《給排水工程儀表與控制》第二版思考題與習(xí)題答案

《給排水工程儀表與控制》第二版思考題與習(xí)題答案《給排水工程儀表與控制》第二版思考題與習(xí)題答案第一章1.自動控制系統(tǒng)的作用是什么？與人工控制系統(tǒng)有什么共同點？有什么差別？2．自動控制系統(tǒng)有哪些基本組成部分?各部分的作用是什么？答：一個自動控制系統(tǒng)只要由以下基本見構(gòu)成：①整定文件：也稱給定文件，給出了被控量應(yīng)取的值②測量元件：檢測被控量的大小③比較文件：用來得到給定值與被控量之間的誤差④放大元件：用來將誤差信號放大，用以驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑤執(zhí)行元件：用來執(zhí)行控制命令，推動被控對象⑥校正元件：用來改善系統(tǒng)的動靜性能⑦能源元件：用來提供控制系統(tǒng)所需的能量。3．自動控制系統(tǒng)由哪些形式？答：(1)閉環(huán)控制;(2)開環(huán)控制；(3)復(fù)合控制。4．方塊圖和傳遞函數(shù)有什么作用？答：方塊圖和傳遞函數(shù)是自動化理論的重要基礎(chǔ)。通過方塊圖可以直接看出各環(huán)節(jié)的聯(lián)系，及環(huán)節(jié)對信號的傳遞過程；而傳遞函數(shù)可以用來描述環(huán)節(jié)或自動控制系統(tǒng)的特性，將輸入----輸出關(guān)系一目了然表示出來。5..分析各種典型環(huán)節(jié)的動態(tài)特性極其特點。①比例環(huán)節(jié)也稱放大環(huán)節(jié)，特點是當(dāng)輸入信號變化時輸出信號會同時以一定的比例復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化。傳遞函數(shù)：G（s）=k（k為放大系數(shù)），Y（s）=KX（s）,y(t)=kx(t)。②一階環(huán)節(jié)也稱一階慣性環(huán)節(jié)，當(dāng)輸入信號做階躍變化后，輸出信號立刻以最大速度開始變化，曲線斜率最大，而后變化速度開始放慢，并越來越慢，最后達(dá)到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。傳遞函數(shù)：G(s)=k/Ts+1,X(s)=A/S(xu=A)。③積分環(huán)節(jié)：只要有輸入信號存在，輸出信號就一直等速的增加或減小，隨著時間而積累變化。傳遞函數(shù)：G（s）=k/b*sY(s)=kX(s)/TiSy(t)=k/Ti∫x(t)dt。④微分環(huán)節(jié)：微分作用的輸出變化與微分相同和輸入信號的變化速度成比例而與輸入信號大小無關(guān)，即輸入信號變化速度愈快，微分時間越長，微分環(huán)節(jié)輸出信號也愈大。傳遞函數(shù)：G(s)=Td*S，Y(s)=Td*S*X(s)，y(t)=Td*dx(t)/dt。⑤純滯后環(huán)節(jié)：當(dāng)輸入信號產(chǎn)生一個階躍變化時，他的輸出信號即不是立刻反應(yīng)輸入信號的變化，也不是慢慢的反應(yīng)，而是要經(jīng)過一段純滯后時間以后才等量的復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化。傳遞函數(shù)：G(s)=e﹣zs，Y（s）=e﹣zs*X(s)y(t)=x(t-τ)。6．評價自動控制系統(tǒng)的過渡過程有哪些基本指標(biāo)？答：評價自動控制系統(tǒng)的過渡過程基本指標(biāo)有：(1)最大偏差A(yù)；(2)過渡時間ts;(3)余差C；(4)衰減比；(5))振蕩周期Tp.7.有哪些常用控制方式？答：常用控制方式有：(1)位式控制；(2)比例控制；(3)比例積分控制；(4)比例積分微分控制。9．邏輯代數(shù)有哪些基本運算？有哪些基本性質(zhì)？答：邏輯代數(shù)基本運算有：(1)單變量運算:‘非’’函數(shù)，‘是’’函數(shù)；(2)雙變量(多變量)運算：‘與’’函數(shù)，‘或’’函數(shù)。基本性質(zhì)為：置換律、結(jié)合律。14．智能控制系統(tǒng)的基本功能和特點是什么？答：智能控制系統(tǒng)的基本功能是：(1)容錯性；(2)多模態(tài)性；(3)全局性；(4)混合模型和混合計算；(5)學(xué)習(xí)和聯(lián)想記憶能力；(6)動態(tài)自適應(yīng)性；(7)組織協(xié)調(diào)能力。特點：第二章1、檢測儀器有哪些基本部分組成？各有什么作用？答：檢測儀器的基本組成部分有傳感器、變換器、顯示器以及連接它們的傳輸通道。傳感器的作用：感受到被檢測參數(shù)的變化，直接從對象中提取被檢測參數(shù)的信息，并轉(zhuǎn)換成一相應(yīng)的輸出信號。變換機(jī)的作用：將傳感器的輸出信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送、放大、線性變化貨轉(zhuǎn)變成統(tǒng)一的信號，供給顯示器等。