给排水工程仪表与控制

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1、输入量：把影响系统输出的外界输入叫做系统的输入 量。输出量：把控制系统的被控量叫做输出量。闭环控制：在外界干扰因素作用下，通过对被控量的 测量，利用负反馈作用，系统进行自动纠正使被控量 趋近于给定值的控制方式。开环控制：控制受控对象的被控量，控制装置只接受 给定值，信号只由给定值定向传递到干扰控制，无负 反馈作用的控制方式。复合控制：把偏差控制与按干扰控制结合起来，对主 要扰动采用适当的补偿，实现按干扰控制；同时，再 组成反馈系统实现按偏差控制，以消除其他偏差，这 种控制方式被称为复合控制。自动控制装置的组成与作用：测量元件：测量被控量的实际值或对被控量进行物理 量的变换。比较元件：将测量结果

2、和要求值进行比较，得到偏差。 调节元件：根据偏差大小产生控制信号，调节元件通 常包括有放大器和矫正装置，它能放大偏差信号并使 控制信号和偏差具有一定关系。执行元件：由控制信号产生控制作用，从而使被控量 达到要求值。最大偏差：控制过程中出现的被控参数指示值与给定 制的最大差值。振荡周期：从一个波峰到相邻的第二个波峰之间的时 间称为过渡过程的震荡周期。过渡时间：从干扰使被控参数变化起，到控制系统又 建立新的平衡状态、被控参数重新稳定为止，所经历 的这一段时间叫做过渡时间。余差：控制过程结束，被控参数新的稳定值与给定值 之差。位式控制：执行器只有两个极限位置，使控制系统无 法处于平衡状态的控制。比例

3、控制：阀门开度与被控量的偏差成比例的控制, 被称为比例控制。比例积分控制：控制系统中设置的控制作用大于干扰 作用，控制器克服偏差直到偏差为零的控制。比例积分微分控制：根据被调参数的变化趋势即变化 速度而输出控制信号的控制。检测：用实验的方法，借助一定的仪器和设备，对被 检测参数与其单位进行比较，求取二者的比值，从而 得到被检测参数数值大小的过程。检测仪器的组成：传感器，变换器，显示器，传输通 道。传感器：感受到被检测参数的变化，直接从对象中提 取被检测参数的信息，并转换成一一相应的输出信 号。变换器：将传感器的输出信号进行远距离传送、放大、 线性变化后转变成统一的信号，供给显示器等。显示器：向

4、观察者现实被检测数值的大小。传输通道：连接仪表的各个环节，给各环节的输入和 输出提供通道。检测过程三要素：检测单位、检测方法、检测仪器与 设备。仪表的技术指标：基本误差、精度等级、变差、灵敏 度、量程、响应时间、漂移。真空加氯机加氯系统的组成：气液分离器、真空调节 器、加氯机、取样泵、余氯分析仪、水射器、漏氯检 测仪。（控制方式：流量比例前馈控制、余氯反馈控 制、符合环控制、其他控制）生物除磷系统的主要环境影响因素：温度、PH值、 进水组分、硝酸盐和DO、污泥龄。厌氧停留时间。2. 自动控制装置的组成及各部分的作用？（1）测量元件：测量被控量的实际值或对被控量进 行物理量的变换；（2）比较元件

5、：将测量结果和要求值进行比较，得 到偏差；（3）调节元件：根据偏差大小产生控制信号；（4）执行元件：由控制信号产生控制作用，从而使 被控量达到要求值。检测仪器有哪些基本部分组成？各有什么作用？答：检测仪器的基本组成部分有传感器、变换器、 显示器以及连接它们的传输通道。传感器的作用：感受到被检测参数的变化，直接 从对象中提取被检测参数的信息，并转换成一相应的 输出信号。变换机的作用：将传感器的输出信号进行远距离 传送、放大、线性变化货转变成统一的信号，供给显 示器等。显示器的作用：想观察者显示被检测数值的大 小。传输通道的作用：连接仪表的各个环节，给各环 节的输入和输出提供通道。第三章对水泵及管

