迟时很难。智能控制是现代控制技术的又一个重要领域。关于智能控制有不同的定义，它主要包括以下几种方法：学习控制系统、专家系统、模糊控制、神经网络控制。 本文主要介绍了国内外自动加药控制技术的发展状况。通过对加药控制阶段难点的分析。 当药加入水中后，等沉淀完成，大概需要 2个小时，也就是投加到检测有一个滞后过程，当发现沉淀效果不佳，再调整加药量时，还需要等待 2小时才有结果。对此，提出了一种 基于 统理论的混凝加药自动控制实现方法。 将 除了传统控制方法精度不高，灵敏度不强的缺点，充分发挥 程方便、适应性强的优点。实现了混凝剂科学合理在线投加，提高了系统的响应速度和稳定精度。 关键词： 自动控制；混凝投药； 糊控制 he on of s s of of of is to of is is a its in of it is on of to of in of of of in to to or a or a to In to to of in is an It to of To of it is it it to a is of be a In we to an on LC of to be of is LC 录 摘 要 . . 绪论 . 1 题的背景和意义 . 1 厂加药控制的现状和发展趋势 . 1 课题研究的主要内容 . 3 2 控制理论和 引用 . 4 糊控制技术 . 4 糊专家系统理论概述 . 4 糊系统的组成 . 5 糊控制的特点 . 6 糊自适应 制器的结构及设计步骤 . 6 概况及结构图 . 8 简介 . 8 工作原理 . 8 结构图及其各部分的功能 . 9 特点及应用 . 11 3 药品投加数据库 . 12 据库建立的过程 . 12 凝沉淀机理 . 13 糊投药数据库制定 . 14 4 药系统的设计 . 17 系统的概述 . 17 序设计步骤 . 18 7型 . 20 制过程设计 . 20 制要求 . 20 制难点及控制方法实现 . 21 控机单元 . 21 序编写 . 22 制系统工作流程 . 22 门子 制 I/O 分配表及中间变量分配表 . 23 门子 制梯形图 . 23 V 序调试 . 28 结论与展望 . 32 参考文献 . 33 致谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 34 附录图 1 中间的分配网路 形图 . 34 附录图 2 加矾粗调 形图 . 35 附录图 3 系统开关 形图 . 36 附录图 4 加矾细调 形图 . 37基于 水厂加药控制系统设计 1 1 绪论 题的背 景和意义 根据中国环境监测总站 2011年 12周水环境监测自动站水质周报统计，全国只有 水质达到 长江 、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻度污染。203条河流 408个地表水国控监测断面中， 类、 类和劣 类水质的断面比例分别为 主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。其中，珠江、长江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。 26个国控重点湖泊（水库）中，满足 类水质的 1个，占 类的 5个，占 类的 6个，占 类的 5个，占 劣 类的 9个，占 主要污染指标为总氮和总磷。营养状态为重度富营养的 1个，占 中度富营养的 2个，占 轻度富营养的 8个，占 其他均为中营养，占 1。 由此可见，我国江河水系污染依然很严重，水被称为生命之源，它的好坏，直接影响着我们的日常生活，因此水质处理对于任何一个城市的发展和建设都显得至关重要。 目前大多数水厂采用加矾的处理方法，这一处理环节中的控制投加矾量的多少是水处理的核心技术问题，直接 影响供水质量。但 当药加入水中后，等沉淀完成，大概需要 2个小时，也就是投加到检测有一个滞后过程，当发现沉淀效果不佳，再调整加药量时，还需要等待 2小时才有结果。 而且它受到原水的水质，原水的流量，原水的温度，原水的 以很难用一个简单的传递函数加以表述。