专利名称：酸碱中和控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制器，尤其是涉及一种自动控制酸碱中和的设备中使 用的控制器。
背景技术：
目前对工业生产领域产生的酸(碱)性废水的常规的处理方式是把废 水集中到中和池，然后人工往池子里加碱(酸)中和直到整个池子的水PH合 格再排放。由于人工对废水进行调节的速度跟不上连续性的工业生产，使得 排放的废水很难达到环保排放标准，所以应对酸(碱)废水的PH值进^^实时 自动控制调节。目前进行实时自动控制调节的设备中通常采用通用的PID控 制器。由于PID控制器的控制是严格按照经典控制理论来操作的，而酸碱中 和往往是非线性的，经典控制方法对此失灵，所以PID调节技术在酸碱中和 控制中的自动控制容易失败。另外有些工业废水含有大量杂质如碳酸钙、铁 屑等，它们均会与加入的酸(碱)发生反应，这样酸碱中和曲线就更加非线 性和更加复杂(参见文献《工厂化验员速査手册》北京化学工业出版社2008 李启华余锦樊朝英编P267-P269页不同介质溶液的中和曲线)，.常规PID控 制器的控制易会发生震荡，也会导致控制的失败。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种酸碱中和控制器，它能应对酸碱废水 中和反应时的非线性特性，从而保证排放的废水达到环保排放标准。
本发明的酸碱中和控制器由PID调节技术与模糊控制技术两种控制方式 相结合，包括一块电源板、 一块CPU板、 一只变压器、 一块点阵液晶显示屏、 两排接线端子、 一个标准仪表壳体、 一个不干胶薄膜键盘；其中CPU板上除 了有CPU外，还有12位精度的A/D模块，可采集8路数据，另外还有4路D/A 输出，可输出4路4-20mA电流控制信号；另外有四路1A的开关量无源接点 输出，8路开关量输入；酸碱中和控制器的薄膜键盘采用6个按键，分别为"功能"、 "〈，，、 "〉"、 "a"、 "v"、"复位"。
本发明的酸碱中和控制器通过PID调节技术与模糊控制技术两种控制方式 相结合，解决了在酸碱中和反应的线性区域和突变区域的控制，从而大大提 高了工业酸碱废水处理领域自动控制装置控制的精度、准确性、稳定性，保
证了酸碱废水的ra值能达到环保达标排放的要求。同时由于此种控制器体积
小、成本低，使得企业的运行成本大幅度地降低。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是NaOH溶液中和某磷酸盐溶液曲线。 图2是HCL溶液中和某碳酸盐溶液曲线。，
具体实施例方式
本发明的酸碱中和控制器由PID调节技术与模糊控制技术两种控制方式 相结合，包括一块电源板、 一块CPU板、 一只变压器、 一块点阵液晶显示屏、 两排接线端子、 一个标准仪表壳体、 一个不干胶薄膜键盘；其中CPU板上除 了有CPU外，还有12位精度的A/D模块，可采集8路数据，另外还有4路D/A 输出，可输出4路4-20mA电流控制信号；另外有四路1A的开关量无源接点 输出，8路开关量输入；酸碱中和控制器的薄膜键盘采用6个按键，分别为"功 能"、"〈"、"〉"、"a"、 "v"、"复位"。
酸碱中和控制器采用多段运行方式，对应PH值0-14来说，可分为0(或 14) -Dl、 D1-D2、……Dn-l-Dn合计n段，由于5段以上的控制太复杂，所 以酸碱中和控制器根据实际控制的需要最多设计了 5段控制，即0 (或14) -D1、 D1-D2、 D2-D3、 D3-D4、 D4- D5，这枰该控制器内有两种控制方式(传 统的PID调节技术和模拟人工思维的模糊控制技术)和5组参数，分别对应 每一段的控制(参见附图)。
形成5段控制的具体过程如下启动控制器电源，控制器初始化进行自 检，第一次投用时，操作菜单，进入初始运行参数整定画面，启动"初始参 数整定"按钮，控制器就开始自动运行，系统在震荡2-3次后(次数可设定)， 基本上能确定好D1、 D2点、D3及M、 D5点，然后对五组PID参数稍微进行现场修正就可正式投入运行了 。现场运行不太复杂时可设置成4段或3段或2