顯示器的作用：想觀察者顯示被檢測數(shù)值的大小。傳輸通道的作用：連接儀表的各個環(huán)節(jié)，給各環(huán)節(jié)的輸入和輸出提供通道。2、檢測儀表的性能指標(biāo)是什么？簡述重要性能指標(biāo)。答：儀表的性能指標(biāo)是評價儀表性能的好壞、質(zhì)量優(yōu)劣的重要依據(jù)，它也是正確選擇和使用儀表，以達(dá)準(zhǔn)確檢測之目的所必須的具備和了解的知識。詳見P71-77。3、水質(zhì)自動監(jiān)測站點如何選擇？答：在主要污染部分的上游設(shè)對照子站，監(jiān)測本區(qū)域污染前的水質(zhì)狀況；在主要污染部分設(shè)立污染監(jiān)測子站，監(jiān)測本地區(qū)貨城市對河流的污染程度，并追蹤污染情況的變化；在主要污染區(qū)的下游，設(shè)立水質(zhì)自凈情況監(jiān)測子站，檢查水的自凈情況以及帶給下游的污染物程度。詳見P108-1094、PH測量的基本方法和原理是什么？答：PH測量的基本方法：電極電位法。原理是：PH計其主體是一個精密電位計，將電極插在被測溶液中，組成一個電化學(xué)原電池，通過測量原電池的電動勢并直接用pH值表示出來。酸度計種類繁多，但其結(jié)構(gòu)均由電極系統(tǒng)和高阻抗的電子管或晶體管直流毫伏計兩部分組成。電極與待測溶液組成原電池，以毫伏計測量電極間的電位差，電位差經(jīng)放大電路放大后，由電流表或數(shù)碼管顯示。5、溶解氧測量的基本方法和原理是什么？答：碘量法：在水中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價的錳氧化成四價錳，并生成氫氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四價錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當(dāng)?shù)挠坞x碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘，可計算出溶解氧含量。高錳酸鉀法：用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價鐵離子用氟化鉀掩蔽。疊氮化鈉修正法：疊氮化鈉在酸性條件下將亞硝酸根分解破壞。膜電極法：氧敏感膜電極浸沒在電解質(zhì)溶液中的兩個金屬電極和氧選擇性半透膜組成。氧半透膜只允許透過半透膜和其他氣體，而幾乎完全阻擋水和溶解性固體。透過膜的氧在陰極上還原，產(chǎn)生的擴(kuò)散電流與水樣中氧的濃度成正比，將濃度信號變成電信號，由電流計讀出。電導(dǎo)測定法：利用非導(dǎo)電元素或化合物與溶解氧反應(yīng)產(chǎn)生能導(dǎo)電的離子，如氧化氮氣與溶解氧生成硝酸根離子，增加電導(dǎo)率，即可求得溶解氧含量。7、濁度測量的基本方法和原理是什么？答：濁度測量的基本方法：透光測定法，散色光測定法，透射光和散射光比較測定法，表面散射光法。原理都是光電光度法。8、生化需氧量測量的基本方法和原理是什么？答：生化需氧量（BOD）測量的基本方法：五天培養(yǎng)法、檢壓法、庫倫法、微生物電極法等。五天培養(yǎng)法：水樣經(jīng)過稀釋后，在（20±1℃）條件下培養(yǎng)5天，求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量，二者的差值記為BOD5。如果水樣的五日生化需氧量未超過7mg/L，則不必進(jìn)行稀釋，可直接測定。檢壓法：將水樣置于裝有一個以CO2吸收劑小池的密閉培養(yǎng)瓶中，當(dāng)水樣中的有機(jī)物被微生物氧化分解時，消耗的溶解氧則由氣體管中的氧氣補充，產(chǎn)生的CO2又被吸收池中的吸收劑吸收，結(jié)果導(dǎo)致密閉系統(tǒng)的壓力降低，用壓力計測出的壓力降低值來求出水樣中的BOD值，在實際測量中，先用葡萄糖—谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液校正壓力計，即可從壓力計中直接讀出水樣的BOD值。9、化學(xué)需氧量（COD）測量的基本方法和原理是什么？答：基本方法有：重鉻酸鉀法，堿性高錳酸鉀法，酸性高錳酸鉀法重鉻酸鉀法：水在酸性溶液中加熱回流2h，一定量的重鉻酸鉀氧化水中的還原物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。酸性高錳酸鉀法：水樣在酸性條件下，加入高錳酸鉀溶液，使水中有機(jī)物被氧化，剩余的高錳酸鉀以草酸回滴，然后根據(jù)實際消耗的高猛酸鉀計算出化學(xué)耗氧量。堿性高錳酸鉀法：在堿性溶液中，高錳酸鉀氧化水中的還原性物質(zhì)，酸化后，加入過量的草酸鈉溶液，再用高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。10、紫外（UV）吸收測量的基本方法和原理是什么？答：測定方法：分光光度法，原理：選一定波長的光照射被測物質(zhì)溶液，測其吸光度，再依據(jù)吸光度計算出被測組份的含量。