目前我们常用的一些成熟的控制方法例如： 向反馈控制、复合闭环反馈控制等都只能够处理平常生活中状态比较稳定的水质，但是如果遇到突发情况，例如下暴雨或者水质突然发生很大的变化的时候，这些方法常常会出现使出厂水质不达标，控制失效 的情况，这将会严重影响水质的供应。因此，加强研究利用智能控制系统来管理水质的处理具有深远的意义。 厂加药控制的现状和发展趋势 自古以来，人类对水源就一直很依赖，有水的地方就会有生命，面向社会兴建现代化的水厂，工业上的集中化处理水的历史还不到 200 年的时间，特别是以快滤池为标志的现代水厂仅仅只有 110 多年的历史。在中国，大规模水厂 2 的建设是从解放后开始的，在短短几十年的时间内取得巨大的成就，现在各个城市都在兴建有自己的新型现代化自来水厂。但核心技术混凝投药控制技术却一直都落后于西方发达国家的水平。随着 先进的控制理论、智能技术理论、检测技术理论的发展，混凝投药过程控制的发展经历手动控制和简单的自动控制阶段，目前正向智能控制阶段的方向发展。 在以前我们往往依赖于有经验的操作人员的操作作业，经过工作实践和实验估计投药量的多少，进行手动投药，一些自来水水厂还根据实践和实验或生产统计经验，制成水质一药耗对照表，作为决定投加药量的依据。但是这种方法误差量会很大，因为它很容易造成出水的水质和投药量的不稳定。而且既费时又费力，而且加药量的把握不精确，常常造成药品添加过多，影响出水的水质，也浪费药品，经济效益被降低。 自 动控制阶段可以说是向前迈进了一大步，国外从上世纪 70 年代中期，我国从 80 年代后期也开始逐步采用自动投药控制的方法， 设在中心控制室内的计算机主机可以从各个现场计算机中搜集数据，并入提供图表显示、曲线、各个设备动作 2。但是目前仍然没有一种固定的模式，这些不同的投药控制方法各有各的优缺点，还没有出现哪一种方法可以完全彻底地取代其他方法。按照实现混凝投药自动控制方式的要求不同，分为前馈控制和反馈控制两种基本的控制方式。这当两种控制方式相结合时，又可以形成复合控制系统。它们在应用中都存在一个同样的问题，这些控制设 计都是建立在被控对象精确的数学模型基础之上，但这个要求通常难以满足，而且它们在实际运行过程中缺乏自学习性、自适应性，对水质的变化适应性有限，药耗多，还需要人工参与调节 3。 智能控制是现代化控制技术的又一个新的重要领域，在国内进行水处理智能控制研究的人比较少，主要有白桦等人在进行水处理的智能控制研究，先后研究了基于内模控制结构的神经网络投药控制，神经网络多参数前馈控制以及模糊投药控制等 4。关于智能控制有不同的定义。参与一个应用各种人工智能技术的范例，智能控制可以包括如下几种方法：学习控制系统；专家系统 ；模糊控制；神经网络控制。 专家控制不需要建立控制数学模型，它把专门领域中若干个人类专家的知识和思考、解决问题的方法以适当方式储存在计算机中，使计算机能在推理机的控制下仿效人类的行为去解决一些问题。 模糊控制系统是一种利用模糊数学知识将操作者或者专家的控制经验和知识理论表示成语言变量来描述的控制规则，再通过用这些规则达到控制系统的目的。而且特别适用于数学模型未知的、复杂的非线性系统的控制。 神经网络控制是从机理上对人脑进行简单结构模拟的新型控制和辨识方法。神经网络可以在复杂不确定问题的自适应能力的环境中充当 补偿控制的环基于 水厂加药控制系统设计 3 节和自适应的环节；对于非线性系统的辨识和控制，神经网络可以有很好的描述能力，因为神经网络快速优化计算能力，可用于复杂控制问题的优化计算 5。 在本文中研究的就是基于模糊专家知识理论控制自来水厂中药品的投加，通过实验的方法找出投矾量与原水浊度、原水温度、上水管流量和原水 定出药品的投加量。然后整理成一个专家知识的数据库，在日常水处理过程中，将检测仪检测到的值和数据库中的数据进行匹配，最终决定药品的投加量。可以说 依靠现代化技术手段对生产过程进行控制和管理，提高设备的运行效率和可靠 性，节省宝贵的水、电资源，是技术发展的必然趋势 6。 课题研究的主要内容 本文主要研究专家系统的控制在水厂加药控制系统中的应用。在我们的制器中，我们收集了很多有代表的历史数据，形成一个小的数据库，具有代表性，权威性，称为专家系统 7。 专家系统是利用专家知识技术，建立一个知识库来，然后根据这个库来作出控制的决定。我们根据专家的实践经验知识，在线实时控制获得的系统信息和模拟推理机来建立这个数据库。