给排水工程仪表与控制讲稿cmyh.docx

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1、贵 州州 大大 学学讲 稿课程名称称：给排排水工程程仪表与与控制教材名称称：给水排水工工程仪表表与控制制 （“十五”国家级规划教材）适用专业业：给水排排水工程程授课教师师：陆天天友第一章：自动控控制基础础知识一、自动动控制系系统的概概念与构构成1、自动动控制系系统的概概念所谓自动动控制，就就是利用用机械的的、电气气的、力力学的等等装置代代替人工工控制器器官的作作用，在在不用人人工直接接参与的的情况下下，可以以自动地地实现预预定的控控制过程程。2、自动动控制系系统的构构成从上面简简单的实实例中，可可以总结结出一般般自动控控制系统统是由控控制对象象、测量量变达器器、控制制器、执执行装置置几部分分组

2、成的的。3、自动动控制系系统的分分类1）、反反馈控制制系统反馈控制制系统是是根据系系统被控控量与给给定值的的偏差进进行工作作的，最最后达到到消除或或减小偏偏差的目目的，偏偏差值是是控制的的依据，因因为该系系统由被被控量的的反馈构构成一个个闭合回回路，所所以又称称为闭环环控制系系统，这这是过程程控制系系统中最最基本的的一种。另另外，反反馈信号号也可能能有多个个，从而而可以构构成一个个以上的的闭合回回路，称称为多回回路反馈馈控制系系统。2）、前前馈控制制系统前馈控制制是直接接根据扰扰动进行行工作的的，扰动动是控制制的依据据，由于于它没有有被控且且的反馈馈，所以以不构成成闭合回回路，故故也称为为开环

3、控控制系统统。3）、复复合控制制系统(前馈反馈控控制系统统) 前馈开开环控制制的主要要优点是是能针对对主要的的扰动迅迅速及时时地改变变控制量量，克服服扰动对对初控员员的影响响。所以以，在反反馈控制制系统中中加入对对于主要要扰动的的前馈控控制，构构成复合合控制系系统可以以提高控控制质量量。4、计算算机控制制系统以计算机机为核心心构成的的数字式式控制系系统，是是控制技技术的最最新成就就，已在在生产实实践中广广泛应用用。其基基本构成成如下图图。广义义来讲，以以微处理理器为核核心的各各种智能能化控制制装置都都可以归归结到这这一类控控制系统统中来，包包括由工工业计算算机组成成的系统统、由单单板机或或单片

4、机机组成的的系统、由由可编程程序控制制器组成成的系统统、由智智能化专专用调节节器组成成的系统统以及由由上述各各类装置置混合组组成的系系统等。虽虽然这些些装置的的配置、功功能不同同，但其其基本的的组成部部分是相相似的，都都是通过过数字运运算完成成各种功功能的。第二章：给排水水自动化化仪表与与设备第一节、典典型水质质检测仪仪表给水排水水工程自自动化常常用仪表表与设备备，可以以分为以以下几大大类：1、过程程参数检检测仪表表。它包包括各种种水质(或特性性)参数数在线检检测仪表表，如浊浊油度、PPH值、电电导率、溶溶解氧等等的在线线测量装装置，以以及流动动电流检检测仪、透透光率脉脉动检测测仪等给给水排水

5、水系统工工作参数数的在线线检测仪仪表，如如压力、液液位、流流量等仪仪表。2、过程程控制仪仪表。以以微电脑脑为核心心的各种种控制器器，如微微机控制制系统、可可编积序序控制器器、微电电脑专用用调节器器等；常常规的调调节控制制仪表，如如各种电电动、气气动单元元组合仪仪表等。3、调节节控制的的执行设设备。包包括各种种水泵、电电磁阀、调调节阀以以及变频频调速器器等。4、其它它机电设设备。如如交流接接触器、继继电器、记记录仪等等。1、浊度度测定原原理目前各种种类型的的浊度仪仪，全都都是利用用光电光光度法原原理制成成的。悬悬浊液体体是光学学不均匀匀性很显显著的分分散物质质。当光光线通过过这种液液体时，会会在

6、光学学分界面面上产生生反射、折折射、漫漫反射、漫漫折射等等非常复复杂的现现象。由由于这些些光学现现象，当当射入试试样水的的光束强强度固定定时，透透过水样样后的光光束强度度或散射射光的强强度将与与悬浊物物的成分分、浓度度等形成成函数关关系。根根据比尔尔-朗白定定律和雷雷莱方程程式可提提出如下下的函数数式：以上两个个方程式式清楚地地表示了了透射光光和散射射光强度度与浊度度的关系系。通过过光电效效应又可可将光束束强度转转换为电电流的大大小，用用以反映映浊度。这这就是当当前各类类浊度仪仪的基本本工作原原理。2、PHH测定原原理pH的测测量常用用电极电电位法，该该方法是是基于两两个电极极上所发发生的电电

