公开(公告)日2013.08.28
IPC分类号G05D21/02
摘要
本发明公开了一种钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置，包括单因子控制器、反馈控制系统和多个反应池，及顺次连接的石灰投加系统、石灰溶液配药池和石灰溶液储存池，石灰投加系统和石灰溶液存储池与单因子控制器连接;石灰溶液储存池与每个反应池之间均分别设有投药泵，投药泵连接有变频器，变频器与单因子控制器连接，反馈控制系统由多个分别用于测定每个反应池内pH值的在线pH计构成，每个在线pH计均与单因子控制器连接;单因子控制器与一PLC连接。本发明提高了控制的智能和灵活性，简化水处理控制系统，同时简化并达到相应的智能要求，降低工人劳动强度和工人技术水平要求。
权利要求书
1.一种钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置，其特征在于，
包括单因子控制器、反馈控制系统和多个反应池;
还包括顺次连接的石灰投加系统、石灰溶液配药池和石灰溶液储存池，所述石灰投加 系统和石灰溶液存储池与所述单因子控制器连接;
所述石灰溶液储存池与每个反应池之间均分别设有投药泵，所述投药泵连接有变频 器，所述变频器与所述单因子控制器连接，自所述投药泵的泵出口处分两条并行的支路连 接至反应池，每条支路上均设有电动阀门，其中一条支路为集中粗投投加管道，另一条支 路为多点投加管道;
所述反馈控制系统由多个分别用于测定每个反应池内pH值的在线pH计构成，每个在 线pH计均与所述单因子控制器连接;
所述单因子控制器与一PLC连接。
2.根据权利要求1所述钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置，其特征在于， 每个在线pH计均设置在反应池的出口处。
3.一种钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制方法，其特征在于，采用如权利要 求1所述钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置，按照以下步骤实现控制：
启动装置后，当在线pH计将采集到的反应池中的pH值的信息反馈给单因子控制器，单 因子控制器将采集数据与设定值进行比较，然后通过PID算法，通过变频器和投药泵控制 药剂的投加量;变频器根据PLC的输出信号，对投药泵实行变频调节，投药泵采用螺杆泵 调节转速，达到调节加药量的目的;通过设定一个目标值，单因子控制器能自动确定废水 中被石灰中和达到的最佳值，所述石灰溶液储存池、石灰溶液配制池和石灰投加系统联动， 从而全自动地确定药剂的投加量。
4.根据权利要求3所述钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制方法，其特征在于， 进一步讲：
当反应池内的pH值比设定值小于1时，单因子控制器启动集中粗投投加管路的电动 阀门，之后启动投药泵，当反馈控制系统反馈反应池内的pH值与设定值相差0.2-0.5时， 启动多点投药管路上电动阀门，单因子控制器进行投加PID计算，单因子控制器根据反馈 的反应池内的pH值自动控制投药泵的变频情况，同时，控制石灰溶液储存池、石灰溶液 配制池和石灰投加系统联动;待反馈的反应池内的pH值达到设定值±0.1范围内时候，单 因子控制器停止运转;
在反应池内的pH值达到设定要求时，在线pH计将测出反应池内当前的pH值，单因 子控制器将在线pH计产生的信号进行整流、滤波、放大后，使之转换为4～20mA的电流 信号，并将该电流信号传送至PLC，所述PLC通过该电流信号控制投药量。
说明书
钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置及方法
技术领域
本发明属于环境保护处理技术领域，更具体的说是一种钢铁行业酸洗废水单因子石灰 智能自动投加控制系统。
背景技术
在水处理和脱硫除尘行业中，氢氧化钙被广泛用于酸碱中和、石灰沉淀法等工艺中。 氢氧化钙作为廉价的酸碱中和剂更是常常应用于钢铁行业废水处理中。其使用特点使石灰 投加成为环保行业的关键方式之一。
