最新给水排水工程仪表与控制复习

1、给水排水工程仪表与控制复习精品资料给水排水工程仪表复习弟一早1 .自动控制系统有哪些基本组成部分 ？答：一个自动控制系统主要由以下基本部件构成：（1） 控制对象；（2）传感器；变送（3）控制器；（4）执行装 置。2 .自动控制系统的分类？答：按给定值的不同形式：定值控制系统、随动控制 系统、程序控制系统；按系统的结构特点：前馈控制 系统（开环）、反馈控制系统（闭环）、复合控制系统。3 .传递函数的概念？什么是阶跃函数答：传递函数：一个环节或一个自动控制系统中，输 出拉式变换和输入拉式变换之比。4 .方块图和传递函数有什么作用？答：方块图和传递函数是自动化理论的重要基础。通 过方块图可以直接看出

2、各环节的联系，及环节对信号 的传递过程；而传递函数可以用来描述环节或自动控 制系统的特性，将输入-输出关系一目了然表示出 来。6 .评价自动控制系统的过渡过程有哪些基本指标?答：评价自动控制系统的过?S过程基本指标有：（1）最大偏差A; （2）过渡时间 ts;（3）余差C; （4）衰减比；（5）振荡周期Tp.精品资料7有哪些常用调节规律，它们的表达式？答：常用控制方式有：(1)双位控制；(2)比例控制；(3)比例积分控制；比例积分微分控制。1 K.P(t) Kc e(t) ; P(t) edt ; P(t) Kcec edt ;TTdeKdeP(t) Kc(e Td 7)； P(t) Kce

3、-c edt Td ) dtTdt9.逻辑代数有哪些基本运算？有哪些基本性质？答：逻辑代数基本运算有：(1)单变量运算：非函数，晟2)双强Sh多变量)运算：与函数，或函数。基本性质为：置换律、结合律、分配律、吸收律、反置关系。11怎样由卡诺图建立或简化逻辑表发式？答：基本方法是：化步伐逻辑关系式或真值表中的各项对应地填入图中，标为1''',余下的空格填为当相应的偶数个捌称的)皆为1'''时，就可将之合并简化为逻辑表达式的一项，其余变量之间为逻辑乘关系，其余0''项不考虑。§ abc abc abc abc abc ； S

4、2 abc bc ac; S3 abc abc abc abc【例11双控开关有一房间，设房灯L,希望在门1及门2处分别设开关，任意控制灯的开闭。【例2】水泵的开停控制水泵开停控制工作过程的分析，是一种有记忆的逻辑控制系统。增加一个描述系统在t-1时刻状态的变量Mt-1。于是有3个变量m、a、Mt-1共同决定水泵的工作状态，即输出Mo第二章精品资料1、给水排水自动化常用仪表？答：过程参数检测仪表、过程控制仪表、调节控制的执行设备。2、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

5、象中提取被检测参数的 信息，并转换成一相应的输出信号。变换器的作用：将传感器的输出信号进行远距离传送、放大、线性变化转变成统一的信号，供给显示器等。显示器的作用：向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。3、检测仪表的性能指标是什么？简述重要性能指标。答：仪表的性能指标是评价仪表性能的好坏、质量优劣的重要依据，它也是正确选择和使用仪表，以达准确检测之目的所必须的具备和了解的知识。测量 范围、示值误差、重复性（稳定性）、分辨率、精度、准确度。4、pH测量的基本方法和原理是什么？答：pH测量的基本方法：电极电位法。原理是： PH计其主体是一个精

6、密电位计，将电极插在被测溶液中，组成一个电化学原电池，通过测量原电池的电动 势并直接用pH值表示出来。酸度计种类繁多，但其结构均由电极系统和高阻 抗的电子管或晶体管直流毫伏计两部分组成。电极与待测溶液组成原电池，以 毫伏计测量电极间的电位差，电位差经放大电路放大后，由电流表或数码管显 示。精品资料5、溶解氧膜电极法的基本原理是什么？答：膜电极法：氧敏感膜电极浸没在电解质溶液中的两个金属电极和氧选择性半透膜组成。氧半透膜只允许透过半透膜和其他气体，而几乎完全阻挡水和 溶解性固体。透过膜的氧在阴极上还原，产生的扩散电流与水样中氧的浓度成 正比，将浓度信号变成电信号，由电流计读出。6、浊度测量的基本

