保持PH值稳定的多模式控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种保持PH值稳定的多模式控制方法和实现该方法的装置，该方法包括：PH值设定步骤、PH值测量步骤、PH值自动控制步骤、PH值浓度超限判定步骤、不同PH值控制参数切换步骤、碱性物料1加入步骤、PH值前馈控制步骤、碱性物料2加入量自动控制步骤、碱性物料2加入量测量步骤和执行步骤。上述方法和装置既能够帮助化工企业在生产过程中维持PH值稳定在工艺要求的设定值，同时又能够在检测到影响PH值的进料发生大幅波动后，且第一种碱性物料的加入已经无法继续控制PH值时，快速自动调整另一种碱性物料的进料量，从而满足PH值控制的要求，克服了人工操作过程中二者不可兼顾的操作困难，极大地提高了控制精度和生产效率。

Multi mode control method and device for maintaining pH stability

The invention relates to a device for multi mode control method to keep the pH stability and the realization of the method, the method includes: setting step, pH pH measurement steps, pH automatic control procedures, pH concentration overrun the decision step and different pH control parameter switching steps, material 1 steps, adding alkaline pH feedforward control steps, alkaline material 2 amount automatic control step, alkaline material 2 amount measurement procedures and execution steps. The method and the device can not only help the chemical enterprises in the technical requirements of the set value to maintain the pH stability in the production process, but also can be detected in effect of feed pH volatility, and added to the first basic material has been unable to control the pH value, fast automatic adjustment of feed rate is another basic the material, so as to meet the pH control requirements, to overcome the difficult operation of the two manual operation process can be achieved, greatly improves the control accuracy and production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
保持PH值稳定的多模式控制方法和装置
本专利技术涉及化工、冶金、制造等领域，特别是涉及一种适用于化工企业保持PH值稳定的多模式控制方法和装置。
技术介绍
近年来，工业的飞速发展和城市人口的急剧增加造成了工业生产和生活污水的大量排放，污水处理的问题也受到越来越多的重视。按照国家相关环保法规规定，PH值作为污水排放指标的一个重要参数。在当今很多工业中(如印染、制药、酿造、造纸、废水处理及给水处理等工业过程)都存在着PH值处理的控制问，PH值进行有效的测控，对污水处理环节来说具有重要意义。但是由于PH中和过程存在严重非线性和时滞性，在生产过程中对PH值进行测控并非易事，一直以来，在化工生产过程中PH值控制方案的设计和实际投用均存在一定的困难。在我国，较长时间内只注重经济的快速发展而忽略了环保的重要性，污水处理水平相对落后，其是PH值测控技术相对落后，自动化水平低，很多停留在人工检测控制阶段，因此开发出控制效果良好、易于实现的自动化PH值测控系统具有重要的现实意义。目前，各行业中PH值控制过程中通过人工方式或者半自动化控制方式还相当普遍，过程中存在着很多弊端，无法满足经济飞速发展对于环保效果的需求。