11．流量測量儀表有哪些類型?在給水排水工程中常用的有哪些？答：1.節(jié)流流量計，2.容積流量計，3.面積流量計，4.葉輪流量計，5.電磁流量計，6.超聲波流量計，7.量熱式流量計，8.畢托管，9.層流流量計，10.動壓流量計，11.質(zhì)量流量計，12.流體震動流量計，13.激光多普勒流量計。在給水排水常用的有壓差流量計，超聲流量計，浮子流量計，明渠流量計，電磁流量計。12.超聲波流量計的基本原理是什么？超聲波流量計有什么特點？答：原理：超聲波流量計是通過檢測流體流動時對超聲束的作用，以測量體積流量的的儀表。特點：超聲流量計可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計可無需停流截管安裝，只要在即設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計在工業(yè)用流量儀表中具有的獨特優(yōu)點，因此可作移動性測量，適用于管網(wǎng)流動狀況評估測定超聲波流量計為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。超聲波流量計適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價基本上與管徑無關(guān)。對于大型管道帶來方便，在無法實現(xiàn)實流試驗的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。超聲流量計可測量非導(dǎo)電性液體，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補充。14．可編程控制器的基本組成？答：硬件組成：1.中央處理單元，2.存儲器，3.輸入輸出單元，4.通信接口，5.智能接口模塊，6.編程裝置，7.電源，8.其他外部設(shè)備。軟件組成：系統(tǒng)程序和用戶程序。15．PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較有什么特點？答：1.可靠性高抗干擾能力強，2.編程簡單實用方便，3.功能完善通用性強，4.設(shè)計安裝簡單維護(hù)方便，5.體積小重量輕能耗低。16．PLC的性能指標(biāo)是什么?有哪些發(fā)展趨勢？答：PLC的性能指標(biāo)：1.存儲容量，2.I/O點數(shù)，3.掃描速度，4.指令的功能與數(shù)量，5.內(nèi)部元件的種類與數(shù)量，6.特殊功能單元，7.課擴(kuò)展能力。發(fā)展趨勢：1.向高速度、大容量方向發(fā)展，2.向超大型、超小型兩個方向發(fā)展，3.PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力，4.增強外部故障的檢測與處理能力，5.編程語言多樣化。17．給水排水工程自動化常用的執(zhí)行設(shè)備有哪些類？各有什么作用？答：各種泵與各種閥門。泵取水排水，閥門控制流量18．往復(fù)泵與離心泵的工作特性、調(diào)節(jié)特性有什么差別？各有什么特點?答：（1）往復(fù)泵的瞬時流量取決于活塞面積與活塞瞬時運動速度之積，由于活塞運動瞬時速度的不斷變化，使得它的流量不均勻，但是在一段時間內(nèi)輸送的液體量卻是固定的，僅取決于活塞面積、沖程和往復(fù)頻率。往復(fù)泵可用旁路閥調(diào)節(jié)流量，泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發(fā)生變化。流量調(diào)節(jié)也可以采用改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變柱塞往復(fù)運行速度的方式或沖程長度，即調(diào)節(jié)行程百分比的方式進(jìn)行。這兩種方式都易于實現(xiàn)自動化控制。（2）離心泵：對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速，有不同的水泵特性曲線，各種轉(zhuǎn)速下的水泵特性曲線組成一個特性曲線族；在不同轉(zhuǎn)速的水泵特性曲線之間，存在效率相等的相似工況點，將這些等效率點連成線，則構(gòu)成等效率曲線及等效率曲線族19．離心泵的閥門調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)有那些差別？答：變速調(diào)節(jié)改變水泵的特性曲線，閥門調(diào)節(jié)則是改變管路特性曲線。變速調(diào)節(jié)是一種節(jié)能的調(diào)節(jié)方式，閥門調(diào)節(jié)時一種耗能的調(diào)節(jié)方式。20．調(diào)節(jié)閥與電磁閥的作用是各是什么？答：在各類閥門中，電磁閥起對管路的通斷控制作用，相當(dāng)于管路開關(guān)；調(diào)節(jié)閥起流量的調(diào)節(jié)作用，改變調(diào)節(jié)閥的開啟度就可以改變通過的流量。