《給排水工程儀表與控制》第二版思考題與習題答案第一章1。自動控制系統的作用是什么？與人工控制系統有什么共同點？有什么差別？2．自動控制系統有哪些基本組成部分？各部分的作用是什么？答：一個自動控制系統只要由以下基本見構成：①整定文件:也稱給定文件,給出了被控量應取的值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，用以驅動執行機構⑤執行元件：用來執行控制命令，推動被控對象⑥校正元件：用來改善系統的動靜性能⑦能源元件：用來提供控制系統所需的能量.3．自動控制系統由哪些形式？答：（1）閉環控制；(2）開環控制；(3)復合控制。4．方塊圖和傳遞函數有什么作用？答：方塊圖和傳遞函數是自動化理論的重要基礎。通過方塊圖可以直接看出各環節的聯系，及環節對信號的傳遞過程；而傳遞函數可以用來描述環節或自動控制系統的特性，將輸入---—輸出關系一目了然表示出來。5。。分析各種典型環節的動態特性極其特點。①比例環節也稱放大環節，特點是當輸入信號變化時輸出信號會同時以一定的比例復現輸入信號的變化。傳遞函數：G（s）=k（k為放大系數），Y(s）=KX（s）,y(t）=kx(t)。②一階環節也稱一階慣性環節,當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,最后達到一個新的穩定狀態。傳遞函數：G(s)=k/Ts+1，X(s)=A/S（xu=A)。③積分環節：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：G(s）=k/b*sY(s)=kX(s）/TiSy（t)=k/Ti∫x(t)dt。④微分環節：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，即輸入信號變化速度愈快,微分時間越長，微分環節輸出信號也愈大.傳遞函數：G(s）=Td＊S，Y（s）=Td*S＊X(s)，y(t)=Td＊dx（t）/dt。⑤純滯后環節：當輸入信號產生一個階躍變化時，他的輸出信號即不是立刻反應輸入信號的變化,也不是慢慢的反應,而是要經過一段純滯后時間以后才等量的復現輸入信號的變化。傳遞函數：G（s）=e﹣zs,Y(s）=e﹣zs＊X（s)y(t）=x(t-τ)。6．評價自動控制系統的過渡過程有哪些基本指標?答:評價自動控制系統的過渡過程基本指標有：（1)最大偏差A；（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.8.比例、積分、微分控制有哪些作用？如何應用?9．邏輯代數有哪些基本運算？有哪些基本性質？答：邏輯代數基本運算有：(1）單變量運算：‘‘非'’函數，‘‘是’’函數;（2）雙變量(多變量）運算：‘‘與'’函數,‘‘或’’函數.基本性質為：置換律、結合律.10。真值表如何建立？11卡諾圖如何繪制?怎樣由卡諾圖建立或簡化邏輯表發式？答：1。2.基本方法是:化步伐邏輯關系式或真值表中的各項對應地填入圖中,標為‘‘1’',余下的空格填為‘‘0’'；當響鈴的偶數個格（對稱的)皆為‘‘1’’時，就可將之合并簡化為邏輯表達式的一項，其余變量之間為邏輯乘關系，其余‘‘0'’項不考慮。12.如何用邏輯分析的方法解決雙位控制問題？13。現代控制理論面臨的問題是什么？14．智能控制系統的基本功能和特點是什么?答：智能控制系統的基本功能是：(1）容錯性；（2）多模態性;(3）全局性；（4)混合模型和混合計算；(5）學習和聯想記憶能力;(6）動態自適應性；（7)組織協調能力.特點:第二章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：感受到被檢測參數的變化，直接從對象中提取被檢測參數的信息，并轉換成一相應的輸出信號.變換機的作用：將傳感器的輸出信號進行遠距離傳送、放大、線性變化貨轉變成統一的信號，供給顯示器等。顯示器的作用：想觀察者顯示被檢測數值的大小。傳輸通道的作用：連接儀表的各個環節，給各環節的輸入和輸出提供通道.檢測儀表的性能指標是什么？簡述重要性能指標。答:儀表的性能指標是評價儀表性能的好壞、質量優劣的重要依據，它也是正確選擇和使用儀表，以達準確檢測之目的所必須的具備和了解的知識。詳見P71-77。水質自動監測站點如何選擇？