Устройство для управления процессом нейтрализации сточных вод

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СТОЧНЫХ вод, содержащее рН-метр, установленный на входе в реактор и подключенный выходом к входу П-регулятора, выход которого соединен с входом исполнительного механизма регулирующего органа реагента, ПИ-регулятор, включающий блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу задатчика рН, а второй вход - к выходу рН-метра, установленного на выходе реактора, и регулирующий блок, связанный выходом с управляющим входом П-регулятора, огличаюи ееся тем, что с целью повыщения точности и быстродействия устройства, оно содержит включенный в ПИ-регулятор блок коррекции, содержащий последовательно соединенные усилитель и умножитель, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения , а выход - к входу регулирующего блока, связанного выходом с входом усилителя . СЛ Реаэенш / Сточная вода

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 D 11/08

l Ig>

УД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3646023/24-24 (22) 22.09.83 (46) 15.09.85. Бюл. № 34 (72) А. С. Дмитриев, Н. Б. Манусова и Н. П. Воробьева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 398508, кл. G 05 D 27/00, 1973.

Патент США № 3791793, кл. G 05 B 13/02, опублик. 1974. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

СТОЧНЫХ ВОД, содержащее рН-метр, установленный на входе в реактор и под„„Я0„„1179287 A ключенный выходом к входу П-регулятора, выход которого соединен с входом исполнительного механизма регулирующего органа реагента, ПИ-регулятор, включающий блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу задатчика рН, а второй вход — к выходу рН-метра, установленного на выходе реактора, и регулирующий блок, связанный выходом с управляющим входом П-регулятора, отличающееся тем, что с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит включенный в ПИ-регулятор блок коррекции, содержащи и последовательно соединенные усилитель и умножитель, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход — к входу регулирующего блока, связанного выходом с входом усили- ф теля.

1 179287

Изобретение относится к области реагентной очистки промышленных сточных вод, а именно к системам автоматизации процессов реагентной очистки сточных вод, и может быть использовано для управления процессом нейтрализации сточных вод сложного состава с переменными буферными с во йствам и.

Цель изобретения — улучшение качества очистки воды за счет повышения точности и быстродействия устройства для управления процессом нейтрализации.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для управления процессом нейтрализации сточных вод.

Схема содержит установленный на входе реактора рН-метр I, связанный с входом

П-регулятора 2, ПИ-регулятор 3, состоящий из блока сравнения 4 и регулирующего блока 5. Входы блока сравнения 4 соединены с установленным на выходе реактора рН-метром 6 и задатчиком рН 7. Выход регулирующего блока 5 соединен с управляющим входом П-регулятора 2 и дополнительно соединен с блоком коррекции коэффициента пропорциональности ПИ-регулятора 8, который состоит из усилителя 9 и умножителя 10. Вход умножителя 10 соединен с выходом усилителя 9 и блока сравнения 4, а выход — с входом регулирующего блока 5. Выход П-регулятора 2 подключен на вход исполнительного механизма 11 регулирующего органа 12 реагента.

Устройство для управления процессом нейтрализации сточных вод работает следующим образом.

Прибор для измерения рН 1, П-регулятор 2, исполнительный .механизм 11 с регулирующим органом 12 образует контур регулирования по возмущению. При условии логарифмического преобразования сигнала рН-метра в регуляторе 2 подача реагента в реактор пропорциональна текущему содержанию сильной кислоты (щелочи) в поступающих сточных водах. Если текущие величины расхода сточных вод и концентрации рабочего раствора реагента соответствуют расчетным, а нейтрализуемая среда представляет собой небуферную систему, в результате действия контура регулирования по возмущению на выходе реактора постоянно поддерживается заданная величина рН.

Следовательно, сигналы от рН-метра 6 и задатчика 7 равны и сигнал на выходе блока сравнения 4 ПИ-регулятора 3 отсутствует. При этом также равны нулю сигналы на выходах умножителя 10, регулирующего блока 5 ПИ-регулятора 3 и на управляющем входе подстройки коэффициента пропорциональности регулятора 2. Регулятор 2 будет работать с первоначальным расчетным значением коэффициента пропорциональности. На выходе усилителя 9 сигнал равен начальной минимальной величине.

55

При возникновении параметрических возмущений в объекте регулирования (изменениях степени буферности среды, расхода сточных вод или концентрации реагента) произойдет некоторое отклонение величины рН на выходе реактора от заданной и на выходе блока сравнения 4 ПИ-регулятора появится сигнал небаланса. Это приведет к формированию на выходе ПИ-регулятора регулирующего сигнала, величина которого зависит от отклонения рН на выходе и времени его существования. Этот сигнал изменит коэффициент пропорциональности Прегулятора 2 (при увеличении степени буферности и расхода стоков или при уменьшении концентрации реагента увеличит его) что приведет к соответствующему измененению подачи реагента в данный момент и к изменению реакции контура регулирования по возмущению на колебания в поступающей воде концентрации сильных кислот (щелочей) в дальнейшем.

Сигнал подстройки коэффициента пропорциональностии П -регулятора стабил из ируется после возвращения величины рН на выходе реактора в заданный диапазон.

При значительных параметрических возмущениях (в первую очередь за счет изменения степени буферности сточных вод) расчетный постоянный коэффициент пропорциональности ПИ-регулятора 3 уже не обеспечивает достаточной скорости автоподстройки П-регулятора 2, что приводит к ухудшению качества стабилизации рН на выходе реактора. Для ускорения адаптации системы регулирования к значительным параметрическим возмущениям введен блок 8 коррекции коэффициента пропорциональности

ПИ-регулятора 3. Сигнал с выхода ПИ-регулятора поступает одновременно через усилитель 9 на вход умножителя 10, где перемножается с сигналом отклонения рН от заданного значения на выходе реактора. При увеличенном регулирующем сигнале на выходе ПИ-регулятора, вызванном увеличением коэффициента передачи объекта регулирования в первую очередь за счет изменения степени буферности сточных вод, увеличивается сигнал на входе регулирующего блока 5 при неизменном сигнале на выходе блока сравнения 4, что соответствует увеличению коэффициента передачи

ПИ-регулятора 3. Следовательно, отклонения рН на выходе реактора вызывают в этом случае более быстрое изменение коэффициента пропорциональности П-регулятора.

Таким образом, обеспечивается независимость скорости адаптации системы управления к новым значениям коэффициента передачи объекта управления от его абсолютной величины и, следовательно, сохранение заданного качества очистки при значительных изменениях степени буферности сточных вод.