7、化学反反应。用用电极电电位法测测量溶液液pH值值，可以以获得较较准确的的结果。电极电位位法的原原理是用用两个电电极插在在被测量量溶液中中，其中中1个电电极为指指示电极极(如玻玻璃电极极)，它它的输出出电位随随被测溶溶液中的的氢离子子活度变变化而变变化；另另一个电电极为参参比电极极如氯氯化银电电极)，其其电位是是固定不不变的,上述两两个电极极在溶液液中构成成了一个个原电池池。该电池所所产生的的电动势势E的大大小与溶溶液的PPH值有有关。3、溶解解氧检测测仪表原原理溶解氧是是一项重重要的水水质参数数。在活活性污泥泥法污水水处理工工艺中，溶溶解氧测测定还是是保证处处理工艺艺正常进进行的主主要过程程控

8、制参参数。溶溶解氧的的在线测测量可以以采用电电极测量量法。电电极可分分为两种种类型，即即电位型型电极和和电流型型电极。电电位型电电极是利利用一种种特定离离子的活活性产生生电位。这这些电极极的实例例是玻璃璃PH电电极及大大多数离离子选择择电极。测测旦的是是指示电电极与一一个惰性性参考电电极之间间的电位位差，而而参考电电极的电电位必须须是恒定定的。所有电位位型电极极都服从从Nerrnstt定律，因因此电极极与测量量仪器在在大多数数情况下下是通用用的电位位测量的的必要条条件实际际上是电电极电压压的无电电流测定定。在测测量中，基基本上不不发生化化学反应应。溶解氧测测量仪表表包括氧氧电极和和溶氧放放大器

9、两两部分。氧氧电极输输出电流流信号放放迭至溶溶氧放大大器(或或溶氧交交迭器)，由后后者把电电极电流流信号转转换为一一定的溶溶氧单位位显示出出来。除除显示功功能外溶氧放放大器还还应具有有以下功功能：a、零点点(残余余电流)补偿； b、灵敏敏度(斜斜率)校校正；c、温度度补偿；4、余氯氯在线检检测仪表表原理余氯是保保证水质质卫生指指标的重重要参数数，也是是加飘消消毒工艺艺的基本本控制参参数。余余氯在线线分析是是进行投投氯控制制的前提提。余氯氯一般也也是采用用电极法法进行测测量。在在两个电电极之间间施加电电压，利利用电极极之间电电解产生生的氧化化还原反反应测量量氯的浓浓度。余余氯分析析仪的规规格基本

10、本上是按按测量范范围划分分，一般般有0-55ppmm、0-110pppm、00-20pppm等等。微量余氯氯分析仪仪具有的的三电极极测量传传感器和和微处理理器分析析机构，可可以使监监控余氯氯精度达达十亿分分之一(1/110108)。微量余氯氯分析仪仪可以连连续测定定自由余余氯、总总余氯，在在连续余余氯反馈馈控制中中精度达达10pppm，为为工作人人员提供供了可靠靠的分析析依据，从从而提高高水处理理加氯系系统的监监测控制制水平。5、电导导检测仪仪表原理理由于电解解质在水水溶液中中以带电电离子的的形式存存在，因因此溶液液具有导导电的性性质，其其导电能能力的强强弱称为为电导度度，简称称为电导导。测定

11、定水和溶溶液的电电导，可可以了解解水被杂杂质污染染的程度度和溶液液中所合合盐分或或其它离离子的量量。电导导串是水水质监侧侧的常规规项目之之一。 溶液中中电解质质的电导导为电阻阻的倒数数，即：S=1/R第二节、在在线检测测仪表及及执行设设备1、液位位检测仪仪表原理理液位检测测仪表有有浮力式式、静压压式、电电容式、超超声波式式等多种种。超声波液液位计是是基于晶晶体的压压电效应应，用压压电晶体体作探头头(即换换能器)发射出出声波，声声波遇到到两相界界面被反反射回来来，又被被探头所所接收，根根据声波波往返所所需要的的时间而而测出液液位的高高度；作作为换能能器的探探头又可可分为发发射型、接接收型和和发射

12、-接接收型33种。激光式液液位计是是一种很很有发展展前途的的液位计计，因为为激光光光能集中中，强度度高，而而且不易易受外来来光线干干扰甚甚至在115000度左右右的高温温下也能能正常上上作。另另外，激激光光束束扩散很很小，在在定点控控制液位位时，具具有较高高的精度度。 液位检检测仪表表的选用用：1）、检检测精度度：对用于计计量相经经济核算算的，应应选用精精度等级级较高的的液位检检测仪表表，如超超声波液液位计误误差为2mmm，对于于一般检检测精度度，可以以选用其其它液位位计。2）、工工作条件件：对于测量量高温、高高压、低低温、高高粘度、腐腐蚀性、泥泥浆等特特殊介质质，或在在用其它它方法难难以检测

