过程控制课程设计---废液中和过程的分程控制系统设计

1、废液中和过程的分程控制系统的设计 1 一 概述 在工业废液中和过程控制中，由于工业生产中排放的废液来自不同的工序，有时呈酸 性，有时呈碱性，因此，需要根据废液的酸碱度，决定加酸或加碱。通常，废液的酸碱度 用 PH 值的大小来表示。当 PH 值小于 7 时，废液显酸性；当 PH 值大于 7 时，废液显碱性； 等于 7 时，即为中性。工业要求排放的废液要维持在中性。图 1-1 所示为废液中和过程的 控制模型。 图 1-1 废液中和过程示意图 为此要求设计一自动控制系统来完成该生产工艺。 废液中和过程的分程控制系统的设计 2 二 废液中和分程控制系统的方案确定 对于简单控制系统，控制方案的确定主要包

2、括系统被控参数的选择、测量信息的获取 及变送、控制参数的选择、调节规律的选取、调节阀（执行器）的选择和调节器正、反作 用的确定等内容。在工程实际中，控制方案的确定是一件涉及多方面因素的复杂工作。它 既要考虑到生产工艺过程控制的实际要求，又要满足技术指标的要求，同时还要顾及客观 环境以及经济条件的约束。一个好的控制方案的确定，一方面要依赖于有关理论分析和计 算，另一方面还要借鉴许多实际工程经验。因此，我这里的设计仅仅是从书本的角度出发， 联系一点点的实际。 1、被控参数的选取 根据工业中废液处理的要求，废液为中性，可直接取废液 PH 值做为直接被控参数。 2、控制参数的选择 从该废液处理过程可以

3、看出，液体槽的输入量有三个，废液、酸液和碱液。其中废液 中的 PH 值是生产的工序过程决定的，不可变的，为使液体槽中的废液成中性，必须控制 酸液和碱液流量，以调节 PH 值。因此，要求分别控制酸液和碱液的输入量。这是两种不 同控制介质的生产过程，可由分程控制的思想来实现，如图 2-1 为废液中和分程控制的系 统框图。 图 2-1 废液中和分程控制的系统的框图 分程控制是根据工艺要求，将调节器的输出信号分段，去分别控制两个或两个以上的 废液中和过程的分程控制系统的设计 3 调节阀，以便使每个调节阀在调节器输出的某段信号范围内全行程动作。分程控制系统本 质上是属于单回路控制系统，因此，单回路控制系

4、统的设计原则完全适用于分程控制系统 的设计。但是它与单回路控制系统相比，由于调节器的输出信号要进行分程而且所用的调 节阀较多，所以在系统设计上也有一些特殊之处。比如：调节器输出信号的分程需要阀门 定位器来实现；多个调节阀的动作选择。 3、测量仪表的选择 根据生产工艺及普遍使用的要求，宜选用 DDZ-型仪表 3、1 测量元件及变送器的选择 测量废液中的 PH 值选用工业中应用广泛的 PH 酸碱度计 PH 计是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离 子选择电极也可以测量离子电极电位 MV 值，广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域。 人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸碱度计： 按测量精度上可分 0.2 级、0.1 级、0.01 级或更高精度。 按仪器体积上分有笔式（迷你型） 、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。 在该设计中，我选择测量精度为 0.2 级的台式 3、2 调节阀的选择 从价格方面来讲，这里选择气动执行器。由于气动执行器具有一系列优点，绝大部分 使用电动调节仪表的系统也使用气动执行器。为使气动执行器能够接受电动调节