答：在主要污染部分的上游設對照子站，監測本區域污染前的水質狀況;在主要污染部分設立污染監測子站，監測本地區貨城市對河流的污染程度，并追蹤污染情況的變化;在主要污染區的下游，設立水質自凈情況監測子站，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http：///product/nsort4-1。html”酸度計種類繁多,但其結構均由電極系統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，以毫伏計測量壁上形成一個微粒“膜”，水流的運動帶動微粒“膜”擴散層中反離子運動，從而在“環形毛細管”的表面產生交變電流，此電流由檢測室兩端的環形電極收集并經放大處理后輸出.基本特性:表征水中膠體雜質表面電荷特性.6透光率脈動的產生與檢測儀的原理是什么？如果懸浮液是連續流動的，并且每次被檢測的體積相同，則在該體積內的顆粒數目由于同樣原因也隨機變化，且遵循泊松分布.在連續式濁度儀中，樣品體積內顆粒數目的隨機變化會導致濁度的脈動.當懸浮液連續流過時，光束內的真實顆粒數將在平均顆粒數V的周圍隨機變化，透射光強度也產生相應的脈動。對于很小的樣品體積，因為顆粒數量的變化，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？各有什么特點?泥沙顆粒比表面積法所用儀器設備比較復雜，檢測時間長，難于實現在線自動控制.數學模型法需要大量實驗數據，通過數理統計方法求出，另外計算公式也屬于經驗公式，控制起來會有偏差。透光脈動絮凝檢測技術的應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，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，體積質量相應減小。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性很好的參量9對比分析現有混凝投藥控制技術各有什么優缺點？經驗目測法正在各種先進的技術所取代，燒杯實驗法也不適于工業過程的連續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展前途的方法。數學模型法是投藥控制技術上的一個重要進展,能迅速響應原水水質及水量參數的變化，滯后小，但可靠性差。流動電流法則以檢測的連續性而獨具特色，加之其系統的簡單性與應用的靈活性、可靠性等特點,在國內外已獲成功的應用，為混凝投藥控制技術的發展展現了光明的前景混凝投藥智能復合控制技術特點是什么？水處理加藥過程控制的最終目標,是通過對原水水質水量參數的分析,在線實時改變藥劑的投加量，使出水滿足各項水質指標，即通過不同的控制方法或控制算法，建立起怨誰參數與投藥量之間的關系。由于絮凝過程是一個復雜的物理、化學過程,其復雜性不僅僅表現在高維性上，更多的則是表現在系統信息的模糊性、不確定性、偶然性和不完全性上，目前還很難通過對其化學反應機理的研究，準確地建立過程的數學模型。人工智能的邏輯推理、啟發式知識、專家系統等正是解決難以建立精確數學模型的控制問題的最為有力的工具,將其應用于非線性混凝投藥控制系統的動態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水濁度、出水濁度，建立積泥量數學模型，計算積泥量達到一定程度后自動排泥，并決定排泥歷時根據生產運行經驗，確定合理的排泥周期、排泥歷時，進行定時排泥。13濾池控制的基本內容是什么？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，由于各種濾池的構造、原理、反沖洗方式等不同,控制內容與方法也有差別.14濾池反沖洗的開始與結束各有哪些控制參數？如何應用這些參數實施控制？開始：率后水濁度監控濾池水頭損失監控定時控制結束：反沖洗濁度監控定時控制上述濾池反沖洗的開始與結束的控制方式可以交叉組合應用，也可以將幾種方式共同應用，當其中的條件之一達到時，即應當開始或結束反沖洗。另外，控制系統還應具有隨時人工指令強制反沖洗的功能.反沖洗進行的方式有采用各種濾池連續順序進行的，也有采用各格濾池分別按各自的條件控制、獨立進行反沖洗的。一般在生產上不允許多格濾池連續順序進行的,在控制系統上應當采取相應的限制措施.15氯氣的投加控制系統如何組成?有哪些控制形式？根據負壓投加的原理,真空加氯系統由氣液分離器、真空調節器、加氯機、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合循環控制其他控制方式16供水企業監視控制和數據采集系統的總體結構是什么？