段甚至1段，将不同的段数合并成时只需将该几段的参数设置成一样(可参 照实验室中和曲线进行决定)。
在正常运行状态，如果控制点在O(或14)-D1或Dl-D2或D2-D3或D3-D4 或D4-D5段，均只需要进行相应的PID调节即可达到控制稳定的要求，但是 在酸碱中和控制系统中，尤其是工业废水的中和处理中，90%以上都要求控制 点在D2-D3之间，也就是ra值要控制在7左右，由于在大多数情况下中和曲 线在D2-D3段ra往往产生突变，经典PID调节技术的控制无能为力，所以D2-D3 段的控制以模糊控制为主，在这种情况下控制系统启动后经过短暂的震荡后 基本上就采取了 D2-D3段模糊控制方式，在这种情况下控制系统启动后经过 短暂的震荡后基本上就采取了 D2-D'3段模糊控制方式，具体模糊控制方式是:. 当PH是从D4向D3点靠近时， 一旦PH到达D3点，则控制器放弃D4-D3段计 算控制量的方式，直接输出C点的控制加酸量不变，然后就等待并根据结果 可进行查表修正，表中修正数值为人工经验值；当PH是从Dl向D2点靠近时， 一旦PH到达P2点，则控制器放弃Dl-D2段计算控制量的方式，直接输出C 点的控制加酸量不变，然后就等待并根据结果可进行查表修正，表中修正数 值为人工经验值。
同时，该控制器设置了手动运行模式，主要用于在投入自动运行之前可 进行人工参数整定、人工经验数据的获得，也可用于在自动控制失效时，切 换到人工控制。通过按"功能"键即可进入手动/自动控制切换画面。
权利要求
1、一种酸碱中和控制器，包括一块电源板、一块CPU板、一只变压器、一块点阵液晶显示屏、两排接线端子、一个138×138的标准仪表壳体、一个不干胶薄膜键盘，其特征在于CPU板上包括CPU、可采集8路数据的12位精度的A/D模块、可输出4路20mA电流控制信号的4路D/A输出、4路1A的开关量无源接点输出和8路开关量输入，采用了由PID调节技术与模糊控制技术相结合的控制方式，
2、 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于PID调节技术与模糊控 制技术相结合的控制方式控制的段数最多为5段，即0 (或14) -Dl、 D1-D2、 D2-D3、 D3-D4、 D4- D5。
3、 根据权利要求2所述的控制器，其特征在于PID调节技术控制的酸 碱中和反应的线性区域0 (或14) -D1、 D1-D2、 D3-D4、 D4- D5。
4、 根据权利要求2所述的控制器，其特征在于模糊控制技术控制的酸 碱中和反应的突变区域D2-D3。
5、 根据权利要求2所述的控制器，其特征在于当PH是从D4向D3点 靠近时， 一旦PH到达D3点，则控制器放弃D4-D3段计算控制量的方式，直 接输出C点的控制加酸量不变，然后就等待并根据结果可进行查表修正，表 中修正数值为人工经验值；当PH是从Dl向D2点靠近时， 一旦PH到达P2点， 则控制器放弃Dl-D2段计算控制量的方式，直接输出C点的控制加酸量不变， 然后就等待并根据结果可进行查表修正，表中修正数值为人工经验值。
6、 根据权利要求1所述的控制器，其特征在于控制器设置了手动运行 模式。
7、 根据权利要求6所述的控制器，其特征在于手动运行模式可以用于 进行人工参数调整。
8、 根据权利要求6所述的控制器，其特征在于手动运行模式也可以用 于在自动控制失效时，切换到人工控制。
全文摘要
本发明公开了一种自动控制酸碱中和的设备中使用的控制器。酸碱中和控制器，由PID调节技术与模糊控制技术两种控制方式相结合，其特征在于控制器包括一块电源板、一块CPU板、一只变压器、一块点阵液晶显示屏、两排接线端子、一个138×138的标准仪表壳体、一个不干胶薄膜键盘。在酸碱中和反应的突变区域采用模拟人工思维的模糊控制，从而大大提高了工业酸碱废水处理领域自动控制装置控制的精度、准确性、稳定性，保证了酸碱废水的pH值能达到环保达标排放的要求，同时使得企业的运行成本大幅度地降低。
文档编号G05D21/00GK101493705SQ20091011610
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者储岳海 申请人:储岳海