6、道系统调节的意义是什么？答：管道系统是给水排水工程的重要组成部分，水泵 更是极为常见的给水排水设备。以给水工程为例，输 配水管网担负着输送、分配水的任务，它的造价占给 水系统总造价的主要部分;管道系统往往是由水泵加 压供水的有压系统，与水泵及水泵站的关系密切，它 的运行费用在给水系统运行费用构成中占第一位。采 取技术措施，合理地调节水泵、管道系统工况，保证 用户的用水要求，并最大限度地节约能耗、降低费用， 是十分重要而有意义的工作。水泵工况调节有哪些类型？答：（1）通过水泵出水口管路上的阀门来改变管路特 性，实现水泵工况点的调节；（2）改变水泵的转速, 从而改变水泵的特性曲线，实现水泵工况点的

7、调节。3双位控制系统的优缺点有哪些？答：优点：高效节能；延长设备使用寿命；功能齐 全。缺点：精度低，水压波动较大。5变频调速的原理与特点是什么？答：原理：它通过改变水泵工作电源频率的方式改变 水泵的转速。特点：节能，可无极调速，调压调节范围宽，调节精 度高；可以实现水泵的“软启动”缺点：需要变频 设备，成本高7. 恒压给水系统的压力控制点有哪些设置方式，各有 什么特点？方式：（1）将控制点设在最不利点处，直接按最不利 点水压进行工况调节；（2）将控制点设于水泵出口，按该点的水压进行工 况调节，间接地保证最不利点的水压稳定。特点：（1）控制系统简单，技术经济性能更佳，但在 工程与管理上有时会有困

8、难;（2）管理方便，但不能直 接反映用户的水压情况，水压保证可靠性差，技术经 济性能不理想。1混凝控制的目的与意义是什么？目的：及时调整混凝剂的投量，以适应原水水质，水 量，混凝剂自身能效等因素的变化，保证沉淀水浊度 达到规定指标。意义：加适量的混凝剂保证混凝效果，是处理水质合 格的前提，但混凝剂过多会影响人的身体健康，并对 水质及输水系统产生不良影响，且混凝剂投加量直接 影响到制水成本以至水价，所以混凝控制具有重大意 义。2混凝控制技术有哪些类型？（1）按控制的方式可分：a脱机控制，如经验目测 法，朗母达电位法；b在线控制，如简单反馈控制， 前馈控制，复合控制；（2）按被控参数的性质可分：a

9、模拟法，如烧杯实 验法，模拟滤池法，模拟沉淀池法；b水质参数法， 如数学模型法；c特性参数法；d效果评价法。11. 沉淀池控制主要有哪些内容？沉淀池的运行控制，主要是沉淀池排泥的控制。排泥 控制的基本内容就是根据池内积泥量的多少，来决定 排泥周期，排泥历时等。12. 沉淀池排泥控制有哪些方法？（1）按池底积泥积聚程度控制；（2）按沉淀池的进水浊度，出水浊度，建立积泥量 数学模型，计算积泥量达到一定程度后自动排泥，并 决定排泥历时；（3）根据生产运行经验，确定合理的排泥周期，排 泥历时，进行定时排泥。13. 滤池控制的基本内容是什么？包括过滤，反冲洗两个方面，其中以反冲洗为主。14. 滤池反冲洗

10、的开始与结束各有那些控制参数？如 何应用这些参数实施控制？答：反冲洗开始：滤后水浊度监控，滤池水头损 失监控，定时控制；反冲洗结束：反冲洗水浊度监控， 定时控制。上述滤池反冲洗的开始与结束的控制方式可以交 叉组合应用，也可以将几种方式共同应用，当其中的 条件之一达到时，即应当开始或结束反冲洗。另外， 控制系统还应具有随时人工指令强制反冲洗的功能。7, 流量的检测在污水处理厂的管理中有何重要意 义？在各种流量计中，选择最适宜的流量计应当综合 考虑哪些因素？答：意义：流量是污水处理行业生产过程中常用的过 程控制参数，时污水处理行业一个重要的生产技术指 标。应考虑因素：检测设备与检测方法是否得当，对