13、测的各种种恶劣条条件下的的特殊场场合可可以选用用电容式式液位计计等。对对于一般般情况。可可选用其其它液位位计。2、压力力仪表测测定原理理在工业上上检测压压力的常常用方法法有：以以流体静静力学理理论为基基础的浓浓柱测压压法：根根据弹性性元件受受力变形形原理的的弹性交交形测压压法；将将被测压压力转换换成各种种电量的的电侧法法，将被被测压力力转换成成活塞上上所加平平衡码的的重量的的活塞法法等。应变片式式压力计计：把压压力转换换为电阻阻、电容容、电感感或电势势等电量量，从而而实现压压力的间间接测量量的压力力计叫做做电气式式压力计计。这种种压力计计反应较较快，测测量范围围较广，在在生产过过程中可可以实现

14、现压力自自动检测测、自动动控制和和报警，适适用于测测量压力力变化快快、脉动动压力、高高真空和和超高压压的场合合。应变片式式压力计计是利用用电阻应应变片将将铰测压压力转换换为电阻阻值的变变化，再再通过桥桥式电路路获得毫毫伏级的的电量输输出，然然后由二二次仪表表显示或或记录。(1)仪仪表量程程的选用用对于测量量稳定压压力，仪仪表量程程上限选选大于或或等于115倍倍常用压压力；对于测量量交变压压力，仪仪表量程程上限选选大于或或等于22倍常用用压力；对于测量量稳定压压力，仪仪表常用用压力选选133-122量程上上限；对于测量量交变压压力，仪仪表常用用压力选选不大于于122量程上上限。(2)仪仪表精度度

15、的选用用对于工业业用仪表表，其精精度选11.5级级或2.5级。对于实验验室或校校验用仪仪表，其其精度选选0.44级及00.255级以上上。(3)根根据测量量介质性性质及使使用条件件选用对于测量量腐蚀性性介质，可可选用防防腐型压压力计或或加防腐腐隔离装装置。3、流量量测定原原理3.1电电磁流量量计电磁流量量计是根根据法拉拉第电磁磁感应定定律制成成的，是是一种用用来测量量管道中中导电性性液体体体积流量量的仪表表，可测测各种腐腐蚀性的的酸、碱碱、盐溶溶液，可可测含各各种悬浮浮固体微微粒的液液体，在在给水排排水系统统中有广广泛的应应用。电磁流量量计由变变送器和和转换器器两部分分组成。变变送器被被安装在

16、在被测介介质的管管道中将被测测介质的的流星变变换成瞬瞬时的电电信号；而转换换器将瞬瞬时电信信号转换换成0-10mmA或44-200mA的的统一标标准直流流信号，供供仪表指指示、记记录或调调节用。3.2超超声波流流量计测量原理理主要的的有传播播速度差差法和多多普勒法法。超声声波流量量计的主主要优点点是在管管道外测测流量，实实现无妨妨碍测量量，只要要能传播播超声波波的流体体皆可用用此法来来测量。而而且不管管被测对对象多大大，也可可用此法法进行测测量，特特别是超超声波法法可以从从厚的金金属管道道外测量量管内流流动的液液体的流流量具具有不用用对原有有管道进进行任何何加工就就实施流流量测量量的特征征，这

17、是是其它法法所不具具备的。3.3差差压流量量计是目前工工业上使使用历史史最久和和应用最最广泛的的一种流流量计。从从流体力力学可知知，流体体在管道道中流动动时，具具有动能能和位能能、并在在一定条条件下可可以相互互转换。差压式流流量计是是以伯努努利方程程和连续续性方程程为理论论根据、通通过测量量流体流流动过程程中产生生的差压压来测量量流量的的。差压压流量计计主要由由节流装装置(如如孔板)和差压压计等两两部分组组成，流流体通过过节流装装置(孔孔板)时时，在节节流装置置的上、下下游之间间产生压压差，从从而由差差压计测测出差压压，流量量愈大，差差压也愈愈大，流流量和差差压之间间存在一一定关系系，这就就是

18、差压压流量计计的工作作原理。3.4节节流流量量计节流流量量计是利利用节流流装置前前后的压压差与平平均流速速或流量量的关系系，根据据压差测测量恒计计算出流流量的。节节流流量量计的理理论依据据是流体体流动的的连续性性方程和和伯努利利方程。节节流装置置的种类类很多，其其中使用用最多的的是同心心孔板、流流量喷嘴嘴和文丘丘里管等等。节流流流量计计是使用用非常广广泛的流流量计。第三章：水泵及及管道系系统的控控制调节节第一节：水泵的的调速控控制1.1 概述合理地调调节水泵泵、管道道系统工工况，保保证用户户的用水水要求，并并最大限限度地节节约能耗耗、降低低费用，是是十分重重要而有有意义的的工作。给水排水水工程

