專利名稱：萃取工藝現(xiàn)場在線ph檢測及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PH檢測及控制，具體是指萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
PH工業(yè)在線檢測及控制系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，如食品、制藥、化工、表面處理、水處理 行業(yè)等，由于系統(tǒng)的檢測實時性、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性及其操控性能都非常優(yōu)良，所以已被越來越多 的行業(yè)所采用。萃取生產(chǎn)現(xiàn)場的PH檢測及控制有許多實際操作上的難點，諸如現(xiàn)場采集點 比較多，操作及檢測不方便造成檢測失準及壽命縮短等等。選擇合適的電極，是整個系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的因素，因為一般的PH電極的探頭都是 一種玻璃類膜狀物質(zhì)制成的，里面注入有參比溶液，工作時參比液從玻璃膜中滲出，有機酯 類會堵塞探頭造成電極的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前PH檢測探現(xiàn)場采集點比較多，導致PH檢測不準，操作 復雜，其運行不穩(wěn)定，而提供萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，包括至 少一個PH檢測器，以及與PH檢測器連接的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括主機、 以及與主機連接有至少一個PH控制器。PH檢測器用以檢測待測物的PH離子濃度，測量變 送器將信號轉(zhuǎn)化、傳遞回控制系統(tǒng)。PH控制器控制模擬量輸出，以此輸出模擬量控制PH值 調(diào)節(jié)。所述的PH檢測器包括測量變送器，且測量變送器與控制系統(tǒng)連接。所述測量變送器連接有PH測量探頭，測量變送器通過測量電纜與PH測量探頭連 接，PH測量探頭設(shè)置有PH電極。所述的PH電極為E+H電極。所述的主機為PC機或者PLC控制器。所述PC主機，PC主機連接有RS232主線，RS232主線連接有RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換 模塊，RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊連接到RS485主線。PLC控制器直接與RS485主線連接。 所述的PH控制器主要包含模擬量控制模塊，模擬量控制模塊主要由CPU、以及模 擬量輸出單元、以及擴展I/O單元組成。模擬量輸出單元包括連接單元、設(shè)置輸出量程、模 擬量輸出接線、以及梯形編程架構(gòu)的CPU。模擬量控制模塊通過RS485主線連接與主機連接。模擬量控制模塊連接有電控球閥。所述的電控球閥并聯(lián)有手動球閥，且所述的電控球閥與反應(yīng)釜連接。測量原理PH值測量的PH值，用于度量單位的酸度或堿度的液體介質(zhì)，玻璃PH電 極提供具有電化學的潛力，這種潛力取決于介質(zhì)的PH值。而這種潛力將生成的H正離子通過外層膜的離子選擇性滲透。在一點形成一個具有潛力的電化學邊界層。以一個集成的 Ag或AgCl參考系統(tǒng)作為參比電極。PH檢測器將相應(yīng)的PH值轉(zhuǎn)換為能斯特方程測量的電壓。將PH測量探頭探伸到反應(yīng)釜中，PH電極將選擇性的滲透外層膜的離子，從而形成 電化學邊界層，采用集成的Ag或AgCl參考系統(tǒng)作為參比電極。PH檢測器應(yīng)用能斯特方程 測量出電壓，從而將電壓轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號。該電壓數(shù)字信號將被傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進行 處理與應(yīng)用?？刂葡到y(tǒng)將根據(jù)電壓數(shù)字信號做出對應(yīng)的模擬量控制信號。模擬量控制信號通過 模擬量控制模塊的輸出端輸出信號，輸出端輸出信號為預(yù)先設(shè)置好的配置模擬量程，該輸 出信號被傳遞到電控球閥，如果某站PH值偏離了設(shè)定點，則通過控制加藥的流量來調(diào)整PH 值。流量通過控制加藥管路中電控球閥的開閉程度來進行控制，可以使球閥開閉在任意位 置。通過模擬量控制模塊來控制待測溶液的入料溶液的流量，以調(diào)整溶液的PH值。一般采 用DA041作為模擬量控制模塊?；诂F(xiàn)場采集點多而分散的情況，系統(tǒng)采用分站采集，集中檢測與控制的方法，以 利于現(xiàn)場管理與系統(tǒng)維護。采集點向用戶提供工業(yè)控制中通用的RS485通訊接口。通訊協(xié)議采用MODBUS標 準通訊協(xié)議，每個采集點的PH控制器可以作為從機與具有相同通訊接口并采用相同通訊 協(xié)議的上位機，如PLC控制器、PC機通訊，實現(xiàn)對現(xiàn)場PH值的集中監(jiān)控，另外用戶也可以 通過RS485主線連接數(shù)臺PH控制器作為從機。以實現(xiàn)PH控制器的多機聯(lián)動。通過該通訊 口可以連接遠程控制鍵盤?？蓪崿F(xiàn)用戶對PH控制器的遠程操作。本系統(tǒng)的MODBUS通訊協(xié)議支持兩種傳送方式RTU方式和ASCII方式，用戶可以 根據(jù)情況選擇其中的一種方式通訊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便， 檢測質(zhì)量高，控制反應(yīng)快。