所以它非常适用于计划生产、调节和故障的诊断等一系列决策问题。但是它并不适用于解决连续控制的问 题，以实验测量的形式来代表系统的信息或经验知识。 在加药自动控制中，鉴于生产工艺及构筑物、设备等都已定型的情况下，加药量的是否最佳是影响混凝效果和整个水厂处理效果的关键因素，为了保证水厂处理水水质的稳定性降低药耗，提高经济效益，充分发挥现有设备的作用，使专家系统能更好的完成任务。主要进行以下几个方面的工作： （ 1）阐述开展此项研究的意义，分析国内外自动加药控制系统的发展状况和存在的问题。 （ 2）介绍模糊控制器的基本原理、结构设计以及自适应模糊 制器的设计原理及方法；介绍 件的应用和特点。 （ 3） 自动加药系统的概述和了解混凝机理，通过实验的方法找出投矾量与原水浊度、原水温度、上水管流量和原水 对应的关系，标定出药品的投加量。 （ 4）设计自动投药系统的软件系统。采用西门子 列的 实现加药控制设计的工作，利用 成前述理论的工程实现工作。 4 2 控制理论和 引用 糊控制技术 糊专家系统理论概述 模糊专家控制系统是运用模糊理论，依据专家知识，通过具有模糊性的语言条件语句来实现控制过程。它的组成核心是具有智能性的模糊控制器，主要包括输入量的模糊化、模糊推理和逆 模糊三部分，这些特点是它和其它自动控制系统不同的地方。利用模糊逻辑推理和模糊集合组成的 “模糊模型 ”来控制没有可循规律、复杂的系统来说是一个非常理想的途径。被控对象可以看作一种装置或是一种设备以及它们的组合群体。这些被控对象可以是确定的或模糊的、线性的或非线性的、有延时的或者没有延时的，也可以是单变量的或多变量的、定常的或时变的，以及具有强藕合和干扰等多种情况，尤其是那些难以建立精确数学模型的复杂对象，更适宜采用模糊控制 8。 在现实水厂投药的过程中，有些具有丰富操作经验的工作人员，虽然不懂被控对象的数学模 型，但能够凭借经验采取相应的决策，能够很好的完成控制操作。模糊控制系统的组成非常类似于一般的数字控制系统，其方框图如图 2 被控设定量 制量 图 2糊控制系统结构 从图 2可以看出，模糊控制系统与一般的计算机控制系统相比较，在整体结构上并没有什么很大差别。一样都是由被控对象、执行机构、过程输入输出通道、传感器、控制器等几部分组成，所不同的仅仅是用模糊控制器取代了传统的控制器。控制器作为各类自动控制系统的核心部分，由于被控对象的不同，以及对系统静态特性和动态特性要求的不同和所应用的控制规则相异，可构成各式各样的控制器。在模糊控制理论中则大部分采用基于模糊知识表示和规则推理语言型的模糊控制器。 A/D 模糊控制器 传感器 被控对象 D/A 执行机构 基于 水厂加药控制系统设计 5 糊系统的组成 由上图可见，模糊系统一般都由四个部分所组成，并且将各模块的功能解释如下： (1)模糊控制器 模糊控制器是模糊控制系 统的关键部分，是进行模糊控制算法的微处理器。根据实际的需求，它可以认为是微控制器或是系统机。它的关键部分是它与其它控制系统的区别所在。它主要由以下四个部分组成： 1）模糊化 : 这个模块的作用是将外部输入的精确量转换成模糊化量。其中外部输入量包括外界的参考输入、系统的输出或状态等。模糊化具体过程如下 : 首先对这些输入量进行处理 ,使它变成模糊控制器要求的输入量。 将上述已经处理过的输入量进行尺度变化，使其变换到各自的论域范围。 将己经变换到论域范围的输入量进行模糊处理，使原先精确的输入量变成模糊量， 并用相应的模糊集合来表示。 2）知识库 :知识库中包含了具体应用领域中的知识和要求的控制目标。它通常由数据库和模糊控制规则库两部分组成。 数据库主要包括各语言变量的隶属度函数，尺度变化因子以及模糊控制等级数等。 规则库包括用模糊语言变量表示的一系列控制规则，它们反映了控制专家的经验和知识。 3）模糊推理 :模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力。该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴含关系及推理规则来进行的。 4）清晰化 :作用是将模糊推理得到的控制量 (模糊量 )变换为实际可用于控制的精确量， 它包括以下两部分的内容 : 这个过程可以说是一个逆过程，通过解模糊变换的方法将模糊的控制量变换成在论域范围内的精确量。 