19、中中的水泵泵与管道道系统主主要包括括：(1)城城市供水水系统-包包括输配配水管网网及二泵泵站、加加压泵站站；(2)城城市雨水水、污水水排水系系统-包括括排水管管网及雨雨水泵站站、污水水泵站；(3)小小区、建建筑的给给水系统统-包括小小区、建建筑给水水管网及及加压设设施；(4)小小区、建建筑的排排水系统统包括括排水管网网及小区区排水泵泵站、建建筑室内内污水提提升泵等等。由于水泵泵(或水水泵站)都是同同管道系系统联系系在一起起的，因因此事实实上，对对这些系系统的调调节控制制都可归归结为对对水泵工工况的调调节上。可可以将控控制系统统分为如如下两大大类。(1)对对水泵的的开停双双位控制制：按照照液位(

20、或压力力值)、流流量等参参数的要要求，改改变每台台水泵的的开、停停状态或或改变水水泵的运运行台数数。(2)对对水泵工工作点的的调节控控制：按按照液位位(或压压力)、流流量等参参数的要要求，改改变水泵泵的工作作点，这这种改变变可以通通过调节节管路系系统中阀阀门的开开启度实实现或通通过改变变水泵转转速的方方式实现现。1.2 水泵的的调速控控制给水排水水工程中中应用的的水泵多多为离心心泵。在在前面内内容中已已提及离离心泵的的调节方方法有两两类：一一类是通通过调节节水泵出出口管路路上的阀阀门来改改变管路路特性，实实现水泵泵工况点点的调节节；另一一类是改改变水泵泵的转速速，从而而改变水水泵的特特性曲线线

21、，实现现水泵工工况点的的调节。前前者节能能效益较较低，部部分多余余能量消消耗在了了阀门上上；后者者是一种种高效节节能的调调节方式式。因此此调节水水泵转速速是改变变水泵工工况的较较好方法法。1）水泵泵调节的的类型视用途目目的不同同，水泵泵调速的的控制参参数也有有所不同同。主要要有如下下3种典典型情况况：恒压压调速、恒恒流调速速、其他他调节方方法；2）水泵泵的调速速方法水泵的调调速方法法有多种种，主要要分为两两类：第第一类是是电机转转速不变变，通过过附加装装置改变变水泵的的转速，如如液力辐辐合器调调速、电电磁耦合合器调速速、变速速箱调速速等，都都属于这这种类型型；第二二类是直直接改变变电机的的转速

22、，如如可控硅硅串级调调速、变变频调速速等。后后者是在在水泵站站应用较较多的调调速形式式。3）串级级调速：通常把转转子感应应电势通通过三相相桥式整整流变为为直流电电，用直直流电动动机实现现反电势势的方法法，称为为机组串串级调速速。根据据电能反反馈的方方式，串串级调速速又可分分为下列列3种形形式；11)机械械反馈机机组串级级调速：2)电电气反馈馈机组串串级调速速：3)可控硅硅串级调调速。4）变频频调速：该技术是是80年年代水泵泵调运新新技术。它它通过改改变水泵泵工作电电源频率率的方式式改变水水泵的转转速：由上式可可见，如如果均匀匀地改变变电机定定子供电电频率ff，则可可平滑地地改变电电机的转转速，

23、为为了保持持调速时时电机最最大转矩矩不变，需需维持电电机的磁磁通量恒恒定。因因此，要要求定子子供电电电压应作作相应的的调节，所所以变频频设备兼兼有调频频和调压压两种功功能。变频调速速是通过过变频调调速器实实现的，它它可以将将输入的的固定频频率的电电源(在在我国为为50HHz)转转换为频频率可调调的电源源输出，供供给水泵泵电机等等需要调调频的设设备作工工作电源源。变频频调速具具有很高高的调节节精度。变频调速速技术的的一个重重要特点点是可以以实现水水泵的“软启动动”，水泵泵从低频频电源开开始运转转即由由低速下下逐渐升升速，直直至达到到预定工工况，而而不是按按照常规规一启动动就迅速速达到额额定转速速

24、，软启启动的工工作方式式对电网网的干扰扰小，无无冲击电电流，也也适台于于在几台台水泵之之间进行行频繁的的切换操操作：这这种启动动方式在在恒压供供水等情情况下有有独特的的优点。现在变频频调速技技术已在在给水诽诽水工程程中获得得许多应应用，包包括调节节水厂投投药泵的的转速、实实现投药药量的高高精度调调节；在在建筑或或小区给给水系统统中用于于恒压给给水控制制；在大大型的给给水泵站站，变频频调节供供水泵的的转速，实实现城市市供水的的恒压或或恒流调调节等也也有应用用。5）水泵泵调速运运行的方方式以变频调调速为例例，通常常以微电电脑为控控制中心心，构成成水泵的的变频调调速控制制系统，最最典型的的控制系系统

