浙大中控C3000過程控制器在污水PH控制中的應用
浙江善高化學有限公司為大型氯堿企業(yè)，年產12萬噸離子膜燒堿，主要設備和工藝從日本硝化成株式會社引進，在行業(yè)中處于領先地位。
浙江善高化學在生產過程中會產生大量的污水，每天約500噸左右，全部匯入均質池進行循環(huán)攪拌中和。污水的PH值變化范圍大，需要操作工現場檢測PH值，憑經驗加入酸或堿進行中和，反復循環(huán)，直至PH值符合環(huán)保要求（6～9）后才進行間歇排放。這樣操作不僅速度慢，在雨季來不及處理；操作工的勞動強度大；加酸或堿的量很難恰到好處，容易造成酸堿浪費；排污經常超標。
為確保排放污水PH值100％的合格，我們公司加大了環(huán)保自控的投入，安裝了一臺進口PH計和兩臺氣動調節(jié)閥。以下是我公司污水排放調節(jié)系統(tǒng)的工藝流程圖。
圖一：污水排放調節(jié)系統(tǒng)工藝流程圖
經過工藝研究和對比，從現場操作工方便操作、及時干預和監(jiān)控，價格性能比，安裝電纜成本等方面考慮，最終選用了浙大中控最新推出的過程控制器C3000?；贑3000強大的控制能力，靈活多變的可編程序能力，長時間曲線記錄等功能，簡單組態(tài)后即投入使用，輕松地滿足了我們公司對污水PH處理的要求。
通過和中控工程師的交流，參考C3000過程控制器的分程控制方法，我們使用一個PID模塊來控制兩個AO輸出給對應的調節(jié)閥。PID輸出（0~50%）時控制加酸調節(jié)閥，（50~100%）時控制加堿調節(jié)閥。PID設為反作用方式。當pH值增大，PID輸出減小，MV在（0~50%）之間則開大加酸調節(jié)閥，MV在（50~100%）之間則關小加堿調節(jié)閥；當pH值減小，PID輸出增大，MV在（0~50%）之間則關小加酸調節(jié)閥，MV在（50~100%）之間則開大加堿調節(jié)閥。同時，對pH設置一定的死區(qū)，既可以保證了排放要求，又減少了合格范圍內無謂的酸堿消耗；設置pH高低限報警，通過繼電器的輸出實現污水合格排放的自動控制。
圖二：污水排放調節(jié)系統(tǒng)框圖
C3000過程控制器提供了豐富、強大的表達式運算功能，支持56種函數運算，包括數學運算、關系運算、邏輯運算、條件運算、特殊功能函數、統(tǒng)計功能函數等。我們只使用了條件判斷函數“IF( ) 和四則運算就輕松實現了上述方案。
pH值控制是一個復雜的非線性控制。在中和反應過程中，不同的工作點變化相差很大。當pH在7附近時，系統(tǒng)反應非常靈敏，pH隨酸堿量的變化異常劇烈，很易產生過調；pH遠離7時中和反應過程非常緩慢。而PID控制是線性的，直接用于pH控制效果不理想。我們利用C3000的函數運算功能對PID輸出進行非線性處理，補償了pH值的非線性?，F場調試時可通過調整P、I、D的值來實現PH值的平穩(wěn)控制。
圖三：PID輸出非線性補償
我公司自05年6月投運污水PH中和控制以來，取得了很好的效果，減少了崗位勞動強度，并且污水操作崗位和其它崗位合并，直接減少操作工4名；酸堿用量每天最少節(jié)省0.1噸，全年可節(jié)省50噸酸堿，減少消耗20萬元以上；污水處理能力大大加強，再也沒有受到環(huán)保部門關于污水超標的處罰。這一系統(tǒng)的成功投運為大流量連續(xù)污水處理摸索出了一條實際可行的方法，環(huán)保局對我們的這一技改項目給予了充分肯定，并向其它化工、冶煉等企業(yè)推廣。此項目已產生了良好的經濟效益和社會效益。
浙江善高化學在生產過程中會產生大量的污水，每天約500噸左右，全部匯入均質池進行循環(huán)攪拌中和。污水的PH值變化范圍大，需要操作工現場檢測PH值，憑經驗加入酸或堿進行中和，反復循環(huán)，直至PH值符合環(huán)保要求（6～9）后才進行間歇排放。這樣操作不僅速度慢，在雨季來不及處理；操作工的勞動強度大；加酸或堿的量很難恰到好處，容易造成酸堿浪費；排污經常超標。
為確保排放污水PH值100％的合格，我們公司加大了環(huán)保自控的投入，安裝了一臺進口PH計和兩臺氣動調節(jié)閥。以下是我公司污水排放調節(jié)系統(tǒng)的工藝流程圖。
圖一：污水排放調節(jié)系統(tǒng)工藝流程圖
經過工藝研究和對比，從現場操作工方便操作、及時干預和監(jiān)控，價格性能比，安裝電纜成本等方面考慮，最終選用了浙大中控最新推出的過程控制器C3000?；贑3000強大的控制能力，靈活多變的可編程序能力，長時間曲線記錄等功能，簡單組態(tài)后即投入使用，輕松地滿足了我們公司對污水PH處理的要求。
通過和中控工程師的交流，參考C3000過程控制器的分程控制方法，我們使用一個PID模塊來控制兩個AO輸出給對應的調節(jié)閥。PID輸出（0~50%）時控制加酸調節(jié)閥，（50~100%）時控制加堿調節(jié)閥。PID設為反作用方式。當pH值增大，PID輸出減小，MV在（0~50%）之間則開大加酸調節(jié)閥，MV在（50~100%）之間則關小加堿調節(jié)閥；當pH值減小，PID輸出增大，MV在（0~50%）之間則關小加酸調節(jié)閥，MV在（50~100%）之間則開大加堿調節(jié)閥。同時，對pH設置一定的死區(qū)，既可以保證了排放要求，又減少了合格范圍內無謂的酸堿消耗；設置pH高低限報警，通過繼電器的輸出實現污水合格排放的自動控制。
圖二：污水排放調節(jié)系統(tǒng)框圖
C3000過程控制器提供了豐富、強大的表達式運算功能，支持56種函數運算，包括數學運算、關系運算、邏輯運算、條件運算、特殊功能函數、統(tǒng)計功能函數等。我們只使用了條件判斷函數“IF( ) 和四則運算就輕松實現了上述方案。
pH值控制是一個復雜的非線性控制。在中和反應過程中，不同的工作點變化相差很大。當pH在7附近時，系統(tǒng)反應非常靈敏，pH隨酸堿量的變化異常劇烈，很易產生過調；pH遠離7時中和反應過程非常緩慢。而PID控制是線性的，直接用于pH控制效果不理想。我們利用C3000的函數運算功能對PID輸出進行非線性處理，補償了pH值的非線性?，F場調試時可通過調整P、I、D的值來實現PH值的平穩(wěn)控制。
圖三：PID輸出非線性補償
我公司自05年6月投運污水PH中和控制以來，取得了很好的效果，減少了崗位勞動強度，并且污水操作崗位和其它崗位合并，直接減少操作工4名；酸堿用量每天最少節(jié)省0.1噸，全年可節(jié)省50噸酸堿，減少消耗20萬元以上；污水處理能力大大加強，再也沒有受到環(huán)保部門關于污水超標的處罰。這一系統(tǒng)的成功投運為大流量連續(xù)污水處理摸索出了一條實際可行的方法，環(huán)保局對我們的這一技改項目給予了充分肯定，并向其它化工、冶煉等企業(yè)推廣。此項目已產生了良好的經濟效益和社會效益。
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