将表示在论域范围的清晰量经尺度变换变成实际需要的控制量 9。 (2)输入 /输出接口 输入接口将传感器上的数字信号采集获取，然后将控制器的决策输出转化成的模拟量通过输出接口送至执行模块去控制被控对象。 （ 3）被控对象和执行机构 被控对象的选取多种多样，可以是动态的或稳态的，与时间变化有关或月时间变化无关。对于那些很难建立精确模型的被控对象，适宜选用模糊控制系统。同样执行机构也可以是多样式 的，电动机控制的选择就如交、直流电动机，伺服电动机，步进电动机等；也可以是气动控制或液压控制，如气动调节阀和液压马达、液压阀门等 21。 6 （ 4)测量装置 传感器常常被用作测量装置，能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。它能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出 21。 模糊控制设计的核心是模糊控制器的设计 10。模糊控制器的设计就是要确定控制器的输入、输出变量，模糊化算法、模糊推理规则和精确化方 法。 实现一个模糊控制器的步骤： 1)确定模糊控制器的输入变量和输出变量； 2)设计模糊控制器的控制规则； 3)确立模糊化和非模糊化的方法； 4)选择模糊控制器的输入变量及输出变量的论域并确定模糊控制器的参数； 5)编制模糊控制算法的应用程序。 糊控制的特点 模糊控制系统是一种自动控制系统，必然和其它所有的自动控制系统一样，具有某些共性。但是其独特的系统结构特征，在分类和设计与分析方法上，与一般自动控制系统存在一些差异。模糊控制系统有如下特点 : (1)模糊控制是以人对被控系统的控制经验为依据而设 计的控制器，故无需知道被控系统的数学模型。 (2)模糊控制是一种反映人类智慧思维的智能控制，模糊控制采用人类思维中的模糊量，如 “高 ”、 “中 ”、 “低 ”、 “大 ”、 “小 ”等，控制量由模糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活动的体现 21。 (3)由于鲁棒性强，致使模糊控制对环境干扰和不确定因素的干扰并不敏感。 (4)从人们对事物的定性认识出发，较容易建立语言变量控制规则 11。 糊自适应 制器的结构及设计步骤 (1)模糊自适应 制器结构 在复杂系统的控制过程中，设计者们一直追求的 就是模糊控制器的自适应功能。在自适应模糊控制器的设计过程中应遵循以下两个目标功能 :根据被控过程运行的状态给出合适的控制规则，就是控制功能；然后根据给出的控制规则的控制效果，来对控制器的控制决策做进一步地改善，以期待能够获得更好的控制效果，即学习能力。 一般而言，自适应模糊控制器就是在常规模糊控制的基础上增加以下三个基于 水厂加药控制系统设计 7 功能模块构成的：性能参数测量用来测量实际输出特性与希望特性之间的偏差，以方便为控制规则和参数的修正提供准确的信息，即确定输出响应的校正量；控制量对输出响应的校正量进行校正转换为对控制量的校正量完成 ；通过修改控制规则和参数来实现控制量的校正。 自适应模糊 制器将误差和误差变化作为输入，这样可以满足不同时间对 数自整定的要求。利用模糊控制的规则在线对 数进行实时修改，就构成了自适应模糊 制器。 模糊控制系统的核心部分是模糊自适应控制器，也就是和其他控制系统区别存在最大的环节。如下图 2示，就是为、模糊自适应 制器的结构框图，包括知识库、模糊化、模糊推理、解模糊化和输入 /输出等部分。 偏差和偏 差变化率 I 入 输出 图 2糊自适应 制器的结构框图 模糊自适应 制器是由模糊控制器和传统 制器的结合，将模糊自适应 制器的输入量作为期望值与实际输出的偏差 e 和偏差变化率 C 分别是 e 和 过输入量化后语言变量 )进行比较，输出量为 数的修正量 设计思想就是先找出 个参数与偏差 e 和偏差变化率 间的模糊关系，在运行中通过一系列不断检测 e 和 根据模糊控制原理对三个参数进行在线整定，通过常规 制器获得新的 ，对控制对象输出相应的控制。 (2)制器的设计步骤 (1)确定输入变量与输出变量。输入变量为系统的偏差 e 和偏差变化率 出变量为 数的增量 1。 (2)确定输入与输出变量的变化范围，然后确定它们的量化等级、量化因子、比例因子。 (3)在每个变量的量化论域 (变量的变化范围 )内定义模糊子集 。首先确定模糊子集个数，确定每个模糊子集的语言变量，然后为各语言变量选择隶属度函数 21。 检测反馈 被控对象 常规 节器 知识库 解模糊化 模糊推理 模糊化 8 (4)确定模糊控制规则。确定模糊控制规则的原则是保证控制器的输出能够使系统输出响应的动静态性能达到最佳 21。 (5)编制模糊规则表。根据模糊控制规则和 (2), (3)步骤中确定的输入与输出变量求出模糊控制器的输出。这些输出值是 数的调整量，把它们与输入在一个表中按一定关系列出就构成了模糊控制表 21。 (6)把采样得到的偏差、偏差变化率经过 (2), (3)步骤后，代入模糊控制规则表，得出新的 数 ，再经过 法的计算就得出了最后的输出量，也就是系统的控制量 21。 (7)根据仿真效果或实验结果分析模糊自适应 控制性能，再对量化因子和比例因子进行调整以达到理想的控制效果 12。 概况及结构图 简介 英文 “缩写词，中文译名为 “可编程逻辑控制器 ”，最初只能进行计数、定时及开关量的逻辑控制。近 30 年来， 现代工业生产现场，到处都可以见到 于一个现代电气工作者来说，甚至可以说，不懂 使用，就不能算是一个全面的电气工作者 13。随着计算机技术的发展，可编程逻辑控制器的功能不断扩展和完善，其功能远远超出了逻辑控制的范围，具有了 D、 DA、算术运算、数字量智能控制、监控、通信联网等多方面的功能，它已变成了实际意义上的一种工业控制计算机。 编程语言有梯形图语言、语句表语言、逻辑图语言、功能表语言和高级语言 14。本设计使用梯形图语言编程。 工作原理 始运行开始后，在系统程序监控下周而复始地 按照一定顺序对系统内部的各种任务进行查询和检测，判断和执行，这一过程实际上是按照巡回扫描方式进行的。进行一次巡回扫描所需的时间就称作扫描周期。 以被看作是在系统的软件支持下的一种扫描设备。它都是一直周而复始地循环不断扫描并执行由系统软件规定好的设定任务。用户的程序只是扫描周期的一个组成部分，当用户程序不运行时， 是在扫描的，只不过是在一个周期中去除了用户的程序和读输入、写输出这几部分的内容。典型的 （ 1）自诊断测试扫描过程 是为了保证设备的可靠性，及时反 应所出现的故障， 具有自我监视基于 水厂加药控制系统设计 9 的功能。 （ 2）与网络进行通信的扫描过程 小型系统没有这一扫描的过程，当配有网络的 统才有通信扫描的过程，这一过程中用于 间以及 上位计算机或终端设备之间的通信。 （ 3）用户程序扫描过程 当机器处于正常运行状态时，每一个扫描周期内都包含了该扫描的过程。 （ 4）读输入、写输出扫描过程 在读输入的阶段， 各个输入端子进行了扫描，通过对输入电路扫描将各输入点的状态锁入到输入映像寄存器中。在写输出阶段时，将输出映像寄存器中的状态集中锁定到输出锁存器中，然后 再经输出电路传递到输出端子中。 结构图及其各部分的功能 由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五个部分组成的。如图 示。 图 结构图 （ 1）中央处理单元（简称 与一般计算机一样， 核心，它按机内系统程序赋予的功能指挥 条不紊地工作，其主要任务有： 收并存储通过输入器件送来的现场数据。 2诊断 部 电路的工作故障和程序中的语法错误。 入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算术运算，并根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容，再经过输出部件实现输出控制。 片的性能关系到 理控制信号的能力与速度， 数越高，运算速度越快，系统处理的信息量越大，系统的性能越好。 编程器 中央处理单元 （ 输 入 电 路 输 出 电 路 系统程序存储器 用户程序存储器 电源 10 （ 2）存储器 存储器是存放程序及数据的地方， 行所需的程序分为系统程序及用户程序，系统程序是 部自身运行管理应用程序。用户程序则是 用者为某 种应用目的编制的实现应用功能的程序。存储器也分为系统存储器和用户存储器两部分。 