25、形式式是反馈馈控制系系统，控控制中心心根据控控制点输输入的信信号(如如水压)与给定定值比较较，调节节变频器器的输出出，改变变水泵工工作电源源的频率率，使水水泵转速速相应改改变。一一般为减减少控制制设备台台数、降降低投资资，常采采用变速速与定速速水泵配配合工作作的方式式。即一一个泵站站内只有有一至两两台水泵泵变速运运行，其其余水泵泵为定速速运行，变变速泵与与定速泵泵组合一一起工作作，通过过对变速速泵的调调节，得得到要求求的各种种工况。第二节 恒压给给水系统统控制技技术1、概述述恒压给水水系统应应用广泛泛。前面面介绍的的城市管管网供水水系统、建建筑小区区给水系系统等，都都属于这这种情况况。按控控制

26、精度度的高低低，恒压压给水控控制技术术包括如如下两大大类。(1)双双位控制制系统。按按水位(水压)的高低低两个界界限值控控制给水水泵的开开停。当当高低水水位相差差不大、水水压被动动较小时时，可近近似看作作恒压给给水系统统，如前前述的高高位水箱箱给水系系统以及及气压给给水系统统。这种种控制方方式精度度低，水水压被动动较大，是是较为传传统的给给水技术术。(2)定定值控制制给水系系统。按按某一压压力(水水位)控控制点的的水压(或水位位)目标标值进行行调节控控制。可可以采用用变频调调速等技技术，改改变水泵泵特性，对对水泵工工况连续续调节，将将水压控控制在很很小的波波动范围围内，这这是当前前先进的的给水

27、技技术。按压力控控制点的的设置位位置，还还可以将将恒压给给水控制制系统分分为泵出出口处恒恒压控制制与用户户最不利利点处恒恒压控制制两类。2、变频频调速恒恒压给水水技术在给水系系统中，用用户用水水量的变变化反映映在水压压上，表表现为管管网水压压的波动动。因此此，调节节水泵工工况，保保证用户户用水水水压的稳稳定，就就可以保保证用户户用水。变频调速速恒压给给水系统统可以通通过自动动控制实实现上述述调节。它它由电机机泵组、压压力传感感器、控控制器、变变频器以以及自动动切换装装置等组组成，以以水压为为控制参参数。水泵启动动后，压压力传感感器向控控制器提提供控制制点的压压力值HH。当HH低于控控制器设设定

28、的压压力值HH0(HH0按用用户的水水压要求求设定)时，应应该提高高水泵转转速，控控制器向向变频调调速器发发送提高高电源频频率的指指令；当H高于于H0时时，则应应该降低低水泵转转速，控控制器向向变频器器发送降降低频率率的控制制信号。当当某台水水泵的转转速达到到规定的的上限时时自动动启动新新的水泵泵投入运运行，反反之，则则自动减减少运行行水泵的的台数。通通过调节节水泵工工作电源源频率的的方式，改改变水泵泵的转速速，从而而改变了了水泵的的工况，构构成闭环环反馈控控制系统统，自动动调节水水泵转速速及工作作水泵台台数，实实现恒压压变量供供水。通过前面面的分析析，可以以总结出出变频调调速恒压压给水技技术

29、有如如下特点点：(1)高高效节能能。设备备能自动动检测系系统瞬时时水压，据据此调节节供水量量，节约约供水能能耗。设设备电机机在交流流变频调调速器的的控制下下软启动动，无大大启动电电流(电电机的启启动电流流不超过过额定流流量的1110)，机机组运行行经济合合理。(2)用用水压力力恒定。无无论系统统用水量量有任何何变化，均均能使供供水管网网的服务务压力恒恒定，大大大提高高了供水水品质。3、恒压压给水系系统压力力控制点点的位置置恒压给水水系统是是以满足足用户用用水水压压恒定为为目标进进行工作作的。但但在具体体的系统统设计上上，按压压力控制制点位置置的不同同，又可可以分为为两大类类：一类类是将控控制点

30、设设在最不不利点处处，直接接按易不不利点水水压进行行工况调调节；另另一类是是将控制制点设于于水泵出出口，按按该点的的水压进进行工况况调节，间间接地保保证最不不利点的的水压稳稳定。这这两类系系统具有有不同的的控制特特性与控控制品质质。现今恒压压给水系系统多采采用后一一种方式式，在后后一类中中，又可可按压力力设定值值的不同同分为恒恒压控制制和变压压控制。4、气压压给水系系统的控控制问题题气压给水水系统由由水泵、气气压罐、压压力检测测与控制制装置等等组成。一一般气压压给水系系统的压压力控制制点即为为气压罐罐内的水水位检测测装置，它它的位置置选择会会影响到到系统的的工作特特性。将将气压罐罐同水泵泵一起