圖1為本發(fā)明實施例一的控制系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明PH檢測多級連接示意圖。圖3為本發(fā)明PH檢測單級連接示意圖。圖4為本發(fā)明的PH檢測器示意圖。圖5為本發(fā)明的模擬量程為-10到10 V的線性關(guān)系圖。圖6為本發(fā)明的模擬量程為0到10 V的線性關(guān)系圖。圖7為本發(fā)明的模擬量程為1到5 V的線性關(guān)系圖。圖8為本發(fā)明的模擬量程為0到20 mA的線性關(guān)系圖。圖9為本發(fā)明的模擬量程為4到20 mA的線性關(guān)系圖。圖10為本發(fā)明實施例二的控制系統(tǒng)示意圖。附圖中標記及相應(yīng)的零部件名稱1、PH檢測器；2、反應(yīng)釜；3、有機相；4、水相；5、 攪拌器；6、電控球閥；7、手動球閥；8、水相出路；9、有機相進路10測量變送器；11、測量電 纜；12、PH電極；13、PH測量探頭；14、藥劑。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例一
如圖1、2、3、4所示，萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，包括至少一個PH檢測器1， 以及與PH檢測器1連接的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括主機、以及與主機的至 少一個PH控制器。所述的PH檢測器1包括測量變送器10，且測量變送器10與控制系統(tǒng)連接。測量變送器10通過測量電纜11與PH測量探頭13連接，PH測量探頭13設(shè)置有 PH電極12。PH電極12為E+H電極。當主機為PC機時，如圖1所示，PC機連接的RS232主線，RS232主線連接RS232 轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊，RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊連接RS485主線。PH控制器與連接RS485主線。主機PC機與RS232主線連接后，信號通過RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊聯(lián)通到RS485 主線，其做出的應(yīng)答反應(yīng)傳遞到PH控制器。PH控制器內(nèi)包含模擬量控制模塊，模擬量控制 模塊內(nèi)置有相應(yīng)的根據(jù)能斯特方程寫的編碼程序，其通訊方式為RTU方式和ASCII方式， 用戶可以根據(jù)情況選擇其中的一種方式通訊。模擬量控制模塊主要由CPU、以及模擬量輸出單元、以及擴展I/O單元組成。模擬 量輸出單元包括連接單元、設(shè)置輸出量程、模擬量輸出接線、以及梯形編程架構(gòu)的CPU。模擬 量控制模塊通過RS485主線連接與主機連接。模擬量控制模塊內(nèi)置有根據(jù)能斯特方程編寫的編碼程序、以及模擬量輸出單元。 編碼程序?qū)⒋娣庞谔菪尉幊碳軜?gòu)CPU中，模擬量輸出單元將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量， 模擬信號的輸出范圍如下所述，其中橫軸為十六進制數(shù)；縱軸為模擬量。如圖5所示，模擬量程為-10到10 V。十六進制數(shù)F448到0BB8對應(yīng)-10到10 V的電壓范圍，完整的輸出范圍是_ 11 到11V。使用補碼來指示負電壓。如圖6所示，模擬量程為0到10 V。十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)0到10 V的電壓范圍，完整的輸出范圍是-0. 5到 10. 5V。使用補碼來指示負電壓。如圖7所示，模擬量程為1到5 V。十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)1到5 V的電壓范圍，完整的輸出范圍是0. 8到 5. 2V。如圖8所示，模擬量程為0到20 mA。十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)0到20mA的電流范圍，完整的輸出范圍是0到21mA。如圖9所示，模擬量程為4到20 mA。十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)4到20mA的電流范圍，完整的輸出范圍是3. 2到 20. 8mAο根據(jù)模擬量程線性關(guān)系得出相應(yīng)的十六進制數(shù)的編碼。根據(jù)其編碼進行數(shù)字信號與模擬信號之間的轉(zhuǎn)換。以達到控制的目的。