城市自來水SCADA系統可劃分為5個組成部分：公司控制中心、水廠分控中心、管網測壓站、管網加壓站和水源井監控站第五章1、為什么要進行污水處理廠水質水量的檢測？在污水處理場中,為了能使處理系統的運行安全可靠，獲得合格的處理水，或者運行中出現故障處理水質惡化中,能采取有效措施；還包括遵照有關法規對處理廠排出物的檢測與記錄，以及為了在擴建與改造時提供有用的資料和統計值等。2、污水處理廠的常規檢測項目有哪些？這些檢測項目對污水處理廠的運行和控制有何意義?常規檢測項目：（1）流量與其他有關量:eq\o\ac(○,1）各處理設施的進水流量eq\o\ac（○，2)沉砂池的水位eq\o\ac（○,3)沉砂量、篩渣量eq\o\ac(○，4）初次沉淀池的排泥量eq\o\ac(○,5)供氣量，氣水比，單位曝氣池容積的供氣量eq\o\ac(○,6)回流污泥量，回流比eq\o\ac(○，7）剩余污泥量eq\o\ac(○，8)濃縮污泥量eq\o\ac(○,9)消化氣產量、循環氣量⑩投藥量（混凝劑等）、投藥率eq\o\ac(○，11)濾餅或脫水污泥重量eq\o\ac（○，12）其他雜用水量eq\o\ac(○,13)各種設施與設備的耗電量eq\o\ac（○，14)燃料用量(重油、消化氣等）eq\o\ac（○,15)焚燒的灰分量（2）污水與污泥的質:水溫、pH值、ss、vss、DO、BOD、COD、有機氮、總磷、污水沉降比等指標意義:3、取樣位置對檢測結果有何影響？舉例說明。沉砂池：了解進入污水處理廠污染物總量的最重要場所，取水應避開返回廢水，為了避開大塊的漂浮物,應當從水面以下50cm處取樣并迅速移至試樣瓶；初次沉淀入口池:進口濃度高，其濃度變化受其他處理設施排水泵的運行時間的影響很大，應當增加取樣次數；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：不同位置的水樣檢測值大不相同，應當依次從其進口至出口幾個位置取樣.鼓風曝氣時，在擴散器上釋放氣泡的位置附近取樣；機械攪拌時,在稍微遠離攪拌葉片處取樣；回流污泥泵：短時間濃度可能變化很大，應短時間內取樣;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、儀表設備的安裝位置取決于哪些因素？你認為本書圖5.2和圖5.3給出污水和污泥處理系統的典型的儀表安裝示意圖中的儀表安裝在將來還應當如何改進和完善？檢測方法和檢測設備的質量和可靠性,還要考慮濕度、腐蝕氣體、可燃性氣體、振動等周圍環境，傳送距離,產生誤差的可能性等影響因素,海英注意不同檢測設備對環境條件與場所的特殊要求,以及檢測設備與控制設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，應綜合考慮那些因素與條件？當有些因素相互矛盾時，應如何考慮？答：應考慮因素與條件：(1）檢測的目的（2）檢測的環境條件（3）檢測精度、重現性與響應性(4）維護管理性（5)檢測對象的特殊性（6）各種信號的特征（7)檢測范圍當有些因素相互矛盾時,應：根據儀表設備的設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備,使之既能滿足工藝設計與自動控制提出的檢測要求，又盡可能降低建設與運行費用。6、你認為表5。3和表5。4給出的不同處理設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：各處設施的進水流量；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量、循環氣量（即攪拌用氣量）；各種設施與設備的耗電量.（2）質的檢測中:水溫；pH值;消化池內的溫度；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當綜合考慮哪些因素？答:意義：流量是污水處理行業生產過程中常用的過程控制參數,時污水處理行業一個重要的生產技術指標.應考慮因素：檢測設備與檢測方法是否得當,對檢測精度、可靠性與經濟性都有不可忽視的影響。檢測方法應當與其檢測目的、設備的使用條件以及安裝位置的環境相適應，并便于維護管理。首先，檢測方法應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?在使用中分別應注意哪些事項？答：光學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,到達受光器的透射量發生衰減。