31、安安置在供供水处(如建筑筑物地下下室)还还是将气气压罐单单独装在在靠近最最不利点点（如供供水末端端)，在在压力控控制及节节能方面面的特性性就同前前述的变变速调节节系统，越越靠近用用户最不不利点处处用户水水压越稳稳定，越越有利于于节能。第三节 泵站组组合运行行系统1、控制制系统的的组成在污水提提升泵站站中，使使用微机机控制变变速与定定速水泵泵组合运运行，可可以保持持近水位位稳定，降降低能耗耗。提高高自动化化程度。此此节通过过一个工工程实例例说明这这一问题题。由于进水水量的变变化很大大，过去去使用多多台定速速泵的形形式，不不能有效效地控制制进水位位在警戒戒线以内内、有时时导致上上游低洼洼地区跑跑冒

32、污水水，为了了改善这这种状况况。选择择了水泵泵变速运运行并且且使用微微机控制制的方案案，控制制框图见见教材图图3.116-污水水泵站控控制系统统图1)一次次仪表计计量的水水位、水水量、温温度、电电流、电电压等数数据及各各种故障障信号均均通过转转换器换换成电压压模拟唁唁号，经经滤波器器送入微微机的AAD电电路。2）微机机输出的的开停水水泵信号号。经过过通用接接口连接接器、寄寄存器及及继电器器驱动后后，控制制定速水水泵启动动柜和变变速水泵泵调速柜柜的开停停。同时时转速的的控制由由微机发发出数字字量调速速信号，经经过D/A转换换成电压压模拟信信号，送送至调速速柜执行行。3)水泵泵发生故故障时，微微机

33、要自自动切除除故障泵泵，启动动备用泵泵，并通通过报警警电路发发出声光光报警信信号。4)泵站站的机电电设备会会产生大大量电磁磁辐射，在在电网上上造成干干扰。为为了保证证微机的的正常工工作，除除机房内内墙要做做金属屏屏蔽网，交交流电源源侧加稳稳压器、滤滤波器外外，还要要在输出出开关电电路采用用两级继继电器进进行隔离离，使干干扰无法法串入机机内。2、系统统软件设设计在拟定运运行方案案时，目目先要确确定运行行控制的的参数。根根据当前前污水计计量仪表表的水平平和泵站站的工艺艺条件、以以水位作作为控制制运行的的直接参参数，以以进水位位换算的的来水量量和出进进水位相相减的静静扬程作作为间接接参数较较为可靠靠

34、，并使使用污水水流量计计进行核核对。变速运行行可以实实行水量量控制、效效率控制制等各种种方案。根根据泵站站的实际际需要，选选择了“水量平平衡与效效率优选选”的控制制方案，即即在保持持泵站进进出水量量基本平平衡的基基础上，通通过优选选，使水水泵在较较高效率率点工作作。具体步骤骤是：1)由进进水位确确定进水水总流量量值Q总总；2)由进进出水位位之差确确定静扬扬程H静静；3)调数数据表查查出在该该静扬程程下额定定转速时时的流量量值为QQ定；4)变速速泵所需需的流量量Q变Q总- Q定定；5)根据据每分钟钟检测水水位涨落落的多少少确定转转速的优优选范围围；6)在优优选范同同内找出出最高效效率点所所对应的

35、的转速来来抨制变变速泵的的运行。为了实现现在无人人管理的的条件下下、由微微机自动动控制泵泵站的运运行，还还必须在在主程序序中满足足正常管管理工作作的各种种需要，并并且对泵泵站可能能出现的的故障作作出正确确的判断断和处理理。在控制程程序中纳纳入下列列因素：1)能够够自动打打印报表表，记录录水位变变化、电电机工作作情况。2)在微微机与水水泵启动动柜之间间设置了了转换开开关，一一旦微机机系统发发生故障障就可脱脱机手动动运行，避避免出现现因为微微机故障障而影响响整个排排水系统统运行的的问题，保保证全系系统运行行安全可可靠。3)实现现了水泵泵之间的的自动换换车，使使之运行行时间均均一。4)在运运行的水水

36、泵发生生故障时时，微机机会自动动切除故故障泵，发发出声光光报警信信号。3、运行行效益分分析3.1 运行效效果表明明：稳定定泵站水水位方面面的功能能比定速速水束优优越得多多，从而而消除了了存在多多年的运运转失调调现象不再发发生因加加泵而使使下游井井跑水、减减泵而使使上游工工厂排水水困难的的问题；3.2 运行记记录说明明：经过过优选决决定的水水泵转速速能使水水泵效率率维持在在79-81之间，基基本实现现了高效效率运行行，根据据测算。目目前的变变速运行行同以往往定速运运行相比比，可以以节约能能耗100。3.3在在变速运运行中不不再需要要考虑集集水池调调蓄容积积和机组组容量的的大小搭搭配，所所以变速速

