采用串级结构的溶液浓度--流量控制器的设计

采用串级结构的溶液浓度--流量控制器的设计!##$年%月重庆大学学报（自然科学版）&’()##$!第*卷第%期&+’,-.(+/01+-234-25-467,849:（;<9’,<(=>47->7?@494+-）A+()*!;+)%!!文章编号：B###C$*D（##$）#%C##%BC#E采用串级结构的溶液浓度———流量控制器的设计!黄!勤B，贺黛芳，甘思源B（B)重庆大学自动化学院，重庆!F###E#；)克拉玛依职业技术学院，新疆克拉玛依!*EEG##）摘!要：介绍一种用于自来水处理系统的溶液浓度———流量控制器的设计)该控制器以单片机为主控机，运用串级控制实现对大滞后、大时延对象的控制)在软件设计上运用模块化设计思想，采用0语言编制单片机应用程序)目前该控制器的各项性能指标经测试达到用户要求，并具有较强的现场适应能力)关键词：串级控制；水处理；水浓度；大滞后；单片机；开度值!!中图分类号：HI%E文献标识码：J!!水资源的保护、加工、处理现已成为世界各个国家共同关注的问题)发达国家都有自己的水处理加工方式，如：美国对水实行深加工，日本采用双管供水；我国经济、技术较落后，无法达到发达国家对水的深加工程度，因此，对自来水进行水处理通常是在原料水中加入适量的药物以净化水源，消除杂质，使水质达到规定标准)水处理过程中，反应池中浓度的检测，药物流量的测定和增K减药水流量泵的控制均由人工来完成，其控制的自动化程度低，误差较大)为实现高效自动化控制，保证水质，结合我国的国情，提出了溶液浓度———流量控制器的设计)即将原料水和药水分别由个通道送入反应池，在反应池中混合，根据原料水的加入量控制药水的投加速度使反应池中混合液的浓度保持在预设值（稳态误差为)$L）)B!问题的提出根据自来水浓度控制系统的工艺过程分析，药水与原料水混合和后大约B1才反应完毕，此时所测的混合液浓度才为真实值，可知控制对象是一个大容积滞后的系统)在结构设计中，笔者提出了“水出口浓度———药水流量串级控制”)该控制结构如图B所示)图B!控制结构框图其中流量控制器具有“粗调”作用，而浓度控制器具有“细调”的作用，有效克服了水浓度对象的大迟延、大滞后及原料水压力波动引起的干扰，实现了快速精确的浓度控制)采用的结构结合了控制对象的特性、特点，与单回路控制系统相比，串级系统成本相对较高、硬件连接复杂、工作可靠性下降