根據受光器得到的透光亮與SS濃度的相關關系檢測MLSS。散射光式檢測儀從光源發射到試樣的光因SS存在而形成散射，根據受光器接收的散射光量與SS濃度的相關關系，檢測MLSS濃度。透光散射光式檢測儀根據受光器得到的透光量與SS濃度的相關關系來檢測MLSS濃度。在使用光學式檢測儀時應注意以下事項:1.免由于檢視窗口的污染引起的檢測誤差，應當定期清洗。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檢測儀是根據光學原理測定MLSS濃度,當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檢測儀進行校正時，將MLSS的手分析值和MLSS檢測儀的測定值進行比較，并作成相關關系的曲線圖,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關系，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射器與接收器相對安裝在測定管兩側，超聲波在傳播時被污泥中的固形物吸收和分散而發生衰減，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，應當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，應定期檢查加壓機構和空氣壓縮機，排出空氣罐中的水.3。由于季節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的情況，應用正常的污泥檢測結果來校正。4。加壓消泡裝置時，由于其檢測是按更換污泥-—加壓——檢測的程序進行，每檢測一次約需要5min左右,因此，當泵是間歇運行時，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計利用溶解性有機物吸收紫外線范圍波長光的特性，將水樣連續送進測定瓶，用紫外線照射，然后根據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，據此求出水樣中有機碳濃度。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監測儀，但不要與BOD5相混淆，因為呼吸儀是在幾分鐘內使用適應廢水性質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，轉變成電信號、空氣壓力、或油壓信號（第一次轉換）達到對于指示、記錄、調節等都方便的標準，保持原樣再轉換成其他信號（第二次轉換）。14、簡述ICA技術的運行目標、ICA技術發展的限制因素和促進性因素.控制目標有：（1）維持污水廠連續運行（2）滿足排放標準（3）降低運行費用（4）實現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化利用反應器體積和系統總體優化成為可能。限制因素有：（1）行業和國家立法較差或要求放松（2）不完善的教育——培訓-—理解體系（3)對污水處理工業缺乏信賴和接受度（4）風險投資者或組織機構之間缺乏合作(5）缺乏應用ICA技術帶來的經濟利益的認識（6）測量工具不可靠、不穩定（7)污水處理廠設計存在限制性因素，排水收集系統不完善（8)ICA技術缺乏一定的透明度(9）缺乏軟件和儀器的行業規范.促進因素有：(1)逐漸嚴格的污水排放標準(2）對降低污泥產量的要求（3）經濟的驅動力(4）降低能量消耗和(或）增加能量產出的要求（5）污水處理廠逐漸復雜化的要求(6)新處理思想的出現（節約用地、污水回用)；（7）新型、高科技技術的出現（如計算機、傳感器、通訊技術和網絡）第六章繪圖并簡要說明污水處理廠的常用監視控制方式及各自特點。答：①個別監視操作方式：在對主要設備和處理過程進行直接監視的同時，一般又在現場進行操作的方式②集中監視個別操作方式：這種控制方式由于具有能夠在中央控制室監視整個處理系統運行狀態的功能。③集中監視個控制（別操)方式：建立一個對設施整體進行監視及操作的中央監視室,進行集中監視控制④分區監視分散控制方式：將有關設施分成幾個系統，或者分成子系統，分別建立分區監視室，進行集中監視和操作方式。⑤集中監視分散控制方式:在中央監視室一個地方集中進行，分散進行布置的方式⑥集中管理式分區監視分散控制方式：這一種方式增加能夠指揮設施總體運行的總管理功能的方式.