[發(fā)明專利]保持PH值穩(wěn)定的多模式控制方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610051851.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN106995232A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚坤明;蘇岳龍;孫玉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 藍(lán)星（北京）技術(shù)中心有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/66
• 分類號(hào): C02F1/66
• 代理公司: 北京彭麗芳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11407
• 代理人: 汪永生,彭麗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工、冶金、制造等領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于化工企業(yè)保持PH值穩(wěn)定的多模式控制方法和裝置。

背景技術(shù)

近年來，工業(yè)的飛速發(fā)展和城市人口的急劇增加造成了工業(yè)生產(chǎn)和生活污水的大量排放，污水處理的問題也受到越來越多的重視。按照國家相關(guān)環(huán)保法規(guī)規(guī)定，PH值作為污水排放指標(biāo)的一個(gè)重要參數(shù)。在當(dāng)今很多工業(yè)中(如印染、制藥、釀造、造紙、廢水處理及給水處理等工業(yè)過程)都存在著PH值處理的控制問，PH值進(jìn)行有效的測控，對(duì)污水處理環(huán)節(jié)來說具有重要意義。但是由于PH中和過程存在嚴(yán)重非線性和時(shí)滯性，在生產(chǎn)過程中對(duì)PH值進(jìn)行測控并非易事，一直以來，在化工生產(chǎn)過程中PH值控制方案的設(shè)計(jì)和實(shí)際投用均存在一定的困難。在我國，較長時(shí)間內(nèi)只注重經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而忽略了環(huán)保的重要性，污水處理水平相對(duì)落后，其是PH值測控技術(shù)相對(duì)落后，自動(dòng)化水平低，很多停留在人工檢測控制階段，因此開發(fā)出控制效果良好、易于實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化PH值測控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，各行業(yè)中PH值控制過程中通過人工方式或者半自動(dòng)化控制方式還相當(dāng)普遍，過程中存在著很多弊端，無法滿足經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展對(duì)于環(huán)保效果的需求。

以申請(qǐng)人企業(yè)產(chǎn)生的一種化工污水的處理為例，PH控制時(shí)不夠穩(wěn)定，造成PH波動(dòng)較大，最終輸送給水處理分廠污水不合格，對(duì)環(huán)保造成嚴(yán)重影響，甚至?xí)捎谖鬯欧胖笜?biāo)不合格導(dǎo)致全廠非計(jì)劃停車。該污水是酸性，需要用堿性物料1和堿性物料2中和，在污水PH值大于等于所設(shè)定的閾值時(shí)(污水流量較小且穩(wěn)定)，僅需要加入堿性物料1即可達(dá)到中和要求；但是當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常情況，即由于污水流量突然增大后使得PH值低于所設(shè)定的閾值后，則需要快速加入堿性物料2進(jìn)一步中和，從而避免送給水處理分廠的污水PH值超標(biāo)。傳統(tǒng)操作方式下操作人員需要時(shí)刻關(guān)注污水的進(jìn)料速度，發(fā)現(xiàn)其波動(dòng)后第一時(shí)間改變堿性物料2的進(jìn)料量，同時(shí)待污水進(jìn)料速度恢復(fù)穩(wěn)定后還需要盡快將污水PH值調(diào)整至所要求設(shè)定值，這種操作方式極大地耗費(fèi)操作人員的精力，尤其對(duì)于夜班操作人 員來說，稍有懈怠則需要承擔(dān)污水指標(biāo)超限的生產(chǎn)責(zé)任。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中化工企業(yè)的PH值控制操作流程，全過程的人工操作使得操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，需要提供一種能夠保持PH值穩(wěn)定的多模式控制方法和裝置，以便最大限度地降低操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)減少企業(yè)污水環(huán)保不達(dá)標(biāo)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種保持PH值穩(wěn)定的多模式控制方法，該方法包括以下步驟：

PH值設(shè)定步驟，根據(jù)工藝要求確定PH設(shè)定值SV；

測量步驟，測量待中和物料加入流量FI、測量PH實(shí)際值PV、測量堿性物料1的實(shí)際加入量PV1和堿性物料2的實(shí)際加入量PV2；

PH值自動(dòng)控制步驟，根據(jù)設(shè)定的PH值SV和測得的PH實(shí)際測量值PV，利用反饋算法獲得控制量輸出值MV；

PH值濃度超限判定步驟，根據(jù)所得到的控制量輸出值MV判斷需要加入堿性物料的方式；

堿性物料1加入步驟，當(dāng)MV小于等于所設(shè)定的閾值時(shí)，其作為堿性物料1加入量設(shè)定值SV1，在該范圍僅通過加入堿性物料1，以自動(dòng)控制PH值達(dá)到所述PH設(shè)定值SV；

PH值前饋控制步驟，當(dāng)MV大于所設(shè)定的閾值時(shí)，在該范圍需要通過計(jì)算得到維持PH設(shè)定值時(shí)仍需增加補(bǔ)充的堿性物料量，作為堿性物料2加入量的設(shè)定值SV2；

堿性物料2加入量自動(dòng)控制步驟，根據(jù)SV2和測得的堿性物料2加入量實(shí)際測量值PV2，利用反饋算法獲得控制量輸出值MV2；

堿性物料2加入量執(zhí)行步驟，調(diào)節(jié)一個(gè)流量閥的開度MV2，以實(shí)現(xiàn)該堿性物料加入量控制。

優(yōu)選進(jìn)一步包括運(yùn)行結(jié)果顯示步驟，實(shí)時(shí)顯示待中和物料加入流量FI、PH設(shè)定值SV、PH實(shí)際測量值PV、堿性物料1加入量設(shè)定值SV1和堿性物料2加入量實(shí)際測量值PV2。

優(yōu)選進(jìn)一步包括不同PH值控制參數(shù)切換步驟，根據(jù)PH值濃度設(shè)定PH值自動(dòng)控制步驟中的比例、積分和微分參數(shù)。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，還提供了一種保持PH值穩(wěn)定的多模式控制裝置，該裝置包括：

設(shè)定模塊，對(duì)于PH值控制，用于接受PH設(shè)定值SV的輸入；對(duì)于堿性物料1加入量控制，用于接受堿性物料1加入量設(shè)定值SV1；

測量模塊，用于測量待中和物料加入流量FI、測量PH實(shí)際值PV、測量堿性物料1的實(shí)際加入量PV1和堿性物料2的實(shí)際加入量PV2；