11、检测 精度、可靠性与经济性都有不可忽视的影响。检测方 法应当与其检测目的、设备的使用条件以及安装位置 的环境相适应，并便于维护管理。首先，检测方法应 因其检测对象不同而异，因检测仪表的传感器大都安 装在现场，所以要对其腐蚀、温度、天气、悬浮物的 附着和沉积，以及其他因素等外部条件予以充分注8. 简述巴氏计量槽的工作原理，为什么在污水处理厂 的最终出水管渠中经常采用巴氏计量槽来计量其总 处理水量？答：巴氏计量槽的工作原理是有收缩喉道的明渠，根 据水渠推算其流量。因为他具有水头损失小，由SS 造成堵塞的可能性小，运行管理简单，费用不昂贵14、简述ICA技术的运行目标，及其发展的限制性 和促进性因素

12、。答：控制目标有：（1）维持污水厂连续运行（2）满 足排放标准（3）降低运行费用（4）实现污水处理 厂的综合运行，通过耦合几个过程来降低污水处理厂 的干扰，工艺的综合运行将使得最优化利用反应器体 积和系统总体优化成为可能。限制因素有：（1）行业和国家立法较差或要求放松（2）不完善的教育一一培训一一理解体系（3）对污 水处理工业缺乏信赖和接受度（4）风险投资者或组 织机构之间缺乏合作（5）缺乏应用ICA技术带来的 经济利益的认识（6）测量工具不可靠、不稳定（7） 污水处理厂设计存在限制性因素，排水收集系统不完 善（8） ICA技术缺乏一定的透明度（9）缺乏软件和 仪器的行业规范。促进因素有：（1

13、）逐渐严格的污水排放标准（2）对 降低污泥产量的要求（3）经济的驱动力（4 ）降低能 量消耗和（或）增加能量产出的要求（5）污水处理 厂逐渐复杂化的要求（6）新处理思想的出现（节约 用地、污水回用）；（7）新型、高科技技术的出现（如 计算机、传感器、通讯技术和网络）名1、说明曝气量、DO、消化液回流量对消化反应、反 消化反应的影响1. 在一定范围内，随曝气量增加或减小，DO浓度达 到最大值后，不随曝气量增加而变化2. 增加DO浓度可增加系统硝化速率，从而增加系统 的硝化容量；增加DO浓度通常会减低同时反硝化现 象3. 较高的内循环流量将加大系统的混合程度，降低系 统总硝化速率，但影响很小，较小

14、或较高的内循环回 流量都会影响反硝化，对于特定水质都存在一个最优 的内循环回流量如何实现生物除磷工艺的优化准确估计进水特性；估算生物除磷能力；确定厌氧池 结构；促进缺氧除磷；应用实时控制策略；辅助化学 除磷2、比较SBR法设定时间和实时控制的不同，说明实 现SBR的意义，如何实现SBR的实时控制 普通自动控制是根据水量与设定的时间，实现自动控 制，属于开关型自动控制。实时控制以出水水质为目 标，是在普通控制的基础上，根据进水和反应器内的 有机物，氮和磷的浓度变化来灵活的控制反应时间的 自动控制。意义：能够为了不同的净化目的，通过不同的控制手 段，以各种方式灵活的的运行，提高了 SBR法处理 过

15、程的可靠性，针对不同的有机物，氮和磷的浓度， 恰当的改变反应时间，以便在保证处理水质的同时， 尽可能减少运行费用，防止污泥膨胀。由于DO.OPR和PH在线检测影响时间短，精度高， 且在有机物降解硝化和硝化反应以及生物除磷过程 有显著的变化规律，在有机物降解完成，硝化反硝化 结束时出现明显的特征点，因此可以作为SBR有机 物去除，脱氮除磷的过程控制参数，从而实现SBR 的实时控制。生物除磷的影响因素，如何实现生物除磷的除磷的优 化？温度，PH，进水组分，硝酸盐，DO,污泥龄，厌氧 停留时间。准确估计进水特性，估算生物除磷能力，确定厌氧池 的结构，促进缺氧呼吸磷，应用实时监测策略，降低 内部磷符合，辅助化学除磷