廢水處理pH值監(jiān)控應用AI-3070無紙記錄儀

　　一、概述

　　污水處理的好壞，評鑒水的pH值隨著所溶解的物質的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之間。

　　應用AI-3070C總線式無紙記錄儀長期檢測污水處理廠中水品質起到了至關重要的作用，污水處理廠的pH計安裝在氧化溝的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性。

　　水在化學上是中性的，某些水分子自發(fā)地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l，pH值是氫離子濃度以10為底的對數(shù)的負數(shù)：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。

　　pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。采用了CPS11型pH傳感器和CPM151型pH變送器。測量電極上有特殊的對pH反應靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時，就產(chǎn)生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉換成標準4～20mA輸出。

　　二、系統(tǒng)組建

　　作為上位機監(jiān)控電腦通過公司現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)對模擬量模塊進行連續(xù)不間斷的監(jiān)控，將其數(shù)據(jù)讀取過來，并對其進行運算最終將PH儀表采集回來的電流信號還原成PH值。并將PH值以數(shù)字，曲線等方式顯示出來，或生成數(shù)據(jù)庫保存起來。

　　如下圖所示1-5號電箱安裝于現(xiàn)場。每個箱裝6個PH傳感器儀表和一個模擬量采集模塊AI-706MFJ4J4J4S每臺模擬量采集模塊把各個箱的RS485通訊總線信號通過一條兩芯電纜線連接起來傳AI3070C無紙記錄儀，RS485穿透無紙記錄儀把信號最終連到辦公室的計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接起來。

　　無紙記錄儀作為中間媒體將PH儀表轉換出來的電流信號轉變成數(shù)字信號并存儲在一定的物理地址里面，以便往外發(fā)送。每個儀表有6路4-20MA信號讀取通道，每路通道有獨立的物理地址用來存儲轉換過來的電流信號的數(shù)值。而且每個儀表有獨立的地址（地址可通過軟件設置）以供上位機辨認讀取。圖3

　　AI-3070C型總線式無紙記錄儀，使用宇電AI系模塊作為測控輸入模塊實現(xiàn)多通道數(shù)字全屏顯示。測控儀表不僅包括各類溫度、壓力、流量、頻率等信號，也包括人工智能PID調節(jié)、流量積算、電量測量等功能，可按需要配置，任意組合。配合圖標式功能選擇，全中文觸摸操作，操作方便，易于學習。觸摸屏可以加入流程圖，定制提供豐富多彩的工藝流程圖，可連接PLC、變頻器等設備，用于小型DCS控制系統(tǒng)終端顯示。功能上已超越了一般的無紙記錄儀，綜合了人機界面和無紙記錄儀功能于一體；

　　采用外插拔標配1G的電子硬盤，可擴展4G存儲記錄空間；數(shù)據(jù)保存按先進先出的原則，轉存數(shù)據(jù)點立即保存；數(shù)據(jù)通過讀卡器在PC上直接打開，數(shù)據(jù)備份至計算機上，用【宇電無紙記錄儀圖形軟件】來閱讀數(shù)據(jù)曲線；

　　采用上位機＋下位機的結構，即買即用連接RS485通訊線即可使用；觸摸屏和測控儀表可以單獨購買并可自由擴充，測控儀表不僅包括各類溫度、壓力、流量、頻率等信號，也包括人工智能PID調節(jié)、流量積算、電量測量等功能，可按需要配置，任意組合。輸入及輸出規(guī)格極為豐富，可任選單路或多路顯示報警儀、智能調節(jié)器、手操器、流量積算儀或開關量輸入輸出模塊；每臺記錄儀可選擇1、2、4、6、8、12、16、18、22、32通道類型軟件；自由編輯選擇AI通道硬件型號；可寫入設備位號如：【TIC-101】；計量單位【℃】等；

　　廣泛應用在化工、冶金、石油、制藥、食品、電爐、恒溫恒濕箱、機械設備配套、試驗室移動控制屏、小型DCS控制系統(tǒng)等諸多行業(yè)中作為終端顯示器來使用。選購觸摸屏通電即可連機使用。

　　總線式無紙記錄儀采用上位機（觸摸屏）與下位機（AI儀表）總線連接，按地址排列，AI儀表相互獨立運行、互不干擾、通電就能顯示操作；每臺記錄儀可選擇1～32臺調節(jié)、顯示儀表；可連接AI-808H溫壓補償流量表4臺；1臺601電量儀表。連接AI-3013D5模塊1個，8個開關量輸出控制電機起停；

連接AI-3011D5模塊1個，8個開關輸入顯示電機運行狀態(tài)；觸摸屏COM1通訊口采用【超5類屏蔽雙絞線】2根線來連接AI儀表的通訊口A/B端RS485通訊；中間不能用其他的導線來連接；安裝開關電源直流24VDC供電，電源線+、-兩根線、接地線。COM2通訊口具有隨機打印功能，或定制數(shù)據(jù)穿透功能：應用數(shù)據(jù)穿透功能軟件的無紙記錄儀可與計算機軟件通訊實時監(jiān)控數(shù)據(jù)。應用軟件AIFCSV9.0軟件，或各類組態(tài)軟件，使用穿透功能時計算機軟件上的數(shù)據(jù)、曲線有滯后，采用的通訊方式是：計算機軟件與總線式無紙記錄儀輪流讀取儀表參數(shù)，通訊超時要設置3000毫秒以上！

　　三、PH傳感器的安裝及維護

　　1、pH計的安裝和維護

　　pH計的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該污水處理廠的pH計安裝在氧化溝的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩(wěn)，對pH計不會造成大的沖擊。圖9

　　定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應當注意傳感器和變送器之間的專用電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。若電極不測量時，應將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態(tài)，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應對電極進行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進行標定，目前國產(chǎn)的pH標定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準確，將會影響標定結果。所以最好使用生產(chǎn)廠家的標定液，生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7，用于標定儀表零點；一瓶pH等于4，用于標定儀表的信號輸出斜率。該系統(tǒng)主要由金屬探頭、電子檢測單元、微電腦顯示和調節(jié)單元、執(zhí)行單元、整機電源等5部分構成。

　　該裝置基于電解質與非電解質的導電特性，由金屬探頭及電子檢測單元構成的電解質與非電解質傳感器檢測水箱的導電性能，并將產(chǎn)生的信號送到微電腦顯示和調節(jié)單元去與設定值進行比較。若顯示值（實測值）＜設定值，則該單元便發(fā)出一個信號給執(zhí)行單元，執(zhí)行單元通過加藥泵給水箱加潤版液；若顯示值≥設定值，則該單元發(fā)出停止執(zhí)行命令，停止加潤版液。此外，該裝置還能夠根據(jù)潤版液pH值的實際情況，按照上述原理循環(huán)往復地將pH值控制在設定范圍內，以達到自動檢測調節(jié)潤版液pH值的目的，而且精度非常高。

　　隨著我國對水資源保護的日益重視，污水的凈化處理顯得越來越重要，而與之配套的處理過程所需的檢測儀表是必不可少的。水質分析儀作為污水處理行業(yè)中最重要的儀表，除了選型和安裝正確以外，定期的維護和標定也十分重要，而且是使儀表能夠真正發(fā)揮作用的關鍵所在。