C3000過程控制器在污水PH控制中的應用

　　寧波善高化學有限公司為大型氯堿企業，年產12萬噸離子膜燒堿，主要設備和工藝從國外引進，在行業中處于領先地位。
　　該企業在生產過程中會產生每天約500噸左右的污水，全部匯入均質池進行循環攪拌中和。污水的PH值變化范圍大，以前需要操作工現場檢測PH值，憑經驗加入酸或堿進行中和，反復循環，直至PH值符合環保要求（6～9）后才進行間歇排放。這樣操作不僅速度慢，在雨季來不及處理；操作工的勞動強度大；加酸或堿的量很難恰到好處，容易造成酸堿浪費；排污經常超標。
　　為確保排放污水PH值100％的合格，該公司加大了環保自控的投入，安裝了一臺進口PH計和兩臺氣動調節閥。以下是該公司污水排放調節系統的工藝流程圖。

　　　　　　　　　　 圖一：污水排放調節系統工藝流程圖

　　經過工藝研究和對比，從現場操作工方便操作、及時干預和監控，價格性能比，安裝電纜成本等方面考慮，最終選用了中控儀表最新推出的過程控制器C3000。基于C3000強大的控制能力，靈活多變的可編程序能力，長時間曲線記錄等功能，簡單組態后即投入使用，輕松地滿足了對污水PH處理的要求。
　　污水中和處理的pH值控制是一個復雜的非線性控制，需要采用分程控制和非線性處理。分程控制使用一個PID模塊來控制兩個AO輸出給對應的調節閥。常規的PID控制都是線性的，直接用于pH控制效果不理想。利用C3000的函數運算功能可對PID輸出進行非線性處理，補償了pH值的非線性。另外，通過對目標值設置一定的死區，既可以保證了排放要求，又減少了合格范圍內無謂的酸堿消耗；通過設置pH高低限報警繼電器的輸出可實現污水合格排放的自動控制。

　　　　　　　　　　　　　圖二：污水排放調節系統框圖

　　C3000過程控制器提供了豐富、強大的表達式運算功能，支持56種函數運算，包括數學運算、關系運算、邏輯運算、條件運算、特殊功能函數、統計功能函數等。我們只使用了條件判斷函數“IF( ) "和四則運算就輕松實現了上述方案。

　　　　　　　　　　　　　圖三：PID輸出非線性補償

　　善高化學自05年6月投運污水PH中和控制以來，取得了很好的效果，減少了崗位勞動強度，并且污水操作崗位和其它崗位合并，直接減少操作工4名；酸堿用量每天最少節省0.1噸，全年可節省50噸酸堿，減少消耗20萬元以上；污水處理能力大大加強，再也沒有受到環保部門關于污水超標的處罰。這一系統的成功投運為大流量連續污水處理摸索出了一條實際可行的方法，環保局對這一技改項目給予了充分肯定，并向其它化工、冶煉等企業推廣。此項目已產生了良好的經濟效益和社會效益。