7、方法和原理是什么？答：浊度测量的基本方法：透光测定法，散色光测定法，透射光和散射光比较测定法，表面散射光法。原理都是光电光度法。7、流量测量仪表有哪些类型？在给水排水工程中常用的有哪些？答：1.节流流量计，2.容积流量计，3.面积流量计，4.叶轮流量计，5.电磁流量计，6.超声波流量计，7.量热式流量计，8.毕托管，9.层流流量计，10.动压流量计，11.质量流量计，12.流体震动流量计，13.激光多普勒流量计。在给水排水常用的有压差流量计，超声流量计，浮子流量计，明渠流量计，电磁流量计。8、流动电流原理？答：流动电位（流）：在外力作用下，液体相对于固体表面流动而产生电场的现象，是电渗的反过程

8、。实质：扩散层中反离子随液相定向流动，负离子定向迁移现象。固液相界面一固体离解或对液体分子吸附一吸附层和扩散层一双电层结构；外力作用一双电层结构扰动一扩散层流动一与吸附层产生相对位移一位移界面-滑动界面电位一（电位或流动电流9、超声波流量计的检测原理？ 答：超声波在流动和静止的流体中的传播速度不同精品资料10、什么是电气式压力计？特点？答：电气式压力计：把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电量，从而实现 压力的间接测量。优点：反应快，测量范围宽，精度高，远距离传输，便于自 动控制11、液位检测仪表的种类？答：浮力式、静压式、电容式、激光式、超声波式等12、给水排水工程自动化常用的执行设备有哪些

9、类？各有什么作用？答：各种泵与各种阀门。泵取水排水，阀门控制流量13、往复泵与离心泵的工作特性、调节特性有什么差别？各有什么特点？答：（1）往复泵的瞬时流量取决于活塞面积与活塞瞬时运动速度之积，由于活 塞运动瞬时速度的不断变化，使得它的流量不均匀，但是在一段时间内输送的 液体量却是固定的，仅取决于活塞面积、冲程和往复频率。往复泵可用旁路阀 调节流量，泵的送液量不变，只是让部分被压出的液体返回贮池，使主管中的 流量发生变化。流量调节也可以采用改变电机转速，从而改变柱塞往复运行速 度的方式或冲程长度，即调节行程百分比的方式进行。这两种方式都易于实现 自动化控制。（2）离心泵：对应不同的转速，有不同

10、的水泵特性曲线，各种转 速下的水泵特性曲线组成一个特性曲线族；在不同转速的水泵特性曲线之间， 存在效率相等的相似工况点，将这些等效率点连成线，则构成等效率曲线及等 效率曲线族14、离心泵的阀门调节与变速调节有那些差别？答：变速调节改变水泵的特性曲线，阀门调节则是改变管路特性曲线。变速调 节是一种节能的调节方式，阀门调节时一种耗能的调节方式。精品资料15、调节阀与电磁阀的作用是各是什么？答：在各类阀门中，电磁阀起对管路的通断控制作用，相当于管路开关；调节 阀起流量的调节作用，改变调节阀的开启度就可以改变通过的流量。16、调节阀有哪些常见类型？何为调节阀的理想特性与工作特性？答：按阀体与流通介质的

11、关系可将调节阀分为直通式和隔膜式，按阀门控制信 号的种类可分为气动与电动调节阀。在阀前后压差恒定时得到的流量特性称为 理想流量特性，在实际应用中，阀前后的压差即在调节阀上的压力降都是随流 量变化的，此时的流量特性就是工作流量特性。第三章1 .对水泵及管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，

12、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。2 .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，实现水泵工况点的调节。3 .双位控制系统的缺点有哪些?精品资料答：缺点：精度低，水压波动较大。4 .水泵的调速技术有那些？常用的有那些？答：（1）审级调速；（2）液力耦合器调速；（3）变频调速。常用的是变频调 速。5 .水泵的调节类型有哪些？它们的适用对象？答：恒压调节、恒流调节。恒压调节：二级供水泵站或建筑与给水小区；包流调节：一级吸水泵站6 . 一级吸水泵站为什

13、么要进行恒流调节？答：最低水位设计，常水位运行，导致扬程过剩，浪费能量。7 .恒压变频调速的工作流程是什么？答：水泵启动后，由压力传感器测定管道的水流压力，传送给控制器后，控制器与设定值进行比较，如果小于设定值，则指令变频器增加电源频率，加大电机转速；反之，则减少电源频率，降低电机转速。当根据管道压力和设定值调节电机转速后大于设定值，则增加水泵启动台数，反之，减少水泵台数。8 .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：高效节能；可以实现水泵的“软启动”；延长设备的使用寿命。9 .何为水泵的“软启动”？答：水泵从低频电源开始运转，即由低速下逐渐