以申请人企业产生的一种化工污水的处理为例，PH控制时不够稳定，造成PH波动较大，最终输送给水处理分厂污水不合格，对环保造成严重影响，甚至会由于污水排放指标不合格导致全厂非计划停车。该污水是酸性，需要用碱性物料1和碱性物料2中和，在污水PH值大于等于所设定的阈值时(污水流量较小且稳定)，仅需要加入碱性物料1即可达到中和要求；但是当生产出现异常情况，即由于污水流量突然增大后使得PH值低于所设定的阈值后，则需要快速加入碱性物料2进一步中和，从而避免送给水处理分厂的污水PH值超标。传统操作方式下操作人员需要时刻关注污水的进料速度，发现其波动后第一时间改变碱性物料2的进料量，同时待污水进料速度恢复稳定后还需要尽快将污水PH值调整至所要求设定值，这种操作方式极大地耗费操作人员的精力，尤其对于夜班操作人员来说，稍有懈怠则需要承担污水指标超限的生产责任。图1示出了现有技术中化工企业的PH值控制操作流程，全过程的人工操作使得操作人员劳动强度大，生产效率低。
技术实现思路
基于上述现有技术存在的缺陷，需要提供一种能够保持PH值稳定的多模式控制方法和装置，以便最大限度地降低操作工人劳动强度，同时减少企业污水环保不达标的生产风险。为解决上述技术问题，作为本专利技术的第一个方面，提供了一种保持PH值稳定的多模式控制方法，该方法包括以下步骤：PH值设定步骤，根据工艺要求确定PH设定值SV；测量步骤，测量待中和物料加入流量FI、测量PH实际值PV、测量碱性物料1的实际加入量PV1和碱性物料2的实际加入量PV2；PH值自动控制步骤，根据设定的PH值SV和测得的PH实际测量值PV，利用反馈算法获得控制量输出值MV；PH值浓度超限判定步骤，根据所得到的控制量输出值MV判断需要加入碱性物料的方式；碱性物料1加入步骤，当MV小于等于所设定的阈值时，其作为碱性物料1加入量设定值SV1，在该范围仅通过加入碱性物料1，以自动控制PH值达到所述PH设定值SV；PH值前馈控制步骤，当MV大于所设定的阈值时，在该范围需要通过计算得到维持PH设定值时仍需增加补充的碱性物料量，作为碱性物料2加入量的设定值SV2；碱性物料2加入量自动控制步骤，根据SV2和测得的碱性物料2加入量实际测量值PV2，利用反馈算法获得控制量输出值MV2；碱性物料2加入量执行步骤，调节一个流量阀的开度MV2，以实现该碱性物料加入量控制。优选进一步包括运行结果显示步骤，实时显示待中和物料加入流量FI、PH设定值SV、PH实际测量值PV、碱性物料1加入量设定值SV1和碱性物料2加入量实际测量值PV2。优选进一步包括不同PH值控制参数切换步骤，根据PH值浓度设定PH值自动控制步骤中的比例、积分和微分参数。作为本专利技术的第二个方面，还提供了一种保持PH值稳定的多模式控制装置，该装置包括：设定模块，对于PH值控制，用于接受PH设定值SV的输入；对于碱性物料1加入量控制，用于接受碱性物料1加入量设定值SV1；测量模块，用于测量待中和物料加入流量FI、测量PH实际值PV、测量碱性物料1的实际加入量PV1和碱性物料2的实际加入量PV2；反馈控制算法模块，对于PH值控制，根据设定的PH值SV和测得的PH实际测量值PV，利用反馈算法获得控制量输出值作为碱性物料1加入量设定值SV1；对于碱性物料2加入量控制，根据SV2和测得的碱性物料2加入量实际测量值PV2，利用反馈算法获得控制量输出值MV2；判断模块：用于判断PH值浓度是否超过设定的阈值，从而进一步确定是否需要加入碱性物料2；前馈控制算法模块，当检测到PH值浓度大于所设定的阈值时，在该范围需要通过计算得到维持PH设定值时仍需增加补充的碱性物料量，作为碱性物料2加入量的设定值SV2；执行模块，用于调节一个流量阀的开度，以实现该碱性物料2加入量控制值MV2。优选还包括一个运行结果显示模块，用于实时显示待中和物料加入流量FI、PH设定值SV、PH实际测量值PV、碱性物料1加入量设定值SV1和碱性物料2加入量实际测量值PV2。优选还包括一个控制模式切换模块，根据PH值浓度确定不同碱性物料加入方式后，切换PH值自动控制步骤中的比例、积分和微分参数。本专利技术克服了现有技术用人工方法调节首先需要判断PH值目前所处范围并增加或减少碱性物料1和2的投料量，且投料量改变后仍需投入全部精力持续关注污水PH值变化的技术缺陷，通过多模式控制将由于污水进料量波动对PH值影响的可能性降至最低，最大限度地减少由于污水进料量波动导致化工生产过程污水环保指标不合格的可能性。附图说明图1给出了现有技术中采用人工操作控制PH值浓度的示意图；图2给出了本专利技术的保持PH值稳定的多模式控制方法和装置的总体示意图；图3给出了本专利技术的保持PH值稳定的多模式控制方法的优选实施示意图；以及图4给出了本专利技术的保持PH值稳定的多模式控制装置的优选实施示意图。