21．調(diào)節(jié)閥有哪些常見類型？何為調(diào)節(jié)閥的理想特性與工作特性？答：按閥體與流通介質(zhì)的關(guān)系可將調(diào)節(jié)閥分為直通式和隔膜式，按閥門控制信號的種類可分為氣動與電動調(diào)節(jié)閥。在閥前后壓差恒定時得到的流量特性稱為理想流量特性，在實際應(yīng)用中，閥前后的壓差即在調(diào)節(jié)閥上的壓力降都是隨流量變化的，此時的流量特性就是工作流量特性。第三章1.對水泵及管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)的意義是什么？答：管道系統(tǒng)是給水排水工程的重要組成部分，水泵更是極為常見的給水排水設(shè)備。以給水工程為例，輸配水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著輸送、分配水的任務(wù)，它的造價占給水系統(tǒng)總造價的主要部分;管道系統(tǒng)往往是由水泵加壓供水的有壓系統(tǒng)，與水泵及水泵站的關(guān)系密切，它的運行費用在給水系統(tǒng)運行費用構(gòu)成中占第一位。采取技術(shù)措施，合理地調(diào)節(jié)水泵、管道系統(tǒng)工況，保證用戶的用水要求，并最大限度地節(jié)約能耗、降低費用，是十分重要而有意義的工作。2.水泵工況調(diào)節(jié)有哪些類型？答：（1）通過水泵出水口管路上的閥門來改變管路特性，實現(xiàn)水泵工況點的調(diào)節(jié);（2）改變水泵的轉(zhuǎn)速,從而改變水泵的特性曲線，實現(xiàn)水泵工況點的調(diào)節(jié)。3.雙位控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點有哪些？答：優(yōu)點：高效節(jié)能；延長設(shè)備使用壽命；功能齊全。缺點：精度低，水壓波動較大。4.水泵的調(diào)速術(shù)有那些？常用的有那些？答：（1）串級調(diào)速；（2）液力耦合器調(diào)速；（3）變頻調(diào)速。常用的是變頻調(diào)速。5.變頻調(diào)速的原理與特點是什么？答：原理：它通過改變水泵工作電源頻率的方式改變水泵的轉(zhuǎn)速。特點：調(diào)節(jié)精度高；可以實現(xiàn)水泵的“軟啟動”。6.何為水泵的“軟啟動”？答：水泵從低頻電源開始運轉(zhuǎn)，即由低速下逐漸升速，直至達(dá)到預(yù)定工況，而不是按照常規(guī)一啟動就迅速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。7.恒壓給水系統(tǒng)的壓力控制點有哪些設(shè)置方式，各有什么特點？答：方式設(shè)置：（1）將控制點設(shè)在最不利點處，直接按最不利點水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)；（2）將控制點設(shè)于水泵出口，按該點的水壓進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，間接地保證最不利點的水壓穩(wěn)定。特點：揚程浪費，工程管理方便8.氣壓給水系統(tǒng)中，氣壓罐的安裝位置對系統(tǒng)的工作特性有什么影響？9.污水泵站組合運行有什么意義？答：在污水提升泵站中，使用微機(jī)控制變速與定速水泵組合運行，可以保持進(jìn)水位的穩(wěn)定，降低能耗，提高自動化程度。10.給水監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)的基本功能與常見組成方式是什么？答：基本功能：（1）集中監(jiān)控與控制；（2）預(yù)測咨詢系統(tǒng)；（3）設(shè)備管理與運轉(zhuǎn)臺賬；（4）管路臺賬；（5）管網(wǎng)計算與工況分析。組成方式：自主控制子系統(tǒng)、管網(wǎng)事故處理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、預(yù)測子系統(tǒng)等。11.自動控制系統(tǒng)可以采取哪些抗干擾措施？答：（1）供電電源；（2）信號傳輸；(3)所有I/O信號（開關(guān)量信號）均經(jīng)光電隔離設(shè)施；（4）配電箱、工作臺等電氣設(shè)備外殼均接保護(hù)地，計算機(jī)系統(tǒng)采用一點接地、系統(tǒng)浮空措施，控制共模干擾；（5）計算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)壓電源具有過壓、欠壓和過流保護(hù)能力；前置機(jī)掉電，數(shù)據(jù)能持續(xù)保存24h，系統(tǒng)掉電數(shù)據(jù)存貯時間<10min；（6）軟件設(shè)計按工藝條件劃分模塊，并有數(shù)據(jù)糾錯、慮錯和改錯技術(shù)。第四章1混凝控制的目的與意義是什么？