14、升速，直至达到预定工况，而 不是按照常规一启动就迅速达到额定转速。精品资料10 .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？答：（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：将将控制点设在最不利点处，技术经济性能更佳，安全可靠。增加信号线长度，工程和管理较困难。将控制点设于水泵出口，水泵出口恒压控制能量浪费最大，水泵出口理想化变压控制节能效果最好，控制点越靠近用户，节能效果越好，用户水压越稳定，可靠性越高。11 .污水泵站组合运行有什么意义？答：在污水提升泵站中，使用微机控制变

15、速与定速水泵组合运行，可以保持进水位的稳定，降低能耗，提高自动化程度。12 .给水监控与调度系统的基本功能与常见组成方式是什么？答：基本功能：（1）集中监控与控制；（2）预测咨询系统；（3）设备管理与运转台账；（4）管路台账；（5）管网计算与工况分析。组成方式：自主控制子系统、管网事故处理子系统、设备管理子系统、预测子系统等。13 .自动控制系统可以采取哪些抗干扰措施？答：（1）供电电源；（2）信号传输；（3）所有I/O信号（开关量信号）均经光电隔离设施；（4）配电箱、工作台等电气设备外壳均接保护地，计算机系统采用一点接地、系统浮空措施，控制共模干扰；（5）计算机系统的稳压电源具有过压、欠压和

16、过流保护能力；前置机掉电，数据能持续保存24h,系统掉电数精品资料据存贮时间10min； (6)软件设计按工艺条件划分模块，并有数据纠错、虑错和改错技术。例题：例1排水泵站的控制系统水位高于规定值，开关触点闭合，逻辑值为 1;水位低于规定值，开关触点断开，逻辑值为 0.排出-a=1a=0b=1_b=0第四章1、自来水厂工艺中，降低进水浊度有那几种工艺?答：混凝、过滤、沉淀。2、混凝的原理是什么？答：电中和作用，吸附架桥，脱稳凝聚过程3、为什么说混凝效果与混凝剂的投加量有关系？答：过少，达不到混凝效果；过多，重新出现双电层效应 4、影响混凝剂需要量的因素有哪些?精品资料答：（1）混凝需要达到的目

17、标；（2）水处理构筑物的性能；（3）原水水质（浊度、pH、碱度、电导率、水温）；（4）混凝剂自身特性（品质和性能）5、按照控制方式来分，混凝控制技术可分为？脱机控制和在线控制6、按照控制参数的性质，混凝控制技术可分为？模拟法、水质参数法、特性参数法、效果评价法。7、在混凝控制技术中，胶体电荷控制法分为几类？比位法；胶体滴定法；流动电流法8、在混凝控制技术中，数学模型法最常用的模型是？（ 多元线性模型）9、在混凝控制技术中，数学模型的建立需要经过的两个步骤是？参数的选取和系数的确定10、确定高浊度水混凝剂投加量的有几种方法？泥砂颗粒比表面积法、前馈数学模型法、透光脉动絮凝检测技术11、在混凝控制

18、技术中，前馈数学模型法有什么特点？答：前馈数学模型的特点：（1）建立模型的复杂性；（2）兼容性较差（针对特定的处理系统，特定的混凝剂特性，特定的出水浊度）（3）系统复杂，对检测仪表依赖程度较高。12、流动电流法德特点？答：流动电流法为中间参数反馈系统，抓住了影响药耗的微观本质特征，技术参数少，易调整，适用范围广，使用方便，投资少，调节及时，解决了 滞后” 问题。13、沉淀池自动控制的关键是?精品资料答：如何确定积泥量和排泥历时。14、沉淀池反冲洗判断的方式？答：虑后水的浊度和滤池水头的变化15、什么是水厂的前加氯和后加氯，各自的目的是什么？答：根据加氯点的位置不同，在水处理系统中分为前加氯和后