如圖2所示，PH檢測多級連接，反應(yīng)釜2中的有機相3與前一反應(yīng)釜2中的有機 相3聯(lián)通，反應(yīng)釜2中的水相4與前一反應(yīng)釜2中的水相4聯(lián)通。PH檢測器1的PH測量探頭13置于反應(yīng)釜2中，PH測量探頭13檢測反應(yīng)釜2中 的離子粒度，將PH檢測信號通過測量電纜11以及測量變送器10發(fā)回控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng) 根據(jù)PH檢測信號做出相應(yīng)的應(yīng)答控制信號。應(yīng)答控制信號通過線路傳輸?shù)絇H控制器，PH 控制器的模擬量控制模塊根據(jù)編碼程序做出應(yīng)答反應(yīng)。應(yīng)答反應(yīng)信號被傳遞到與模擬量控 制模塊連接的電控球閥6，電控球閥6的開閉程度來進行控制待測溶液的入料溶液的流量， 以調(diào)整溶液的PH值。當電控球閥6不啟用時，可以啟用手動球閥7。測溶液的入料溶液入口可為圖2中 所示的有機相進路9，反應(yīng)釜2中內(nèi)置有有機相3和水相4以及攪拌器5，水相4聯(lián)通水相 4出路8。如圖3所示，PH檢測單級連接，反應(yīng)釜2單獨設(shè)置，之間不聯(lián)通。PH檢測器1的PH 測量探頭13置于反應(yīng)釜2中，PH測量探頭13檢測反應(yīng)釜2中的離子粒度，將PH檢測信號 通過測量電纜11以及測量變送器10發(fā)回控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)PH檢測信號做出相應(yīng) 的應(yīng)答控制信號。應(yīng)答控制信號通過線路傳輸?shù)絇H控制器，PH控制器的模擬量控制模塊 根據(jù)編碼程序做出應(yīng)答反應(yīng)。應(yīng)答反應(yīng)信號被傳遞到與模擬量控制模塊連接的電控球閥6， 電控球閥6的開閉程度來進行控制待測溶液的入料溶液的流量，以調(diào)整溶液的PH值。當電 控球閥6不啟用時，可以啟用手動球閥7。測溶液的入料溶液可為藥劑14。實施例二
當主機為PLC控制器時，如圖10所示，實施例二與實施例一的區(qū)別在于，主機為PLC控 制器直接連接到RS485主線進行通信，以實現(xiàn)控制器的多機聯(lián)動。如上所述便可較好實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個PH檢測器(1)， 以及與PH檢測器(1)連接的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括主機、以及與主機連接的至少一 個PH控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 PH檢測器(1)包括測量變送器(10)，且測量變送器(10)與控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述測 量變送器(10)連接有PH測量探頭(13)，測量變送器(10)通過測量電纜(11)與PH測量探 頭(13)連接，且PH測量探頭(13)設(shè)置有PH電極(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 PH電極(12)為E+H電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 主機為PC機或PLC控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PC 機連接有RS232主線，RS232主線與RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊連接，RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模 塊與RS485主線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的 PH控制器包括模擬量控制模塊，所述模擬量控制模塊連接有至少一個電控球閥(6 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模 擬量控制模塊通過RS485主線連接與主機連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述的電控球閥(6 )并聯(lián)有手動球閥(7 )，且所述的電控球閥(6 )與至少一個反應(yīng)釜(2 )連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個PH檢測器，以及與PH檢測器連接的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括主機、以及與主機連接的至少一個PH控制器。其具有如下的優(yōu)點和有益效果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，檢測質(zhì)量高，控制反應(yīng)快。
文檔編號G01N21/80GK102129257SQ201010617358
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周良全 申請人:周良全