废液中与控制系统设计.docVIP

废液中和控制系统设计 摘 要 采用了分程控制的方法系统变送器、和调节器分程控制通过一个控制器同时控制两个执行器酸，刚开始时先pH计来测量费也氢离子浓度看pH值是否满足7，氢离子浓度大，加入适量碱液使废液中和，此时加酸的阀门关闭。氢离子浓度，大废液呈碱性时，此时打开执行器，加入适量酸使废液呈中性，此时加碱的阀门关闭，直到pH值等于7或接近于7时停止。0-80℃，pH测量范围在0-10。最后pH值控制在7±0.5。控制算法选择PI控制算法，对于非线性以及纯滞后系统来说PI控制器是一种最方便也最常用的控制方法。 关键词：废水处理，pH中和，分程控制，PI控制目 录 1 绪论 1 1.1 课题研究背景及意义 1 1.2 pH中和控制的研究现状 2 2 课程设计方案 2 2.1 概述 3 2.2 分程控制系统设计 3 3 系统各部分硬件的选型 5 3.1 控制器的选型 5 3.2 执行器的选型 6 3.3 变送器的选型 8 3.4 传感器的选型 9 4 调节器参数的整定 10 5 废液中和分程控制系统的改善 12 总 结 15 致 谢 16 参考文献 171绪论 1.1课题研究背景及意义 水是人类生命中必不可少的物质，是组成生命最重要的化合物，并且在生产生活中水也是必不可少的。pH值，亦称氢离子浓度指数、酸碱值，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。通常情况下（25、298K左右），当pH7的时候，溶液呈酸性，当pH7的时候，溶液呈碱性，当pH=7的时候，溶液为中性，而我们所说的水一般指pH=7时的水[]。 工业废水指工艺生产过程中排出的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物，是造成环境污染，特别是水污染的重要原因。现在的工业废水的酸碱离子浓度总是达不到平衡，所以pH值总是略高或略低，也总是会呈碱性或者是酸性，不能实现pH值=7。 工业废水做好处理，意义很重要。有毒废水的排放不仅会带来严重的环境污染并威胁着人们的身体健康。水质污染进入人体，会引起中毒。工业废水直接流入，会导致水生动植物的死亡，污染地下水。如果渗入土壤，会影响植物的生长。废水的处理方法有很多，可以用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源，并且保证环境不受到破坏[4]。 随着的发展，城市水资源短缺的压力越来越大，追究城市水危机的根本原因，人们越来越认识到，是水的社会循环超出了水的自然循环可承载的范围。因此，只有充分尊重水的自然运动规律，合理地使用水资源，使上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能、社会循环不损害自然循环的客观规律，从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境，才是水资源可持续利用的有效途径。这就要求我们从“取水－输水－用户－排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水－输水－用户－再生水”的反馈式循环流程，提高水的利用效率。实现这一重大用水模式的转变，加强污水再生利用是关键。随着科学技术的进步，城市污水已不再是废水，而是一种宝贵的资源。既然是一种资源，就要最大程度的利用。提高城市污水的再生利用率，一是可以减少污染物排放，二是节约了有限的水资源。 1.2 中和控制的研究现状 酸碱中和反应是反应过程中常见的一类反应。但由于酸碱中和反应中pH值呈现严重的非线性，加之反应大多发生在容器和循环管路中，使得系统存在较大时滞，给pH值控制不仅带来极大困难，而且浪费大量的中和剂。H值滴定曲线是非线性曲线，在中和反应过程中，不同的工作点增益相差很大，并且在实际反应过程中还存在着混合、测量等纯滞后因素，增加了控制过程的难度。为此H值被公认为最难的控制变量之一。并且H值过程滴定曲线的非线性主要表现在中和终点附近，此处滴定曲线的增益很大，此时添加的中和剂略有变化，就能引起H值较大幅度的变化；而当H值远离中和终点时滴定曲线的增益小，只有加入大量的中和剂，才能造成H值的少量变化[5]。 因此H值的控制，被认为是一个典型的非线性严重的控制系统。由于这些特点，H值控制系统的设计一直是过程控制界的难点和研究热点。弄清H中和控制过程的原理,并在计算机上模拟其控制过程及参数扰动的影响,对控制系统的分析与设计具有重要的指导作用[6]。 随着电子技术的发展，很好地提高了仪器的性能和自动化程度。但是H值的控制由于其高度非线性而依然存在很多困难。目前，H中和过程的控制方法主要包括早期的传统PID控制方法和后期的现代控制方法与智能控制方法。由于传统控制主要是基于模型的控制，而被控对象越来越复杂，很多不确定性难以用精确的数学方法加以描述。 2课程设计方案 2.1 概述 H计时来测量费也氢离子浓度的一种仪器。氢离子浓度越大