19、加氯。前加氯在 滤池前，后加氯在清水池前，前加氯的目的是氧化有机物，后加氯的目的是消与。16、水厂加氯控制技术的分类有哪些？各有什么特点？答：按控制系统的形式划分：(1)流量比例前馈控制：即控制投加量与水流量成一定比例；前加氯比例控制由于要求不高，较易达到目的；后加氯比例控制用于消毒，要 求一定的余氯量；由于要求余氯值恒定，而虑后水的需氯量是变值，很难达到 要求。(2)余氯反馈控制：按照投加以后水中的余氯进行反馈控制；控制点设在清水池 后，系统滞后较大(30min以上)，控制系统的调节特性不好。复合环控制：按照水流量和余氯进行的复合控制，或双重余氯用级控制等； 前馈反馈复合环控制，不能解决水质

20、变化问题；双重余氯用级控制，增加中间 余氯控制点，根据出厂水余氯控制值设定中间余氯控制点设定值，并根据中间 余氯控制点情况随时调节加氯量。(4)其他控制方式，如以pH值和氧化还原电势为参数进行控制等。17、流动电流混凝控制工艺系统的组成与特点？ 答：组成：检测器、控制器和执行设备精品资料（1）单因子控制仅需要流动电流一个因子就可以实现混凝投药自动控制（2）小滞后系统投药到取样的时间差一般只有几十秒，至多1-2min。适应水质及运行工况等的突然变化，控制系统能及时调节投药量，保证水处理系统工况稳定。第五章1、污水处理厂检测的意义？答：在污水处理场中，为了能使处理系统的运行安全可靠，获得合格的处理

21、水，或者运行中出现故障处理水质恶化中，能采取有效措施；还包括遵照有关法规对处理厂排出物的检测与记录，以及为了在扩建与改造时提供有用的资料 和统计值等。2、在选择仪表类型与检测方法时，应综合考虑那些因素与条件？当有些因素相 互矛盾时，应如何考虑？答：应考虑因素与条件：（1）检测的目的（2）检测的环境条件 （3）检测精度、重现性与响应性 （4）维护管理性（5）检测对象的特殊性 （6）各种信号 的特征（7）检测范围当有些因素相互矛盾时，应：根据仪表设备的设计安装的基本原则与注意事项，来选择最合适的检测方法必要的最小限度的仪表设备，使之既能满足工艺 设计与自动控制提出的检测要求，又尽可能降低建设与运行

22、费用。3、你认为污水处理厂不同处理设施的的各种检测项目中，哪些是必需的？答：必需的：（1）量的检测中：各处设施的进水流量；初次沉淀池的排泥量； 曝气池的供气量，气水比，单位曝气池容积的供气量；回流污泥量，回流比;精品资料剩余污泥量；浓缩污泥量；污泥消化池的消化气产量、循环气量（即搅拌用气 量）；各种设施与设备的耗电量。（2）质的检测中：水温；pH值；消化池内 的温度；DO; COD;混合液污泥浓度（MLSS）;污泥沉降比（SV）。4.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

23、。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 5.在污泥浓度的检测方式中，光学式检测仪和超声波式检测仪的各自工作原理 是什么？在使用中分别应注意哪些事项答：光学式检测仪又分为透射光式、散射光式、和透射光与散射光比较式，透 射光式检测仪将装有试样的测定管夹在对置的一对光源和受光器中间，照射在 试样上的光被SS吸收并散射，到达受光器的透射量发生衰减。根据受光器得到 的透光亮与SS浓度的相关关系检测MLSSo散射光式检测仪从光源发射到试样 的光因SS存在而形成散射，根据受光器接收的散射光量与SS浓度的相关关系，检测MLSS浓度。透光散射光式检测仪根据受光器得到的透光量

24、与SS浓度的相关关系来检测MLSS浓度。在使用光学式检测仪时应注意以下事项：1）避免由于检视窗口的污染引起的检测误差，应当定期清洗。2）为了避免由于来自上方直射日光等强光的射入引起的误差，检测仪的传感部分常常放置在水面以下3050cm处精品资料3）由于MLSS检测仪是根据光学原理测定 MLSS浓度，当被检测的混合液颜 色变化影响透光率变化时，宜使用受其影响较小的透光散射光比较检测 仪。4）对MLSS检测仪进行校正时，将 MLSS的手分析值和MLSS检测仪的测定 值进行比较，并作成相关关系的曲线图，用来校正检测仪。超声波式检测仪的工作原理是将一对超声波发射器与接收器相对安装在测定管 两侧，超声波