传统的药剂投加量主要是由人工靠经验来控制，投加设备简单，无法达到真正意义上 的计量投加，不但增加药剂的消耗费用，也影响处理系统的运行效果。因此，设计开发更 合理适用的投加量实时控制方式，解决石灰投加量的控制问题，建立完善的自动化投加系 统，是生产实现全面自动化的关键，也是难点所在。
与国外相比，我国各地间原水水质普遍较差，且污染程度不同，水质变化也较大，使 得对水质的精确检测和投药量的控制更难。而在加药自动控制方面，由于水处理过程的大 时滞和不确定性的特点，实现自动控制控制出水质量十分困难。因此，研究一种控制操作 简单的自动加药控制方法是大势所需。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种单因子智能石灰自动投加控制装置及方法。利用 本发明提高控制系统的智能和灵活性，简化水处理控制系统，同时简化并达到相应的智能 要求，降低工人劳动强度和工人技术水平要求。
所谓单因子是指将影响药剂投加效果的几种主要因素，都反映在流动电流这个投药本 质单个参数上，并以此实现准确控制药剂投加量，简化控制影响因子，同时提高系统的自 动控制的实现能力。本发明中石灰投加单因子控制技术主要是抓住了投药的本质——水中 pH值特性，解决了影响酸洗废水处理中药剂投加的主要矛盾，不论废水的水量或是水质发 生何种变化都可以将其通过pH值特性表现出来，并完成系统的自动控制。
为了解决上述技术问题，本发明钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制装置予以 实现的技术方案是：该装置，包括单因子控制器、反馈控制系统和多个反应池，及顺次连 接的石灰投加系统、石灰溶液配药池和石灰溶液储存池，所述石灰投加系统和石灰溶液存 储池与所述单因子控制器连接;所述石灰溶液储存池与每个反应池之间均分别设有投药 泵，所述投药泵连接有变频器，所述变频器与所述单因子控制器连接，自所述投药泵的泵 出口处分两条并行的支路连接至反应池，每条支路上均设有电动阀门，其中一条支路为集 中粗投投加管道，另一条支路为多点投加管道;所述反馈控制系统由多个分别用于测定每 个反应池内pH值的在线pH计构成，每个在线pH计均与所述单因子控制器连接;所述单 因子控制器与一PLC连接。
本发明一种钢铁行业酸洗废水单因子石灰自动投加控制方法，采用上述钢铁行业酸洗 废水单因子石灰自动投加控制装置，按照以下步骤实现控制：
启动装置后，当在线pH计将采集到的反应池中的pH值的信息反馈给单因子控制器，单 因子控制器将采集数据与设定值进行比较，然后通过PID算法，通过变频器和投药泵控制 药剂的投加量;变频器根据PLC的输出信号，对投药泵实行变频调节，投药泵采用螺杆泵 调节转速，达到调节加药量的目的;通过设定一个目标值，单因子控制器能自动确定废水 中被石灰中和达到的最佳值，所述石灰溶液储存池、石灰溶液配制池和石灰投加系统联动， 从而全自动地确定药剂的投加量。
进一步讲：
当反应池内的pH值比设定值小于1时，单因子控制器启动集中粗投投加管路的电动 阀门，之后启动投药泵，当反馈控制系统反馈反应池内的pH值与设定值相差0.2-0.5时， 启动多点投药管路上电动阀门，单因子控制器进行投加PID计算，单因子控制器根据反馈 的反应池内的pH值自动控制投药泵的变频情况，同时，控制石灰溶液储存池、石灰溶液 配制池和石灰投加系统联动;待反馈的反应池内内的pH值达到设定值±0.1范围内时候， 单因子控制器停止运转;
在反应池内的pH值达到设定要求时，在线pH计将测出反应池内当前的pH值，单因 子控制器将在线pH计产生的信号进行整流、滤波、放大后，使之转换为4～20mA的电流 信号，并将该电流信号传送至PLC，所述PLC通过该电流信号控制投药量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
药剂投加过程中影响投加量的因素很多，如废水 水量、废水中污染物、废水的酸碱度 等等。本发明具有良好的克服各种干扰的调节能力，当工况波动时，引起流动电流值的波 动并偏离给定值，干扰越大，偏离越大，因此以流动电流的实测值与控制目标值值差为参 数。
本发明将多个污染因子转化为单因子控制，控制方式简单、可靠、灵活，解决了不确 定、非线性、复杂的自动化问题。在整个工艺过程中，本发明弱化了如何在各种变化的水 质条件下确定出药剂投加量的问题。当水质变化超过一定范围时，可以不用有经验的操作 人员依据经验人工修正设定值，适应能力强。