在這種方式的分區監視室的集中監視室的控制動能只在中央的總管理功能不能實現時作為備用監視控制系統考慮，平時不進行監視2、在選擇污水處理監視控制方式時，應當考慮哪些因素與條件，這些因素對其選擇有何影響？答：（1）處理廠的規模小型水廠可采用分別監視操作方式、集中監視分別操作方式、集中監視控制(操作）方式；中型處理廠可采用集中監視控制（操作）方式、分區監視分散控制方式、集中監視分散控制方式；大型處理廠可采用分區監視分散控制方式、集中監視分散控制方式、集中管理式分區監視分散控制方式。處理廠的工藝布置即使設施規模相同，由于污水處理廠所處地形不同,建筑物的布置也會有各種形態，監視控制方式也要隨之改變。正常建筑物為綜合式，在這樣的綜合樓內有管理主樓、沉砂池和泵站及污泥處理間等，僅水處理設施用地分開,或者距離中央控制室較遠。根據這種特性考慮監視控制的頻率和緊急性，以采用集中監視分散控制方式為宜。如果處理設施整體被道路或河流分隔，以及因狹長地帶而使管理主樓、沉砂池和泵站或污泥處理間相距很遠時,宜采用分區監視分散控制方式。工藝流程即使處理能力相同,但由于水處理方式(標準活性污泥法、生物轉盤、氧化溝等），污泥處理方式(直接脫水、污泥消化、污泥焚燒、對廢處理等），同一設施系列的劃分方法，有無沼氣發電、脫臭、排熱利用設備等各種不同情況，設施的復雜程度也有差別,因此，在選擇監視控制方式時，應全面考慮上述情況。擴建可能性處理廠按設計一次完成施工的情況不多，往往是根據流入污水量的增加,分階段施工。這時，應當盡可能避免已建好的設施停止運行。迫不得已停止時，也要采用短時間內可能切換的監視控制方式。隨著儀表技術的發展，應當使用容易變更控制方式、采用信息處理系統等相適應的方式。為此，希望采用因功能的追加和修正帶來的影響少的、監視控制功能的分區分散化的方式。在運轉開始初期流入污水量少的狀態持續時間很長時，以及第一期的處理設施規模很小或簡易處理設施的情況下，可考慮不進行集中監視,暫時采用個別監視操作方式。管理體制對于小型污水處理廠，宜采用夜間無人運轉或平時無人運轉的遠距離監視的方式。當委托其他單位或部門管理污泥處理設施、污泥焚燒設備或堆肥設施時，一般采用分區監視分散控制方式。經濟因素在選擇監視控制方式時，應當采用建設和維護管理費用低的方式。這時，以減少建設費為主要目的，或者在維護管理中節省資源和能源，或者為了省力，根據不同目的選用不同的監視控制方式。為降低建設費,大型污水處理廠通常采用集中監視分散控制方式.與數據方式的組合是有必要的。因此，在重視經濟性選用監視控制方式時，要充分明確其目的，認真研究后再選用合適的監視控制方式。選擇污水處理廠監視控制項目時，為什么除了首先考慮處理廠的規模、管理體制、節省人力和自動化程度等因素之外，還要從可靠性和經濟性等方面予以充分的注意？答：4.簡述監視操作盤的類型和各自特點.答：1。單面框架式是具有臺式操作盤和單面垂直屏式監視盤兩種功能的儀表盤.由于上面垂直部分高度增大，可使整體尺寸縮小.特別適合因安裝場地緊張需要小型盤的情況.2.雙面框架式是具有臺式操作盤和單面屏式監視盤兩種功能的儀表盤。監視室內的配線均作為室內配線處理3.附帶有crt顯示的控制臺當集中監視的項目太多，不能用圖解盤系統進行充分監視時,可用crt顯示進行監視。因在crt顯示的1個畫面中的項目受到限制，所以把所有的設備按系統，分區，功能進行分類顯示。根據操作員或自動信號顯示需要的圖像。因此，為了日常監視和crt的備用，通常與簡易圖解盤或小型圖解盤組合使用。5、簡述三種最基本的控制方式,以及這些方式組合與發展而成的模糊控制、神經控制和專家控制的基本思想和各自特點。答：三種控制的基本方式分別為順序控制，反饋控制，前饋控制模糊控制是以模糊集合論，模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制.在控制投加混凝劑量和控制泵的運行臺數等實際運行中，都有應用模糊控制的實例。神經控制它是基于人類的神經網絡的控制，也稱神經網絡控制，它能模擬人的思考方式來思考,學習和判斷的一種控制方式。基于神經網絡的智能模擬用于控制,是實現智能控制的一種重要形式。專家系統它是應用以專家的知識和經驗為基礎的專家系統的控制方式。可以認為，專家系統是一個具有大量專門知識和經驗的程序系統。它應用于人工智能技術，根據一個或多個人類專家提供的特殊領域知識和經驗進行推理和判斷，模擬人類專家做決策的過程來解決那些需要專家才能解決的復雜問題。簡言之，專家系統是一種計算機程序，它能以專家的水平完成專門的而一般又是困難的專業任務，包括控制問題.7.