37、泵站可可以将集集水池容容积减少少到最低低程度，从从而减少少泵站的的占地、工工程量、施施工难度度和工程程造价。3.4使使用微机机控制泵泵站运行行，可以以达到准准确、严严密、安安全、可可靠。可可以由原原来的“值班定定岗”改为“巡回检检测”的办法法，管理理人员减减少1/3左右右， 另外也也避免了了机泵组组设备的的开停频频繁，降降低了设设备的维维修率，延延长使用用寿命，同同时由于于泵站可可以做到到低水位位运行，可可以使上上游重力力式管道道维持自自清流速速以减少少管道疏疏通掏挖挖的工作作量。第四章：给水处处理系统统控制技技术第一节、混混凝投药药单元的的控制技技术1、典型型的混凝凝控制技技术简介介1.1

38、经验验目测法法 这是最最简单原原始的人人工方法法，又称称“eyeeballl”，在我我国相当当多的水水厂，尤尤其是中中小水厂厂仍广泛泛采用。操操作者通通过观察察原水浊浊度的变变化、反反应后矾矾花生成成情况、沉沉淀后水水的浊度度高低来来凭经验验调节投投药量。操操作人员员的责任任心与经经验是制制约混凝凝效果的的重要因因素。1.2 烧杯杯试验法法 烧杯试试验法利利用一台台可变速速的46联搅搅拌机，同同时向446个烧烧杯中的的检测水水样加不不同量的的混凝剂剂，并进进行搅并并，模拟拟生产中中的混合合与反应应过程，然然后静止止沉淀以以模拟实实际，我我国的许许多水厂厂也把烧烧杯试验验结果作作为确定投药量量的

39、重要要参考依依据，应应用广泛泛。1.3 流动电电流法该法以反反映胶体体荷电特特性的另另一参数数-流动电电流为因因子，控控制投药药。这种种方法以以胶体电电荷为参参数，抓抓住了影影响混凝凝的本质质特性；同时，该该方法是是一种在在线连续续检测法法，易于于实现投投药量的的连续自自动控制制，因而而成为各各种胶体体电荷控控制法，以以至现行行各种投投药控制制方法中中很有发发展前途途的方法法。2、流动动电流与与混凝工工艺的相相关性1）流动动电流与与动电位位的相关关性。流动电流流与动电电位良好好相关性性，以流流动电流流代替动动电位来来描述胶胶体的脱脱稳程度度是完全全可能的的在2）流动动电流与与混凝剂剂投量的的相

40、关性性。向水中加加入不同同量的硫硫酸铝，测测定水的的流动电电流。在在硫酸铝铝投量较较少时，流流动电流流赂有上上升，变变化不大大；随着着投药量量进一步步增大，流流动电流流值迅速速上升；随后流流动电流流的增大大趋势逐逐渐变缓缓。3）流动动电流与与混凝效效果的相相关性。流动电流流与浊度度的这种种相关性性是普遍遍存在的的，用范范围广泛泛的、包包括国内内国外、南南方北方方、江河河水库等等多种原原水及处处理工艺艺进行试试验，都都可以观观察到上上述现象象，说明明流动电电流是对对混凝起起决定性性影响的的主要因因素。3、流动动电流混混凝控制制工艺系系统的组组成与特特点在流动电电流与混混凝工艺艺相关性性的基础础上

41、，可可以建立立流动电电流很凝凝投药控控制系统统工艺流流程，该该系统主主要由检检测、控控制、执执行三大大部分组组成，流流动电流流检测器器对加药药后水中中胶体电电荷进行行检测，并并经信号号处理后后将该流流动电流流信号送送至控制制器；控制器对对该检测测值与事事先设定定的设定定值进行行比较，并并按一定定控制策策略对投投药量输输出进行行调整，该该药量的的调整通通过变频频调运设设备对投投药泵的的转速调调节来实实现。1) 单因子控控制：除除流动电电流参数数外，不不再要求求测定任任何其它它参数。2) 小滞后系系统：可可以适应应水质及及水量等等的突然然变化。3) 中间参数数控制：设定值值是通过过相关关关系间接接