目的：是水中的混濁物質(zhì)聚結(jié)形成具有一定力度及表面特性的絮凝體，為沉淀或過濾去除創(chuàng)造良好的條件。意義：在保證效果的前提下，節(jié)約混凝劑消耗，是降低凈水成本的重要措施，經(jīng)濟(jì)意義十分重大。2混凝控制技術(shù)有哪些類型？經(jīng)典目測法燒杯試驗法模擬濾池法數(shù)學(xué)模型法膠體電荷控制法3數(shù)學(xué)模型混凝控制技術(shù)的特點是什么？數(shù)學(xué)模型是如何建立的？數(shù)學(xué)模型法是以若干原水水質(zhì)，水量參數(shù)為變量，建立其與投藥量之間的相關(guān)函數(shù)，即數(shù)學(xué)模型，計算機(jī)系統(tǒng)自動采集參數(shù)數(shù)據(jù)，并按此模型自動控制投藥。數(shù)學(xué)模型的建立包括兩方面的內(nèi)容：一，模型參數(shù)的選取，這往往要綜合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗、混凝試驗、數(shù)學(xué)統(tǒng)計檢驗以及參數(shù)的可測性等因素確定；二，模型中各項系數(shù)的確定，，這可以根據(jù)多年的運行資料，有統(tǒng)計分析確定，也可以對長期燒杯實驗的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析確定，然后再生產(chǎn)上加以修正。4流動電流混凝控制技術(shù)的特點是什么？其基本組成是什么？特點：單因子控制小滯后系統(tǒng)中間參數(shù)控制基本組成：檢測，控制，執(zhí)行三大部分5流動電流的基本原理和檢測原理是什么？流動電流參數(shù)有哪些基本特性？基本原理：指在外力作用下，液體相對于固體表面流動而產(chǎn)生的電場的現(xiàn)象。檢測原理：1966年，GERDES發(fā)明了活塞式“流動電流檢測器”，可以用于檢測水樣中膠體粒子的荷電特性。檢測器由檢測水樣的傳感器和檢測信號的放大處理器兩部分構(gòu)成。傳感器主要由圓形檢測室、活塞和環(huán)形電極組成，活塞和檢測室內(nèi)壁之間的縫隙構(gòu)成一個環(huán)形毛細(xì)空間。當(dāng)活塞在電機(jī)驅(qū)動下作往復(fù)運動時，水樣中的微粒附著在“環(huán)形毛細(xì)管”壁上形成一個微粒“膜”，水流的運動帶動微?！澳ぁ睌U(kuò)散層中反離子運動，從而在“環(huán)形毛細(xì)管”的表面產(chǎn)生交變電流，此電流由檢測室兩端的環(huán)形電極收集并經(jīng)放大處理后輸出?；咎匦?表征水中膠體雜質(zhì)表面電荷特性。6透光率脈動的產(chǎn)生與檢測儀的原理是什么？如果懸浮液是連續(xù)流動的，并且每次被檢測的體積相同，則在該體積內(nèi)的顆粒數(shù)目由于同樣原因也隨機(jī)變化，且遵循泊松分布。在連續(xù)式濁度儀中，樣品體積內(nèi)顆粒數(shù)目的隨機(jī)變化會導(dǎo)致濁度的脈動。當(dāng)懸浮液連續(xù)流過時，光束內(nèi)的真實顆粒數(shù)將在平均顆粒數(shù)V的周圍隨機(jī)變化，透射光強度也產(chǎn)生相應(yīng)的脈動。對于很小的樣品體積，因為顆粒數(shù)量的變化，有可能得到明顯的透射光強度脈動。7高濁度水混凝控制有哪些技術(shù)？各有什么特點？泥沙顆粒比表面積法所用儀器設(shè)備比較復(fù)雜，檢測時間長，難于實現(xiàn)在線自動控制。數(shù)學(xué)模型法需要大量實驗數(shù)據(jù)，通過數(shù)理統(tǒng)計方法求出，另外計算公式也屬于經(jīng)驗公式，控制起來會有偏差。透光脈動絮凝檢測技術(shù)的應(yīng)用可以利用透光脈動絮凝檢測裝置檢測其絮凝情況并控制投藥量，從而成為新的高濁度水絮凝控制方法。8絮體影像混凝投藥控制技術(shù)有什么特點？沉淀水濁度與原水混凝后形成的絮凝體特征和沉淀情況有關(guān)，絮體形成得越好，沉淀越充分，沉淀水濁度越低。絮體粒徑增加時，體積質(zhì)量相應(yīng)減小。絮體的大小、形狀可以反映在絮體圖像上，通過分析絮體的圖像，可以得到一個與沉淀水濁度相關(guān)性很好的參量9對比分析現(xiàn)有混凝投藥控制技術(shù)各有什么優(yōu)缺點？經(jīng)驗?zāi)繙y法正在各種先進(jìn)的技術(shù)所取代，燒杯實驗法也不適于工業(yè)過程的連續(xù)控制二只宜作為實驗室評價的一種手段。模擬濾池法是適用于一些特定場合的有一定發(fā)展前途的方法。數(shù)學(xué)模型法是投藥控制技術(shù)上的一個重要進(jìn)展，能迅速響應(yīng)原水水質(zhì)及水量參數(shù)的變化，滯后小，但可靠性差。流動電流法則以檢測的連續(xù)性而獨具特色，加之其系統(tǒng)的簡單性與應(yīng)用的靈活性、可靠性等特點，在國內(nèi)外已獲成功的應(yīng)用，為混凝投藥控制技術(shù)的發(fā)展展現(xiàn)了光明的前景10混凝投藥智能復(fù)合控制技術(shù)特點是什么？