给水排水工程仪表与控制复习

给水排水工程仪表复习第一章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渡过程基本指标有：(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.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；(4)比例积分微分控制。)()(teKtPc；edtTtPi1)(；edtTKeKtPicc)(；)()(dcdtdeTeKtP；))(diccdtdeTedtTKeKtP9．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，‘‘是’’函数；(2)双变量(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‘‘0’’；当相应的偶数个格(对称的)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。bcacbaabccbacabS1；cacbabcS2；cbacbacbacbaS3【例1】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M。第二章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。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。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→固体离解或对液体分子吸附→吸附层和扩散层→双电层结构；外力作用→双电层结构扰动→扩散层流动→与吸附层产生相对位移→位移界面-滑动界面电位→ζ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。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。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，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？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）串级调速；（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；恒流调节：一级吸水泵站6.一级吸水泵站为什么要进行恒流调节？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。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、欠压和过流保护能力；前置机掉电，数据能持续保存24h，系统掉电数据存贮时间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.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？答：(1)混凝需要达到的目标；(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？ζ电位法；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