一、课程中文名称：水工艺仪表与控制

二、课程英文名称：Instruments and control for water supply and sewerage works

三、课程编码：ZX0630815

四、课程性质：专业选修课

五、学时数、学分数、开课学期：24学时、1.5学分、第6学期

六、课程目的与要求：

教学目的：

本课程是给水排水工程本科专业的专业基础课之一，是学生从事本专业的科研、生产与管理工作必备的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握给排水自动控制的基本概念和基本规律，了解有关仪器仪表的基本原理、特点与应用技术，了解有关的控制技术概况和特点，了解本专业各个工艺环节需要的监测与控制内容、能够采取的技术方法、目前的现状与发展趋势，从而为他们在今后的工作中与相关专业人员的协调与合作提供一个“接口”，为他们从事相关的工作或进一步学习奠定一定的基础。

教学要求：

本课程的教学与学习侧重于自动控制系统的基本规律，以及其在给排水工程中的应用，学生结合课后的思考题能够熟悉给排水工程中常用仪表与设备及其控制原理，从而是学生能够在以后的工程设计、运行管理中将工艺设计与自动化仪表与控制相结合。

七、本课程与其它课程的联系：

该课程的内容与高等数学、物理、电工电子学、建筑给排水等课程有一定的联系，因此必须在修完上述课程的基础上，开设该专业课程。

八、教学方法：

课堂理论教学

九、考核方法：考试

十、选用教材参考书目：

1．吴俊奇，付婉霞，曹秀芹. 《给水排水工程》. 北京：中国水利水电出版社，2004

2．杨岳平，徐新华，刘传福. 《废水处理工程及实例分析》. 北京：化学工业出版社，2003

3．邵裕森. 《过程控制及仪表》. 上海：上海交通大学出版社，1990

4．崔福义，李圭白著. 《流动电流及其在混凝控制中的应用》. 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1992

5．王竣省. 《微计算机检测技术及应用》. 北京：电子工业出版社，1996

6．彭永臻，崔福义. 《给水排水工程计算机程序设计》. 北京：中国建筑工业出版社，1994

十一、教学进程安排表：

十二、主要教学内容、重点和难点

第一章 自动控制基础知识

一、学习目的

通过本章的学习，使学生掌握自动控制系统的基本构成，传递函数与典型环节的动态特性，双位逻辑控制等控制规律及逻辑运算和简化；了解自动控制系统的作用、过渡过程及计算机控制系统。本章计划6学时。

二、课程内容

本章课程内容主要包括自动控制的概念及其组成、自动控制系统的作用与构成以及传递函数与环节特性、自动控制系统的过渡过程、自动控制系统的调节规律、双位逻辑控制系统、计算机控制系统等基础知识。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

传递函数与典型环节的动态特性，逻辑运算及关系式的简化。

（二）教学难点

正确理解传递函数的意义，典型环节的传递函数，如何进行拉氏变换。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授，教学环节中尽可能地去列举一些学生容易接触到、身边的工程实例，使学生尽快能有感性认识。

四、思考与练习

课后习题1、2、5、11

第二章 给水排水自动化常用仪表与设备

一、学习目的

通过本章的学习，使学生了解给排水工程中常用过程参数检测仪表（浊度在线测量仪表、pH在线测量仪表、溶解氧在线测量仪表等）、常用过程控制仪表、执行设备三大类常用的仪表与设备，以及各种设备的工作原理。本章计划6学时。

二、课程内容

本章的主要内容包括，在给水排水工程中常用的几种自动化仪表与设备及其工作原理：常用过程参数检测仪表有浊度、pH值、溶解氧、余氯等在线测量仪表；常用过程控制仪表有传统调节器及以微处理器为核心的智能化调节与控制装置；执行设备有各类泵及调节阀。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

常用过程参数检测仪表、执行设备。

（二）教学难点

流动电流原理与检测技术，透光脉动原理与检测技术。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授，教学中从仪表的工作原理入手进行阐述。

四、思考与练习

课后习题1、3、4、6、9、13、16

第三章 水泵及管道系统的控制调节

一、学习目的

通过本章的学习，使学生熟悉水泵—管路双位控制系统的建立，水泵的调速控制方法，恒压给水控制技术工作原理，了解计算机在供水系统中的应用。本章计划4学时。

二、课程内容

本章的主要内容包括水泵及管道系统调节的内容及意义，讲述水泵管路的双位控制系统的工作原理、水泵的调速控制方法、恒压给水系统控制技术、污水泵站的变速运行以及计算机在城市供水系统自动监控与调度中的应用和城市供水系统计算机监控的应用实例。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

水泵的调速控制方法，恒压给水控制技术工作原理；利用卡诺图简化双位逻辑控制系统；恒压给水系统控制原理。

（二）教学难点

如何利用卡诺图简化双位逻辑控制系统；恒压给水系统控制原理。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授。

四、思考与练习

课后习题1、3、4、7

第四章 给水处理系统控制技术

一、学习目的

通过本章的学习，使学生熟悉常规给水处理系统的控制技术，以及每个环节的控制要点，如混凝投药控制技术、沉淀池的控制技术、滤池的控制技术、加氯控制技术等。本章计划4学时。

二、课程内容

本章的课程内容介绍给水处理系统几种常规的也是最常用的控制技术，如混凝投药工艺的控制技术、沉淀池运行控制技术、滤池的控制技术、氯气的自动投加与控制技术，以及水厂自动监控系统的组成。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

混凝投药工艺控制技术，沉淀池、滤池运行控制技术。

（二）教学难点

混凝控制的各种技术比较，流动电流混凝控制技术原理，透光脉动混凝控制技术。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授。

四、思考与练习

课后习题2、3、4、5、9

第五章 污水处理厂的检测

一、学习目的

通过本章的学习，使学生熟悉污水处理厂的检测项目，以及常规检测项目的检测方法，仪表的安装，仪表的选择，检测方法的选择。本章计划2学时。

二、课程内容

本章课程内容主要介绍自动控制系统在污水处理厂的检测中的应用，从污水处理厂的检测项目与取样到检测仪表与方法的选择作了详细具体的讲述，最后讲述污水处理厂常用的检测方法与仪表设备。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

取样位置的布置，选择仪表的考虑因素，以及几种检测设备的工作原理。

（二）教学难点

污水处理厂流量计流量的计算公式，应用的注意事项，污泥浓度的检测方法与仪表。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授。

四、思考与练习

课后习题1、2、3、5

第六章 污水处理厂的监视控制与自动控制

一、学习目的

通过本章的学习，使学生熟悉污水处理厂常用的监视控制方式及各自特点、污水泵站的自动控制及其设备、污水处理厂的计算机控制系统。本章计划2学时。

二、课程内容

本章的主要内容是介绍污水处理厂的监视控制与自动控制系统，对监视控制方式与项目的选择、监视控制仪表设备的选择、污水处理厂的计算机控制系统、污水泵站的自动控制及其设备、污水处理厂的自动控制及应用等内容作了详细描述。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点：

污水处理各环节的控制方法。

（二）教学难点

曝气池供气量的控制，回流污泥量的控制。

（三）教学手段及教学环节

采用课堂教学的方式进行讲授，课堂中穿插污水处理厂的运行录像。

四、思考与练习