来存放 产厂家编写的系统程序，并固化在 户不能更改。 括用户程序存储器和数据存储器两部分。用户存储器区存放针对具体控制任务，由用户自行编写的控制程序。用户程序存储器的内容可以由用户任意修改或增删。用户数据存储区用来存放用户程序中使用的态、数值、数据等，它们被称为 编程 “软 ”元件，是 用中用户涉及最频繁的存储区。 存储单元的字长有 8 位的，也有 16 位及 32 位的。 （ 3）输入、输出单元 输入、输出接口是 收和发送各类信号接口的总称。含用于连接开关量的输入口、输出口及连接模拟量的输入、输出接口。此外 没有与通信网络连接的通信口及主机外部设备的总线扩展接口。现分述如下。 关量输入口用于连接按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、关电开关、数字拨码开关及各类传感器的接点，是 主要输入接口。开关量输入口有交流输入及直流输入两种形式。 关量输出口用于连接继电器、接触器、电磁阀的线圈及其他执行器件 ，是 主要输出接口。根据机内输出器件的不同， 关量输出口通常有继电器输出、晶体管输出及晶闸管输出三种输出电路。开关量输出口通过隔离电路连接存储单元的输出存储器。 开关量输入、输出接口传送的数据相当于二进制的一位。 模拟量接口用于接收或输出模拟量电压或电流。 般以连接扩展单元的方式配备模拟量接口。模拟量接口完成输入模拟量转换为二进制数字量及将 信口用于连接通信网或机外设备。 般配置 12 个通信口 ，依 家及品牌不同，有的配有 ，有的配有 13。 （ 4）电源 小型整体式可编程控制器内部一般都设有开关电源，可为机内电路及扩展基于 水厂加药控制系统设计 11 单元提供 5V 源，另还可为外部输入元件及扩展模块提供 24V 的 源13。 统的硬件还有编程器及一些机外连接的工作设备 13。 特点及应用 （ 1） 应用领域 可编程控制器领域十分广泛，现简要概括如下。 逻辑控制也叫顺序控制， 主要指开关量的控制。这是 基本的应用领域，也是最适合 应用领域。它用以取代传统的继电接触控制系统，可应用于单机控制、多机群控或生产线自动控制。 运动控制指通过控制电动机的转速或转角实现运动体运动速度及位置的控制。 3 控制过程。 过程控制指连续生产场合的控制，如石油、化工生产场合，生产一般是不能间断的。这些场合的控制参数叫做过程参数，例如温度、压力、速度和流量等。这些参数多为模拟量。 过模拟量单元、比例 微分模块 也叫 块 或主机自带的 令实现闭环过程控制 22。 数据处理是计算机最擅长的工作，也是一个内容十分广泛的概念。例如：数据的四则运算、乘方、开方是数据处理，生产实时数据的收集筛选是数据处理，机械加工中的数控机床也是数据处理。可编程控制器具有大量的功能指令支持这些工作，使 需要数据运算的应用领域大显身手 22。 通信包括主机与远程 I/O 间的通信、多台 间的通信、 其他智能设备之间的通信。随着工业自动化程度的不断提高和多机间的 数据联通，远程的数据传送越来越重要 22。近年来， 通信功能不断加强， 统（计算机遥测遥控系统）中，发挥着巨大的作用 16。 （ 2） 特点 干扰能力强； 用灵活； 于使用； 展能力强； 制系统设计、安装、调试、方便； 修工作量小； 积小，质量轻，易于实现机电一体化 13。 12 3 药品投加数据库 据库建立的过程 据原水水质和每组上水管流速，经过模 糊化后利用模糊规则找出其状态值，然后根据其状态值调用矾耗模糊专家数据库的对应数据，经过去模糊化给出所要控制的矾耗值，最后根据此矾耗值和每组上水管流速比例控制加药泵的投加。在这同时用中间寄存器记录改变投加量时其状态值，计算出此状态流速下的改变投加量后到待滤水浊度仪检测到变化的滞后时间，开始计时，在滞后时间到后，检测待滤水浊度，用待滤水浊度与目标值比较，满足一定条件后修改寄存器所记录的状态值所对应的矾耗模糊专家数据。修改原则为，若待滤水浊度高于目标值，则微调增大矾耗模糊专家数据，反之则减小矾耗模糊专家数据。周而 复始，从而逐渐使对应的矾耗值达到局部最佳值。经过一段时间的运行，所建的矾耗专家数据库就会形成一个最佳控制数据库 14。工作原理图如图 3示： 滤 水目标值 ） 数据库修改 原水色度 上水管流量 矾管流量 原水浊度 数据库修改 原水 水温度