25、在传播时被污泥中的固形物吸收和分散而发生衰减，其衰减量与 污泥浓度称正比，通过测定超声波的衰减量来检测污泥浓度。使用超声波式检测仪应注意的事项如下：1）气泡将异常地增大超声波的衰减量而引起检测误差。若气泡较多时，应当 采用带有加压消泡装置的检测仪，消泡后再检测。另外，也要注意由于污 泥的腐败或搅拌后空气卷入污泥中，使消泡困难，难于去除气泡对检测值 影响的情况。2）有加压消泡装置时，应定期检查加压机构和空气压缩机，排出空气罐中的 水。3）由于季节变化而引起污泥颗粒形状的变化，或者由于污泥混合后不均质的 情况，应用正常的污泥检测结果来校正。4）系统具有加压消泡装置时，由于其检测是按更换污泥一一加压

26、一一检测的 程序进行，每检测一次约需要 5min左右，因此，当泵是间歇运行时，如果 随着泵的启动开始检测的话，能够顺利地更换需要检测的污泥。6 .简述COD自动检测仪，UV计，TOC自动检测仪和TOD自动检测仪的工作 原理精品资料答：COD自动检测仪是将指定的检测步骤自动化了的仪器，每隔12h间歇自动检测，根据氧化分解的条件有酸性法检测仪和碱性法检测仪。UV计利用溶解性有机物吸收紫外线范围波长光的特性，将水样连续送进测定瓶，用紫外线照射，然后根据其吸光度来检测其污染程度。TOC自动检测仪工作原理是在水样中加酸，用氮气吹脱水中的无机碳，然后在高温与催化剂存在的条件下，使水样通过含有一定氧浓度的载

27、流气体进行燃烧，用非分散型红外线分析仪检测气体燃烧炉中的 CO2浓度，据此求出水样中 有机碳浓度。TOD自动检测仪的原理是将水样和含有一定量氧的载流气体一样，送入高温加 热后的催化剂填充燃烧管中，使水样中的有机物氧化分解，然后测定消耗的氧 量。7 .信号变换器是为了把传感器输出的流量，液位、浓度与温度等检测值，转变成电信号、空气压力、或油压信号（第一次转换）达到对于指示、记录、调节等都方便的标准，保持原样再转换成其他信号（第二次转换）。1、污水处理厂常用的监控方式？答：1.个别监视操作方式2 .集中监视个别操作方式3 .集中监视个控制（别操）方式4 .分区监视分散控制方式5 .集中监视分散控制

28、方式6 .集中管理式分区监视分散控制方式精品资料2、在选择污水处理监视控制方式时，应当考虑哪些因素与条件。答：(1)处理厂的规模(2)处理场的工艺布置(3)工艺流程(4)扩建可能性(5)管理体制(6)经济因素3、计算机控制系统的组成、特点以及控制过程？答：计算机控制系统是由硬件和软件组成，硬件包括主机，通用外部设备，接口与输入输出通道。软件包括各种系统软件和应用软件。特点：(1)出入计算机的信号均为二进制数字信号，因此需要 D/A和A/D, A/D和D/A两个转换过程将对系统的静态和动态性能产生影响。(2)控制信号通过软件加工处理，充分利用了计算机的运算，逻辑判断和记忆功能，因而改变控制算法只

29、要改编程序而不必改动硬件电路控制过程：(1)实时数据采集，即对被控制量的瞬时值进行检测和输入 ；(2)实施决策：对实时的设定值和被控制的数量进行已定的控制规律运算，决定下一步的控制过程(3)实时控制：根据决策，适时的对执行机构发出控制信号4、污水处理厂控制系统的种类有哪些，各种控制系统的工作原理和特点是什 么？精品资料答：（1）操作指导控制系统工作原理：在计算机的指挥下，定期地对生产过程中的参数作巡回检测，并对 其进行处理、分析、记录及参数越限警报等。特点：计算机不直接参与过程控制，而是有操作人员（或别的控制装置）根据 测量结果改变设定值或进行必要的操作。计算机的结果可以帮助、指导人的操 作。（2）直接数字控制系统工作原理：就是用一台计算机对多个被控制参数进行巡回检测，检测结果与设定值进行比较，再按已确定的控制规律（例如 PID规律或直接数字控制方法）进行控制计算，然后输出到执行机构对被控制对象进行控制，是被控制参数稳定在设定值上特点：与DPS相比有以下几个特点。a）、计算机参与了直接控制，系统经计算及构成了闭环，而DPS中是通过人工或别的装置来控制，计算机与对象为形成闭环。b）设定值是预先设