繪圖并說明污水處理廠的計算機控制系統，簡要說明計算機控制系統的基本組成、特點和控制過程。答：計算機控制系統是由硬件和軟件組成，硬件包括主機，通用外部設備，接口與輸入輸出通道。軟件包括各種系統軟件和應用軟件.特點：1.出入計算機的信號均為二進制數字信號，因此需要d/a和adad和da兩個轉換過程將對系統的靜態和動態性能產生影響。這是計算機控制系統碰到的一個特殊問題。2.控制信號通過軟件加工處理，充分利用了計算機的運算,邏輯判斷和記憶功能，因而改變控制算法只要改編程序而不必改動硬件電路控制過程1實時數據采集，即對被控制量的瞬時值進行檢測和輸入、2實施決策：對實時的設定值和被控制的數量進行已定的控制規律運算，決定下一步的控制過程3實時控制:根據決策，適時的對執行機構發出控制信號8、簡述按功能分類的四種計算機控制系統—操作指導控制系統、直接數字控制系統、計算機監督控制系統的和分布式控制系統的結構、工作原理和特點。答：一．操作指導控制系統1.結構：見課本圖6。42.工作原理：在計算機的指揮下，定期地對生產過程中的參數作巡回檢測，并對其進行處理、分析、記錄及參數越限警報等。3.特點：計算機不直接參與過程控制，而是有操作人員（或別的控制裝置）根據測量結果改變設定值或進行必要的操作。計算機的結果可以幫助、指導人的操作。二．直接數字控制系統1。結構：見課本圖6.52。工作原理：就是用一臺計算機對多個被控制參數進行巡回檢測,檢測結果與設定值進行比較，再按已確定的控制規律（例如PID規律或直接數字控制方法)進行控制計算,然后輸出到執行機構對被控制對象進行控制，是被控制參數穩定在設定值上3。特點：與DPS相比有以下幾個特點.a）、計算機參與了直接控制,系統經計算及構成了閉環，而DPS中是通過人工或別的裝置來控制，計算機與對象為形成閉環。b)設定值是預先設定好后送給或存入計算機內的，控制過程中不變化.三．計算機監督控制系統1。結構:見課本圖6。6和6.72.工作原理：在計算機監督系統中,不斷檢測被控制對象的參數，計算機根據給定的工藝數據、管理命令和控制規律，計算出最優設定值送給模擬調節器或DDC計算機，最后由模擬調節器或DDC計算機控制生產過程，從而使生產過程處于最優工作情況.3.特點：SCC系統較DDC系統更接近被控制過程變化的實際情況,它不僅可以進行設定值控制,同時還可以進行順序控制、最優控制與自適應控制等。但是，由于被控制過程的復雜性，其數學模型的建立比較困難，所以，如果此時根據數學模型計算最有設定值，很難實現SCC系統.四。分布式控制系統1結構；見課本圖6.82.工作原理：是以微型計算機為主的連接結構，主要考慮信息的存取方法、傳輸延遲時間、信息吞吐量、網絡擴展的靈活性、可靠性與投資等因素.3特點：a）分散性。b)集中性。c）有通訊功能。9、在進行污水處理廠計算機系統的規劃和設計時，應當綜合考慮哪些因素？為什么？為此基礎上如何考慮選擇具體的設備。答：1。應充分考慮處理廠規模與總體規劃、平面布置、工藝特點、管理體制、操作人員的技術水平、投資、監視控制方式、投資與分期建設設施等各方面的情況。2。見課本337頁10、在污水泵站自動控制的設計與運行，分別應注意哪些問題？11、在什么條件與情況下,宜采用污水泵站的遠距離監視控制，在其檢查與維護時應注意哪些問題？答：一般在污水泵站與污水處理廠的設置地點不同時，宜采用污水泵站的遠距離的監視控制，在檢查和維護時應注意一下事項：在拔出或插入印刷電路板時，應切斷電源，使其電壓為零后再進行。無論集成電路印刷版的導電部分是否有電，都不準用手去觸摸.在焊接電路板時，不僅要把需要焊接的印刷版電路板拔下,還應當將其他的有關聯的印刷電路板拔下。為了防止輸入輸出端的錯誤和其他短路現象,測定時必須使用專用的適配器.因為運轉中有時會出現誤動作，因此不要接測定器。由于電泳等波動，IC易于損壞，不要用電鈴或其他蜂鳴器等檢查IC電路的配線.12、你認為在本書中介紹的排水泵站計算機控制與管理系統的應用實例中，還存在什么問題，應當如何改進和加以改善？答：存在的問題:1：該微機控制與管理系統中所采用的一些自動化檢測設備、儀表、閥門的功能和精度目前還很不完善，在實際應用中達不到預期的效果，誤差很大；2：儀器設備的維護難度大；3：限于經費沒有配套的交流調速設備。改進與完善：提高儀器設備的測量精度和質量,降低維護費用,進行我國自主研發設計制造自動化控制系統。13、說明曝氣池、DO濃度、消化液回流量、污泥回流量、污泥排放量、外碳源投加量和分段進水等控制變量對硝化反應