關于給排水工程儀表與控制教學的一點思考

王芳

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

關鍵詞：給排水工程；儀表；控制；教學

隨著控制技術、儀器儀表技術以及給水排水模型的迅速發展，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變為集群模式，從過去的輔助控制轉變為人工智能控制［1］。

《給排水工程儀表與控制》一書從1999年的第一版到2006年的第二版僅僅經過了7年，這充分表明了儀表與控制技術在給水排水工程中的快速發展，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，在教學過程中也碰到許多困難，在此談一談個人在教學過程中對該門課程的一些思考。

一、小型分散處理技術與課程教學從《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生掌握自動控制的一些基礎知識以及在給排水工程中所用到的一些儀表與控制技術，特別是泵與管道系統、給水廠與污水處理廠的控制技術，這些對于在給水廠與污水處理廠工作的給排水專業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展與水工業的發展，新技術往往向小型化、設備化方向發展，大量的給排水專業人員將從事水工業產品設計，這時就需要給排水專業人員了解與小型分散處理技術相適應的一些儀表與控制技術，盡管這些給水與污水處理設備處理水量不大，但是其系統性強，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去設計，這就要求給排水專業人員從工藝的角度，結合小型儀器儀表與復雜的控制技術指導儀器工程師與自動控制工程師完成一個系統的設計。

在給排水工程儀表與控制課程的教學過程中，學生因為自動控制基礎的薄弱，加上給排水工程大型控制系統的復雜性，很難在短時期掌握給排水工程儀表與控制技術［2］，如能通過先講解小型控制系統逐漸過渡到大型控制系統，相信會對學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展，特別是對水廠與污水處理廠出水的在線監控，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水廠與污水處理廠出水的達標?，F有的水質模型的基本理論已經建立，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，在線實時監測儀器與儀表的更新換代，現在已經實現對整個水廠與管網中重要的污染物指標進行實時監測，如果能夠將這些監測指標與水處理模型相結合，通過控制技術實現對水廠與污水處理廠的實時控制，從而使其具有反饋作用，能夠適應水廠進水水質的動態變化，使出水水質穩定達標。

在課程教學中學生學到的是一些枯燥的儀表與控制技術，如能將模型與控制相結合進行教學，可以在一定程度上彌補學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、儀表控制與試驗設計隨著水工業的發展和控制指標的增加，現在很多給水排水專業人員需要通過試驗來研究各種條件下水處理工藝的適應性，在試驗設計時就需要給水排水專業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的設計與安裝調試工作。這些小型的給水排水試驗系統所采用的是一些基本的在線儀表與控制系統，同時結合計算機技術的發展，能夠實現對整個試驗系統的完整監控，準確掌握系統各種參數的變化情況，從而實現對工藝的改進。這些系統的設計僅僅需要給排水專業人員了解一些基本的編程語言與單片機、PLC等控制技術。

在課程的教學過程中可以結合小型給水排水系統設計，讓學生自己動手做一些簡單的儀表與控制系統設計，并通過儀表的連接與控制系統程序的編輯，提高學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學生以及環境工程專業學生設置的一門綜合性很強的專業課程，適當結合工藝的發展以及與控制系統相關的專業知識進行教學，有助于學生拓寬知識面，也有利于教師適應專業的發展。

參考文獻：

王景月．關于自動化儀表與控制系統發展趨勢的探討．才智， 2012（6）：63—67．

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

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