水處理加藥過程控制的最終目標(biāo)，是通過對原水水質(zhì)水量參數(shù)的分析，在線實時改變藥劑的投加量，使出水滿足各項水質(zhì)指標(biāo)，即通過不同的控制方法或控制算法，建立起怨誰參數(shù)與投藥量之間的關(guān)系。由于絮凝過程是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)過程，其復(fù)雜性不僅僅表現(xiàn)在高維性上，更多的則是表現(xiàn)在系統(tǒng)信息的模糊性、不確定性、偶然性和不完全性上，目前還很難通過對其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究，準(zhǔn)確地建立過程的數(shù)學(xué)模型。人工智能的邏輯推理、啟發(fā)式知識、專家系統(tǒng)等正是解決難以建立精確數(shù)學(xué)模型的控制問題的最為有力的工具，將其應(yīng)用于非線性混凝投藥控制系統(tǒng)的動態(tài)建模和辨識可不受非線性類型的限制。11沉淀池控制主要有哪些內(nèi)容？沉淀池的運行控制主要是，主要是沉淀池的排泥的控制。12沉淀池排泥控制有哪些方法？按池底積泥集聚程度控制按沉淀池的進(jìn)水濁度、出水濁度，建立積泥量數(shù)學(xué)模型，計算積泥量達(dá)到一定程度后自動排泥，并決定排泥歷時根據(jù)生產(chǎn)運行經(jīng)驗，確定合理的排泥周期、排泥歷時，進(jìn)行定時排泥。13濾池控制的基本內(nèi)容是什么？濾池的自動控制基本上包括過濾、反沖洗兩個方面，其中以反沖洗為主，由于各種濾池的構(gòu)造、原理、反沖洗方式等不同，控制內(nèi)容與方法也有差別。14濾池反沖洗的開始與結(jié)束各有哪些控制參數(shù)？如何應(yīng)用這些參數(shù)實施控制？開始：率后水濁度監(jiān)控濾池水頭損失監(jiān)控定時控制結(jié)束：反沖洗濁度監(jiān)控定時控制上述濾池反沖洗的開始與結(jié)束的控制方式可以交叉組合應(yīng)用，也可以將幾種方式共同應(yīng)用，當(dāng)其中的條件之一達(dá)到時，即應(yīng)當(dāng)開始或結(jié)束反沖洗。另外，控制系統(tǒng)還應(yīng)具有隨時人工指令強制反沖洗的功能。反沖洗進(jìn)行的方式有采用各種濾池連續(xù)順序進(jìn)行的，也有采用各格濾池分別按各自的條件控制、獨立進(jìn)行反沖洗的。一般在生產(chǎn)上不允許多格濾池連續(xù)順序進(jìn)行的，在控制系統(tǒng)上應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的限制措施。15氯氣的投加控制系統(tǒng)如何組成？有哪些控制形式？根據(jù)負(fù)壓投加的原理，真空加氯系統(tǒng)由氣液分離器、真空調(diào)節(jié)器、加氯機(jī)、取樣泵、與氯分析儀、水射器、樓率檢測儀等組成。流量比例前饋控制余氯反饋控制復(fù)合循環(huán)控制其他控制方式16供水企業(yè)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是什么？城市自來水SCADA系統(tǒng)可劃分為5個組成部分：公司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)測壓站、管網(wǎng)加壓站和水源井監(jiān)控站第五章1、為什么要進(jìn)行污水處理廠水質(zhì)水量的檢測？在污水處理場中，為了能使處理系統(tǒng)的運行安全可靠，獲得合格的處理水，或者運行中出現(xiàn)故障處理水質(zhì)惡化中，能采取有效措施；還包括遵照有關(guān)法規(guī)對處理廠排出物的檢測與記錄，以及為了在擴(kuò)建與改造時提供有用的資料和統(tǒng)計值等。2、污水處理廠的常規(guī)檢測項目有哪些？這些檢測項目對污水處理廠的運行和控制有何意義？常規(guī)檢測項目：（1）流量與其他有關(guān)量：○1各處理設(shè)施的進(jìn)水流量○2沉砂池的水位○3沉砂量、篩渣量○4初次沉淀池的排泥量○5供氣量，氣水比，單位曝氣池容積的供氣量○6回流污泥量，回流比○7剩余污泥量○8濃縮污泥量○9消化氣產(chǎn)量、循環(huán)氣量⑩投藥量（混凝劑等）、投藥率○11濾餅或脫水污泥重量○12其他雜用水量○13各種設(shè)施與設(shè)備的耗電量○14燃料用量（重油、消化氣等）○15焚燒的灰分量（2）污水與污泥的質(zhì)：水溫、pH值、ss、vss、DO、BOD、COD、有機(jī)氮、總磷、污水沉降比等指標(biāo)意義：3、取樣位置對檢測結(jié)果有何影響？舉例說明。沉砂池：了解進(jìn)入污水處理廠污染物總量的最重要場所，取水應(yīng)避開返回廢水，為了避開大塊的漂浮物，應(yīng)當(dāng)從水面以下50cm處取樣并迅速移至試樣瓶；初次沉淀入口池：進(jìn)口濃度高，其濃度變化受其他處理設(shè)施排水泵的運行時間的影響很大，應(yīng)當(dāng)增加取樣次數(shù)；初次沉淀出口：沉淀后污水能較好的混合，可以說曝氣池入口是最好的取樣位置；曝氣池內(nèi)：不同位置的水樣檢測值大不相同，應(yīng)當(dāng)依次從其進(jìn)口至出口幾個位置取樣。