關(guān)于給排水工程儀表與控制教學(xué)的一點思考

王芳

摘要：本文通過對給排水工藝的發(fā)展、模型與控制的關(guān)系和試驗設(shè)計對自動控制的要求，對給排水工程儀表與控制的教學(xué)提出了一些建議與思考。

關(guān)鍵詞：給排水工程；儀表；控制；教學(xué)

隨著控制技術(shù)、儀器儀表技術(shù)以及給水排水模型的迅速發(fā)展，給水排水工程中所采用的儀表與控制也逐漸從過去的單一模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧耗Ｊ剑瑥倪^去的輔助控制轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄芸刂疲?］。

《給排水工程儀表與控制》一書從1999年的第一版到2006年的第二版僅僅經(jīng)過了7年，這充分表明了儀表與控制技術(shù)在給水排水工程中的快速發(fā)展，作為一名給排水工程儀表與控制課程的授課教師，我對此深有體會，在教學(xué)過程中也碰到許多困難，在此談一談個人在教學(xué)過程中對該門課程的一些思考。

一、小型分散處理技術(shù)與課程教學(xué)從《給排水工程儀表與控制》一書的第一版與第二版不難看出，該門課程主要教授學(xué)生掌握自動控制的一些基礎(chǔ)知識以及在給排水工程中所用到的一些儀表與控制技術(shù)，特別是泵與管道系統(tǒng)、給水廠與污水處理廠的控制技術(shù)，這些對于在給水廠與污水處理廠工作的給排水專業(yè)人員來說是十分重要的，也是需要詳細了解的。但是，隨著給排水工藝的發(fā)展與水工業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)往往向小型化、設(shè)備化方向發(fā)展，大量的給排水專業(yè)人員將從事水工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計，這時就需要給排水專業(yè)人員了解與小型分散處理技術(shù)相適應(yīng)的一些儀表與控制技術(shù)，盡管這些給水與污水處理設(shè)備處理水量不大，但是其系統(tǒng)性強，對儀表與控制的完整性要求較高，一般的儀器工程師與自動控制工程師很難從整個系統(tǒng)去設(shè)計，這就要求給排水專業(yè)人員從工藝的角度，結(jié)合小型儀器儀表與復(fù)雜的控制技術(shù)指導(dǎo)儀器工程師與自動控制工程師完成一個系統(tǒng)的設(shè)計。

在給排水工程儀表與控制課程的教學(xué)過程中，學(xué)生因為自動控制基礎(chǔ)的薄弱，加上給排水工程大型控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，很難在短時期掌握給排水工程儀表與控制技術(shù)［2］，如能通過先講解小型控制系統(tǒng)逐漸過渡到大型控制系統(tǒng)，相信會對學(xué)生的理解起到一定的促進作用。

二、模型與控制隨著污水處理模型的發(fā)展，特別是對水廠與污水處理廠出水的在線監(jiān)控，促使大部分水廠與污水處理廠管理與運行人員希望通過實時控制實現(xiàn)水廠與污水處理廠出水的達標(biāo)?，F(xiàn)有的水質(zhì)模型的基本理論已經(jīng)建立，并在逐步完善，特別是污水處理ASM1、ASM2、ASM2D等模型的逐步改進，同時，在線實時監(jiān)測儀器與儀表的更新?lián)Q代，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)對整個水廠與管網(wǎng)中重要的污染物指標(biāo)進行實時監(jiān)測，如果能夠?qū)⑦@些監(jiān)測指標(biāo)與水處理模型相結(jié)合，通過控制技術(shù)實現(xiàn)對水廠與污水處理廠的實時控制，從而使其具有反饋作用，能夠適應(yīng)水廠進水水質(zhì)的動態(tài)變化，使出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)。

在課程教學(xué)中學(xué)生學(xué)到的是一些枯燥的儀表與控制技術(shù)，如能將模型與控制相結(jié)合進行教學(xué)，可以在一定程度上彌補學(xué)生對給水排水工程模型知識的匱乏，通過計算機模擬軟件使學(xué)生對給水排水工程儀表與控制能有更深一層的認識。

三、儀表控制與試驗設(shè)計隨著水工業(yè)的發(fā)展和控制指標(biāo)的增加，現(xiàn)在很多給水排水專業(yè)人員需要通過試驗來研究各種條件下水處理工藝的適應(yīng)性，在試驗設(shè)計時就需要給水排水專業(yè)人員掌握一些簡單的儀表與控制知識，能夠獨立的完成一個小型給水排水試驗系統(tǒng)的設(shè)計與安裝調(diào)試工作。這些小型的給水排水試驗系統(tǒng)所采用的是一些基本的在線儀表與控制系統(tǒng)，同時結(jié)合計算機技術(shù)的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個試驗系統(tǒng)的完整監(jiān)控，準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)各種參數(shù)的變化情況，從而實現(xiàn)對工藝的改進。這些系統(tǒng)的設(shè)計僅僅需要給排水專業(yè)人員了解一些基本的編程語言與單片機、PLC等控制技術(shù)。

在課程的教學(xué)過程中可以結(jié)合小型給水排水系統(tǒng)設(shè)計，讓學(xué)生自己動手做一些簡單的儀表與控制系統(tǒng)設(shè)計，并通過儀表的連接與控制系統(tǒng)程序的編輯，提高學(xué)生對給水排水工程中儀表與控制的認識。

給排水工程儀表與控制是針對給排水專業(yè)學(xué)生以及環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生設(shè)置的一門綜合性很強的專業(yè)課程，適當(dāng)結(jié)合工藝的發(fā)展以及與控制系統(tǒng)相關(guān)的專業(yè)知識進行教學(xué)，有助于學(xué)生拓寬知識面，也有利于教師適應(yīng)專業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

王景月．關(guān)于自動化儀表與控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢的探討．才智， 2012（6）：63—67．

何蓮． 《水工藝儀表與控制》課程的教學(xué)改革探索．南通大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版）， 2010（1）：85—87．

endprint