42、反映了了浊度要要求。4 透光光脉动聚聚凝检测测技术的的应用透光脉动动值能一一定程度度地反映映加药混混凝后水水中颗粒粒杂质的的絮凝情情况，可可以作为为控制参参数构成成反馈控控制系统统。对于于一般浊浊度水，由由于絮凝凝体形成成的反应应过程进进行缓慢慢，滞后后时间长长，反馈馈控制混混凝剂投投加量效效果不太太理想。高高浊度水水的絮凝凝过程进进行迅速速，一般般只需数数秒或数数十秒时时间即可可完成，因因此可检检测其絮絮凝情况况并根据据絮凝过过程控制制投药量量，从而而成为新新的高浊浊度水絮絮凝控制制方法，4.1 高浊度度水絮凝凝过程与与透光脉脉动值的的相关性性1）絮凝凝剂投加加量和远远光脉动动值的关关系2）

43、浑液液面沉速速与透光光脉动值值的关系系3）出水水余浊和和透光脉脉动值的的关系4）高浊浊度水透透光脉动动投药控控制系统统4.2 高浊度度水透光光脉动投投药控制制系统絮凝检测测仪的检检测值可可以反映映高浊度度水浑液液面沉速速的大小小，通过过对检测测值的控控制即可可实现混混液面沉沉速的控控制，这这样就有有一个方方便的确确定投药药量的方方法，不不需要检检测原水水含砂量量、粒径径组成、流流量及原原水的其其它性质质，只要要检测加加药絮凝凝反应后后的透光光脉动值值一个参参数，即即可控制制投药，保保证高浊浊度水处处理运行行经济可可靠。 由于高高浊度水水的絮凝凝过程非非常短，因因此采用用以检测测值为控控制对象象

44、的反馈馈控制系系统，对对扰动的的响应速速度快，滞滞后很短短，接近近于同步步控制。工作过程程如下：反馈控控制系统统通过絮絮凝检测测仪在线线连续检检测已进进行絮凝凝反应的的高浊度度水的值值，并将将信号传传到控制制中心；控制器器接收信信号，并并与给定定的设定定值进行行比较、判判断，若若检测值值R符合合系统要要求，其其偏差在在允许的的范围内内，说明明投药量量正常；反之若检测测值A不不在允许许的范围围内，控控制器通通过一定定的算法法指挥变变频器改改变投药药泵电机机的电源源频率、进进而改变变投药泵泵转速，实实现投药药量调整整，修正正偏差，直直到检测测值R符符合要求求。第二节、滤滤池控制制技术1、滤池池控制

45、的的基本内内容与基基本方式式滤他的自自动控制制基本上上包括过过滤、反反冲洗两两个方面面，其中中以反冲冲洗为主主。由于于各种滤滤池的构构造、原原理不同同，控制制内容与与方法也也有差别别。在采采用的技技术方面面，主要要有水力力控制与与机电控控制两类类。在本本节中主主要通过过些实实例介绍绍机电控控制技术术，特别别是微电电脑智能能化控制制技术的的应用情情况。 滤池的的反冲洗洗控制可可以有不不同的方方式。控控制方案案要解决决如何判判断反冲冲洗开始始和反冲冲洗结束束。反冲洗开开始有下下列方式式判断： (1)滤后水水浊度监监控。连连续检测测滤池出出水的浊浊度，当当滤后水水浊度达达到设定定值时开开始反冲冲洗；

46、 (2)滤池水水头损失失监控。连连续检测测滤池的的水头损损失，当当水头损损失达到到设定值值时开始始反冲洗洗； (3)定时控控制。根根据经验验设定滤滤池工作作周期，当当达到周周期规定定的时间间后开始始反冲洗洗。 反冲洗洗结束有有下列方方式判断断； (1)反冲洗洗水浊度度监控。连连续检测测滤池反反冲洗水水的浊度度，当该该浊度降降到设定定值时结结束反冲冲洗，使使滤池投投入过滤滤工况； (2)定时控控制。按按经验设设定滤池池反冲洗洗历时，当当达到规规定的反反冲洗时时间后结结束反冲冲洗使滤滤池投入入过滤工工况。 上述滤滤池反冲冲洗的开开始与结结束的控控制方式式可以交交叉组合合应用，也也可以将将几种方方式共同同应用，当当其中的的条件之之一达到到时，即即应当开开始或结结束反冲冲洗。另另外，控控制系统统还应具具有随时时人工指指令强制制反冲洗洗的功能能。 反冲洗洗进行的的方式有有采用各各滤池连连续顺序序进行的的，也有有采用各各滤池分分别按各各自的条条件控制制、独立立进行反反冲洗的的。 一般在在生产上上不允许许多座滤滤池同时时反冲洗洗，在控控制系统统上应当当采取相相应的措措施。2、虹吸吸滤池的的运行控控制实例例 以可编编程序控控制器为为核心、以以U型气气水切换换阀为执执行元件件，进行行虹吸滤滤池运行行的自动动控制。 根据不不同的工工艺条件件，可以以按下列列3种方方式控制制虹吸滤滤池的运运行。