基于PLC的pH自动控制加液机的设计开题报告

一、 pH自动控制加液机简介

pH自动控制加液机是集PH值的在线或静态实时监控测量与调整。并集pH值的自动检测显示、pH值的自动调节控制、PH值的自动加酸、加碱液于一体。主要用于需要检测、控制、调节pH值之场所。

二、 基于PLC的pH自动控制加液机的工作原理及特性

1.工作原理：PLC采用负反馈控制直接驱动两个伺服电机从而带动泵往容器里排放酸液或者碱液。

2.特性：

● 自动/手动加液功能,自由转换；

● 单泵实现加酸或加碱，适用于只用一种液体（酸液或碱液）来调节控制pH值；

● 液晶即时显示动态PH值与温度值，加酸、加碱状态同时显示，超出范围报警；

● pH值自由设定，设定值与实测值同时显示；

● 步进电机控制蠕动泵加酸碱液体，控制性较好,没有电磁阀,无污染；

●选配不同形式的pH复合电极，实现特殊容器内pH值的混合与调整。如pH玻璃电极配四氟材质的电极护套及延长杆，耐强酸强碱，耐有机溶媒，可在高温、反应釜、反应器中适用；

三、三、基于PLC的pH自动控制的发展概况

目前国内外已有很多对pH值控制的研究，但工业应用的pH值控制技术方案大都是从其他领域照搬过来的，很多都是用在在化工,制药,电镀,生物,废水处理等。如20世纪90年代国内研究的专家系统智能控制技术，控制效果好但是结构复杂投资高适用于农药提炼要求较高的场合但是用在其他场合有点大材小用。国内市场主要流行的pH自动控制推液机有CPH-2（双泵双液型，小流量泵）和CPH-1A(单泵单液型，小流量泵)pH自动控制加液机。

四、基与PLC的pH自动控制加液机的背景和意义

pH值是工业生产中重要的参数，它广泛存在于石油化工、生物制药及废水处理等诸多领域。pH值的控制品质直接影响到产品的质量、排放指标的达标及企业的经济效益等。但pH值得控制一直是个困难的难题，主要有三方面的原因：①大迟滞特性通常是由于测量点装置测量距离太远或反应容器太大而反应不充分等因素造成的②中和反应固有的强非线性特性主要由于pH值得负对数定义引起的该特性是的传统的控制策略不在适用③时变特性，主要由于反应过程中各组分浓度的时变性及不确定扰动。

上述难点使得pH值控制系统极具有研究价值。换而言之，能够在该控制系统上成功达到控制品质的要求的控制策略，放在其他场合中应能取得较好的控制效果。多年来人们对pH值控制系统的研究从来没有停止过，有的在仿真过程中获得良好的效果但是在实际实践中仍然就有很多问题有待解决。

意义：工业生产污染减少，满足环保部门的检测要求，确实会有效的解决污水处理中pH 值得控制问题，改变某些工厂由于技术不到位而被动罚款的被动局面。即产生了社会效益，也增加了企业的经济效益，收到了很好的效果。

五、所用软件介绍

一、关于PLC控制技术

1）PLC的产生和发展

随着工业生产的迅速发展，市场竞争激烈，产品更新换代的周期日趋缩短。由于传统的继电器控制系统存在着设计制造周期长，维修和改变控制逻辑困难等缺点，因此越来越不能适应工业现代化发展的需要，迫切需要新型先进的自动控制装置。于是，1968年美国通用汽车公司对外公开招标，要求用新的电气控制装置取代继电器控制系统，以便适应迅速改变生产程序的要求。并对控制系统提出了10项指标，其核心主要归纳为四点：计算机代替继电器控制系统、用程序代替硬接线逻辑、输入与输出可以与外部装置直接连接、结构功能易于扩展。1969年第一台满足通用公司十项指标的控制器在美国的数字设备公司制成，可编程控制器就这样诞生了。

可编程控制器的的发展速度也非常快，早期的控制器仅有逻辑运算、定时、计数等一些功能。20世纪70年代以来随着微电子技术、自动控制技术、计算机技术的发展，使PLC在原有的基础上增加了算术运算、数据传送、数据处理、网络功能等。通过这些特殊功能模块的增加，PLC在逻辑控制、位置伺服控制、过程控制、网络控制等方面大显身手，成为电气控制装置的主导。

2) PLC的特点与性能

PLC的主要特点有：可靠性高、使用方便，通用性强、功能完善，组合方便、编程简单，维护方便、体积小，质量小，功耗低、减少控制系统的设计及施工的工作量。

PLC的性能指标有：I/O点数、程序存储容量、指令总数、扫描速度、寄存器、特殊功能模块、编程语言。

3）PLC的工作原理：

PLC是靠执行用户程序来实现控制要求的。PLC用户程序的执行主要采用循环扫描的工作方式，在系统软件的控制下，顺序扫描个输入点的状态，按照用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程包括5个阶段：自诊断、与编程器进行通讯、输入采样、执行用户程序、输出刷新。

参考资料：

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