鼓風(fēng)曝氣時，在擴(kuò)散器上釋放氣泡的位置附近取樣；機(jī)械攪拌時，在稍微遠(yuǎn)離攪拌葉片處取樣；回流污泥泵：短時間濃度可能變化很大，應(yīng)短時間內(nèi)取樣；二次沉淀池出口或排放口：每個二次沉淀池出水ss濃度不同，在匯集各池出水渠道或排放口錢計量槽取樣；4、儀表設(shè)備的安裝位置取決于哪些因素？你認(rèn)為本書圖5.2和圖5.3給出污水和污泥處理系統(tǒng)的典型的儀表安裝示意圖中的儀表安裝在將來還應(yīng)當(dāng)如何改進(jìn)和完善？檢測方法和檢測設(shè)備的質(zhì)量和可靠性，還要考慮濕度、腐蝕氣體、可燃性氣體、振動等周圍環(huán)境，傳送距離，產(chǎn)生誤差的可能性等影響因素，海英注意不同檢測設(shè)備對環(huán)境條件與場所的特殊要求，以及檢測設(shè)備與控制設(shè)備的接口對檢測場所的要求等。5、在選擇儀表類型與檢測方法時，應(yīng)綜合考慮那些因素與條件？當(dāng)有些因素相互矛盾時，應(yīng)如何考慮？答：應(yīng)考慮因素與條件：（1）檢測的目的（2）檢測的環(huán)境條件（3）檢測精度、重現(xiàn)性與響應(yīng)性（4）維護(hù)管理性（5）檢測對象的特殊性（6）各種信號的特征（7）檢測范圍當(dāng)有些因素相互矛盾時，應(yīng)：根據(jù)儀表設(shè)備的設(shè)計安裝的基本原則與注意事項，來選擇最合適的檢測方法必要的最小限度的儀表設(shè)備，使之既能滿足工藝設(shè)計與自動控制提出的檢測要求，又盡可能降低建設(shè)與運行費用。6、你認(rèn)為表5.3和表5.4給出的不同處理設(shè)施的的各種檢測項目中，哪些是必需的？哪些不是絕對必需的？答：表5.3中必需的：（1）量的檢測中：各處設(shè)施的進(jìn)水流量；初次沉淀池的排泥量；曝氣池的供氣量，氣水比，單位曝氣池容積的供氣量；回流污泥量，回流比；剩余污泥量；濃縮污泥量；污泥消化池的消化氣產(chǎn)量、循環(huán)氣量（即攪拌用氣量）；各種設(shè)施與設(shè)備的耗電量。（2）質(zhì)的檢測中：水溫；pH值；消化池內(nèi)的溫度；DO；COD；混合液污泥濃度（MLSS）；污泥沉降比（SV）。其余的為不是絕對必需的。表5.4中必需的：？7流量的檢測在污水處理廠的管理中有何重要意義？在各種流量計中，選擇最適宜的流量計應(yīng)當(dāng)綜合考慮哪些因素？答：意義：流量是污水處理行業(yè)生產(chǎn)過程中常用的過程控制參數(shù)，時污水處理行業(yè)一個重要的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。應(yīng)考慮因素：檢測設(shè)備與檢測方法是否得當(dāng)，對檢測精度、可靠性與經(jīng)濟(jì)性都有不可忽視的影響。檢測方法應(yīng)當(dāng)與其檢測目的、設(shè)備的使用條件以及安裝位置的環(huán)境相適應(yīng)，并便于維護(hù)管理。首先，檢測方法應(yīng)因其檢測對象不同而異，因檢測儀表的傳感器大都安裝在現(xiàn)場，所以要對其腐蝕、溫度、天氣、懸浮物的附著和沉積，以及其他因素等外部條件予以充分注意。8.簡述巴氏計量槽的工作原理，為什么在污水處理廠的最終出水管渠中經(jīng)常采用巴氏計量槽來計量其總處理水量？答：巴氏計量槽的工作原理是有收縮喉道的明渠，根據(jù)水渠推算其流量。因為他具有水頭損失小，由SS造成堵塞的可能性小，運行管理簡單，費用不昂貴9.在污泥濃度的檢測方式中，光學(xué)式檢測儀和超聲波式檢測儀的各自工作原理是什么？在使用中分別應(yīng)注意哪些事項？答：光學(xué)式檢測儀又分為投射光式、散射光式、和投射光式，投射光式檢測儀將裝有式樣的測定管夾在對置的一對光源和受光器中間，照射在試樣上的光被SS吸收并散射，到達(dá)受光器的透射量發(fā)生衰減。根據(jù)受光器得到的透光亮與SS濃度的相關(guān)關(guān)系檢測MLSS。散射光式檢測儀從光源發(fā)射到試樣的光因SS存在而形成散射，根據(jù)受光器接收的散射光量與SS濃度的相關(guān)關(guān)系，檢測MLSS濃度。透光散射光式檢測儀根據(jù)受光器得到的透光量與SS濃度的相關(guān)關(guān)系來檢測MLSS濃度。在使用光學(xué)式檢測儀時應(yīng)注意以下事項：1.免由于檢視窗口的污染引起的檢測誤差，應(yīng)當(dāng)定期清洗。2.了避免由于來自上方直射日光等強光的射入引起的誤差，檢測儀的傳感部分常常放置在水面以下30~50cm處。3.于MLSS檢測儀是根據(jù)光學(xué)原理測定MLSS濃度，當(dāng)被檢測的混合液顏色變化影響透光率變化時，宜使用受其影響較小的透光散射光式檢測儀。4.對MLSS檢測儀進(jìn)行校正時，將MLSS的手分析值和MLSS檢測儀的測定值進(jìn)行比較，并作成相關(guān)關(guān)系的曲線圖，用來校正檢測儀。