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图2，其示出本专利技术的保持PH值稳定的多模式控制方法，该控制方法包括以下步骤：PH值设定步骤，根据工艺要求确定PH设定值SV；测量步骤，测量待中和物料加入流量FI、测量PH实际值PV、测量碱性物料1的实际加入量PV1和碱性物料2的实际加入量PV2；PH值自动控制步骤，根据设定的PH值SV和测得的PH实际测量值PV，利用反馈算法获得控制量输出值MV；PH值浓度超限判定步骤，根据所得到的控制量输出值MV判断需要加入碱性物料的方式；碱性物料1加入步骤，当MV小于等于所设定的阈值时，其作为碱性物料1加入量设定值SV1，在该范围仅通过加入碱性物料1，以自动控制PH值达到所述PH设定值SV；PH值前馈控制步骤，当MV大于所设定的阈值时，在该范围需要通过计算得到维持PH设定值时需补加的碱性物料量，作为碱性物料2加入量的设定值SV2；碱性物料2加入量自动控制步骤，根据SV2和测得的碱性物料2加入量实际测量值PV2，利用反馈算法获得控制量输出值MV2；碱性物料2加入量执行步骤，调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保持PH值稳定的多模式控制的方法，其特征在于，包括：PH值设定步骤，根据工艺要求确定PH设定值SV；测量步骤，测量待中和物料加入流量FI、测量PH实际值PV、测量碱性物料1的实际加入量PV1和碱性物料2的实际加入量PV2；PH值自动控制步骤，根据设定的PH值SV和测得的PH实际测量值PV，利用反馈算法获得控制量输出值MV；PH值浓度超限判定步骤，根据所得到的控制量输出值MV判断需要加入碱性物料的方式；碱性物料1加入步骤，当MV小于等于所设定的阈值时，其作为碱性物料1加入量设定值SV1，在该范围仅通过加入碱性物料1，以自动控制PH值达到所述PH设定值SV；PH值前馈控制步骤，当MV大于所设定的阈值时，在该范围需要通过计算得到维持PH设定值时需补加的碱性物料量，作为碱性物料2加入量的设定值SV2；碱性物料2加入量自动控制步骤，根据SV2和测得的碱性物料2加入量实际测量值PV2，利用反馈算法获得控制量输出值MV2；碱性物料2加入量执行步骤，调节一个流量阀的开度MV2，以实现该碱性物料加入量控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于保持PH值稳定的多模式控制的方法，其特征在于，包括：PH值设定步骤，根据工艺要求确定PH设定值SV；测量步骤，测量待中和物料加入流量FI、测量PH实际值PV、测量碱性物料1的实际加入量PV1和碱性物料2的实际加入量PV2；PH值自动控制步骤，根据设定的PH值SV和测得的PH实际测量值PV，利用反馈算法获得控制量输出值MV；PH值浓度超限判定步骤，根据所得到的控制量输出值MV判断需要加入碱性物料的方式；碱性物料1加入步骤，当MV小于等于所设定的阈值时，其作为碱性物料1加入量设定值SV1，在该范围仅通过加入碱性物料1，以自动控制PH值达到所述PH设定值SV；PH值前馈控制步骤，当MV大于所设定的阈值时，在该范围需要通过计算得到维持PH设定值时需补加的碱性物料量，作为碱性物料2加入量的设定值SV2；碱性物料2加入量自动控制步骤，根据SV2和测得的碱性物料2加入量实际测量值PV2，利用反馈算法获得控制量输出值MV2；碱性物料2加入量执行步骤，调节一个流量阀的开度MV2，以实现该碱性物料加入量控制。2.权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括运行结果显示步骤，实时显示待中和物料加入流量FI、PH设定值SV、PH实际测量值PV、碱性物料1加入量设定值SV1和碱性物料2加入量实际测量值PV2。3.权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括不同PH值控制参数切换步骤，根据PH值浓度设定PH值自动控制步骤中的比例、积分和微分参数。4.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的PH值自动控制步骤采用闭环反馈控制算法。5.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性物料2加入量自动控制步骤，采用闭环反馈控制算法。6.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的PH值前馈控制步骤中，所述前馈控制算法采用下面的公式：K*FI*10-PV，其中，K为PH值变化时根据工艺要求立刻改变碱性物料2加入量的比例系数。7.一种用于保持PH值稳定的多模式控制装置，其特征在于，该装置包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚坤明，苏岳龙，孙玉鹏，
申请(专利权)人：蓝星北京技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11