《给排水工程仪表与控制》第二版 思考题与习题答案(2)

14．可编程控制器的基本组成？

答：硬件组成：1.中央处理单元，2.存储器，3.输入输出单元，4.通信接口，5.智能接口模块，6.编程装置，7.电源，8.其他外部设备。软件组成：系统程序和用户程序。 15．PLC控制系统与电器控制系统比较有什么特点？

答：1.可靠性高抗干扰能力强，2.编程简单实用方便，3.功能完善通用性强，4.设计安装简单维护方便，5.体积小重量轻能耗低。 16．PLC的性能指标是什么?有哪些发展趋势？ 答：PLC的性能指标：1.存储容量，2.I/O点数，3.扫描速度，4.指令的功能与数量，5.内部元件的种类与数量，6.特殊功能单元，7.课扩展能力。发展趋势：1.向高速度、大容量方向发展，2.向超大型、超小型两个方向发展，3.PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力，4.增强外部故障的检测与处理能力，5.编程语言多样化。

17．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

18．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 19．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。 20．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。

21．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. 对水泵及管理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。 4.水泵的调速术有那些？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.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：调节精度高；可以实现水泵的“软启动”。 6.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。

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？

答：方式设置：（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：扬程浪费，工程管理方便

8.气压给水系统中，气压罐的安装位置对系统的工作特性有什么影响？ 9.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。

10.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。 11.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。

第四章

1 混凝控制的目的与意义是什么？

目的：是水中的混浊物质聚结形成具有一定力度及表面特性的絮凝体，为沉淀或过滤去除创造良好的条件。

意义：在保证效果的前提下，节约混凝剂消耗，是降低净水成本的重要措施，经济意义十分重大。

2 混凝控制技术有哪些类型？

经典目测法 烧杯试验法 模拟滤池法 数学模型法 胶体电荷控制法 3 数学模型混凝控制技术的特点是什么？数学模型是如何建立的？

数学模型法是以若干原水水质，水量参数为变量，建立其与投药量之间的相关函数，即数学模型，计算机系统自动采集参数数据，并按此模型自动控制投药。

数学模型的建立包括两方面的内容：一，模型参数的选取，这往往要综合多年的生产经验、混凝试验、数学统计检验以及参数的可测性等因素确定；二，模型中各项系数的确定，，这可以根据多年的运行资料，有统计分析确定，也可以对长期烧杯实验的结果进行统计分析确定，然后再生产上加以修正。

4流动电流混凝控制技术的特点是什么？其基本组成是什么？ 特点：单因子控制 小滞后系统 中间参数控制 基本组成：检测，控制，执行三大部分 5 流动电流的基本原理和检测原理是什么？流动电流参数有哪些基本特性？ 基本原理：指在外力作用下，液体相对于固体表面流动而产生的电场的现象。

检测原理：1966年，GERDES发明了活塞式“流动电流检测器”，可以用于检测水样中胶体粒子的荷电特性。检测器由检测水样的传感器和检测信号的放大处理器两部分构成。传感器主要由圆形检测室、活塞和环形电极组成，活塞和检测室内壁之间的缝隙构成一个环形毛细空间。当活塞在电机驱动下作往复运动时，水样中的微粒附着在“环形毛细管”壁上形成一个微粒“膜”，水流的运动带动微粒“膜”扩散层中反离子运动，从而在“环形毛细管”的表面产生交变电流，此电流由检测室两端的环形电极收集并经放大处理后输出。 基本特性: 表征水中胶体杂质表面电荷特性。 6 透光率脉动的产生与检测仪的原理是什么？

如果悬浮液是连续流动的，并且每次被检测的体积相同，则在该体积内的颗粒数目由于同样原因也随机变化，且遵循泊松分布。在连续式浊度仪中，样品体积内颗粒数目的随机变化会导致浊度的脉动。

当悬浮液连续流过时，光束内的真实颗粒数将在平均颗粒数V的周围随机变化，透射光强度也产生相应的脉动。对于很小的样品体积，因为颗粒数量的变化，有可能得到明显的透射光强度脉动。

7 高浊度水混凝控制有哪些技术？各有什么特点？

泥沙颗粒比表面积法 所用仪器设备比较复杂，检测时间长，难于实现在线自动控制。 数学模型法 需要大量实验数据，通过数理统计方法求出，另外计算公式也属于经验公式，控制起来会有偏差。

透光脉动絮凝检测技术的应用 可以利用透光脉动絮凝检测装置检测其絮凝情况并控制投药量，从而成为新的高浊度水絮凝控制方法。 8 絮体影像混凝投药控制技术有什么特点？

沉淀水浊度与原水混凝后形成的絮凝体特征和沉淀情况有关，絮体形成得越好，沉淀越充分，沉淀水浊度越低。絮体粒径增加时，体积质量相应减小。

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