手分析某一被檢測試樣后，依次稀釋該試樣，并求出與MLSS檢測儀測定值之間的相關(guān)關(guān)系，來校正MLSS檢測儀。超聲波式檢測儀的工作原理是將一對超聲波發(fā)射器與接收器相對安裝在測定管兩側(cè)，超聲波在傳播時被污泥中的固形物吸收和分散而發(fā)生衰減，其衰減量與污泥濃度稱正比，通過測定超聲波的衰減量來檢測污泥濃度。使用超聲波式檢測儀應(yīng)注意的事項如下：1.氣泡將異常地增大超聲波的衰減量而引起檢測誤差。若氣泡較多時，應(yīng)當(dāng)采用帶有加壓消泡裝置的檢測儀，消泡后再檢測。另外，也要注意由于污泥的腐敗或攪拌后空氣卷入污泥中，使消泡困難，難于去除氣泡對檢測值影響的情況。2.有加壓消泡裝置時，應(yīng)定期檢查加壓機(jī)構(gòu)和空氣壓縮機(jī)，排出空氣罐中的水。3.由于季節(jié)變化而引起污泥顆粒形狀的變化，或者由于污泥混合后不均質(zhì)的情況，應(yīng)用正常的污泥檢測結(jié)果來校正。4.加壓消泡裝置時，由于其檢測是按更換污泥——加壓——檢測的程序進(jìn)行，每檢測一次約需要5min左右，因此，當(dāng)泵是間歇運行時，如果隨著泵的啟動開始檢測的話，能夠順利地更換需要檢測的污泥。10.簡述COD自動檢測儀，UV計，TOC自動檢測儀和TOD自動檢測儀的工作原理。答：COD自動檢測儀是將指定的檢測步驟自動化了的儀器，每隔1~2h間歇自動檢測，根據(jù)氧化分解的條件有酸性法檢測儀和堿性法檢測儀。UV計利用溶解性有機(jī)物吸收紫外線范圍波長光的特性，將水樣連續(xù)送進(jìn)測定瓶，用紫外線照射，然后根據(jù)其吸光度來檢測其污染程度。TOC自動檢測儀工作原理是在水樣中加酸，用氮氣吹脫水中的無機(jī)碳，然后在高溫與催化劑存在的條件下，使水樣通過含有一定氧濃度的載流氣體進(jìn)行燃燒，用非分散型紅外線分析儀檢測氣體燃燒爐中的CO2濃度，據(jù)此求出水樣中有機(jī)碳濃度。TOD自動檢測儀的原理是將水樣和含有一定量氧的載流氣體一樣，送入高溫加熱后的催化劑填充燃燒管中，使水樣中的有機(jī)物氧化分解，然后測定消耗的氧量。11、呼吸儀可以測定活性污泥的呼吸速率，呼吸速率是單位時間單位體積的微生物所消耗的溶解氧的量。呼吸速率反映了活性污泥最重要的兩個生化過程：微生物的生長和底物的消耗。呼吸儀也可成為BOD監(jiān)測儀，但不要與BOD5相混淆，因為呼吸儀是在幾分鐘內(nèi)使用適應(yīng)廢水性質(zhì)的微生物來測定其所消耗的溶解氧的量。12．簡述上述幾種有機(jī)物自動檢測儀的主要特點和TOD自動檢測儀的工作原理。13．為什么要在檢測過程中進(jìn)行信號的變換？簡述電氣式變換器的工作原理和信號接收器的功能及組成？進(jìn)行信號變換器是為了把傳感器輸出的流量，液位、濃度與溫度等檢測值，轉(zhuǎn)變成電信號、空氣壓力、或油壓信號（第一次轉(zhuǎn)換）達(dá)到對于指示、記錄、調(diào)節(jié)等都方便的標(biāo)準(zhǔn)，保持原樣再轉(zhuǎn)換成其他信號（第二次轉(zhuǎn)換）14、簡述ICA技術(shù)的運行目標(biāo)、ICA技術(shù)發(fā)展的限制因素和促進(jìn)性因素.控制目標(biāo)有：（1）維持污水廠連續(xù)運行（2）滿足排放標(biāo)準(zhǔn)（3）降低運行費用（4）實現(xiàn)污水處理廠的綜合運行，通過耦合幾個過程來降低污水處理廠的干擾，工藝的綜合運行將使得最優(yōu)化利用反應(yīng)器體積和系統(tǒng)總體優(yōu)化成為可能。限制因素有：（1）行業(yè)和國家立法較差或要求放松（2）不完善的教育——培訓(xùn)——理解體系（3）對污水處理工業(yè)缺乏信賴和接受度（4）風(fēng)險投資者或組織機(jī)構(gòu)之間缺乏合作（5）缺乏應(yīng)用ICA技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)利益的認(rèn)識（6）測量工具不可靠、不穩(wěn)定（7）污水處理廠設(shè)計存在限制性因素，排水收集系統(tǒng)不完善（8）ICA技術(shù)缺乏一定的透明度（9）缺乏軟件和儀器的行業(yè)規(guī)范。促進(jìn)因素有：（1）逐漸嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)（2）對降低污泥產(chǎn)量的要求（3）經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動力（4）降低能量消耗和（或）增加能量產(chǎn)出的要求（5）污水處理廠逐漸復(fù)雜化的要求（6）新處理思想的出現(xiàn)（節(jié)約用地、污水回用）；（7）新型、高科技技術(shù)的出現(xiàn)（如計算機(jī)、傳感器、通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)）第六章1．繪圖并簡要說明污水處理廠的常用監(jiān)視控制方式