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　　一、系統概述

　　本系統通過PLC接入NEWDOSE計量泵、在線流量計與PH儀，實現自動調藥，目標包括：

　　?投藥劑根據流量動態比例投加；

　　?自動調整酸/堿投藥保持出水PH目標；

　　?設備信號聯鎖報警，提高運行可靠性；

　　?支持本地/遠程操作模式切換。

　　系統組成：

　　設備數量備注

　　PLC 1臺SIEMENS S7-1200或三菱FX系列

　　NEWDOSE計量泵2臺一套酸劑泵（4-20mA控制），一套堿劑泵（脈沖控制）

　　電磁流量計1臺帶脈沖輸出，用于水量測量

　　在線PH儀1臺輸出4-20mA，用于PH監控

　　背壓閥、管路、電磁閥等若干系統配套硬件

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　　二、控制目標與流程

　　1.PLC采集流量脈沖計數，計算瞬時流量；

　　2.PLC采集PH儀的4-20mA信號，轉換為PH值；

　　3.依據以下邏輯控制投藥：

　　?流量聯動投藥：流量增則投藥增，脈沖控制堿劑泵；

　　?PH閉環控制投藥：PH過低投加堿劑；PH過高投加酸劑；

　　?防止兩劑同時投加，防止沖擊；

　　4.投藥過程全程監控，異常報警并聯鎖。

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　　三、PLC程序設計框架

　　3.1 I/O配置

　　變量是否模擬信號類型描述

　　I0.0 DI流量計脈沖輸入

　　IW100?AI(0-32767)PH儀模擬輸入（4-20mA）

　　Q0.0 DO堿劑泵脈沖控制輸出

　　Q0.1 DO酸劑泵頻率控制輸出

　　Q0.2 DO故障報警輸出

　　Q0.3 DO投藥模式指示

　　3.2主程序結構

　　plaintext

　　復制編輯

　　|--Main()

　　|--Read_I/O()

　　|--Compute_flow()

　　|--Compute_PH()

　　|--Control_logic()

　　|--Generate_outputs()

　　3.3采集與計算

　　?流量采集：周期內計數脈沖P→Q=Kp*P；

　　?PH轉換：AI→PH=Panther*(AI-Imin)/(Imax-Imin)+PHmin。

　　3.4聯動控制邏輯

　　堿劑投藥（脈沖）

　　plaintext

　　復制編輯

　　IF PH<PH_set_low AND Flow>Flow_min THEN

　　Acid_OFF;Alk_ON;

　　Alk_pulses=Kflow*Instant_flow+Kph*(PH_set-PH);

　　ELSE

　　Alk_OFF;

　　END_IF

　　酸劑投藥（模擬）

　　plaintext

　　復制編輯

　　IF PH>PH_set_high THEN

　　Alk_OFF;Acid_ON;

　　Analog_out=AStretch*(PH-PH_set);

　　ELSE

　　Acid_OFF;

　　END_IF

　　報警聯鎖

　　plaintext

　　復制編輯

　　IF PH<PH_alarm_low OR PH>PH_alarm_high THEN

　　Alarm_ON;

　　ELSE

　　Alarm_OFF;

　　END_IF

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　　四、程序模塊詳細說明

　　4.1流量處理模塊

　　?每秒讀取脈沖計數值，換算流量；

　　?濾波/限幅（Flow_min起作用）。

　　4.2 PH處理模塊

　　?讀取模擬值，轉換至PH范圍2.00～12.00；

　　?Kennel濾波平滑波動。

　　4.3投藥控制模塊

　　?堿劑泵：頻率信號生成，PID自由形式；

　　?酸劑泵：4-20mA調節信號輸出映射。

　　4.4投藥模式切換與保護

　　?同時滿足水量&PH異常條件，堿劑優先；

　　?單向切換，避免泵同時運行；

　　?告警輸出依PH異常觸發；

　　?接入急停輸入實現強制停藥功能。

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　　五、系統調試與驗證

　　1.硬件接線確認與邏輯測試；

　　2.模擬環境下仿真輸出與響應測試；

　　3.現場試運行：

　　o測量流量與PH偏離設定值情況；

　　o驗證程序響應是否及時；

　　o調整Kflow、Kph等參數；

　　4.記錄數據：投藥量隨流量、PH變化曲線分析；

　　5.完善并淘汰硬件報警機制。

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　　六、調試實例參考參數

　　plaintext

　　復制編輯

　　Kp=0.1 L脈沖比例

　　Flow_min=1 L/min

　　PH_set_low=6.8；PH_set_high=7.2

　　PH_alarm_low=6.0；PH_alarm_high=8.0

　　Kflow=2脈沖/L

　　Kph=50脈沖/pH單位

　　AStretch=4 mA/pH

　　效果：

　　?PH=6.5時，堿劑泵按設定運行；

　　?PH=7.5時，酸劑泵模擬輸出穩定控制；

　　?投藥穩定，PH維持6.9±0.1。

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　　七、系統成果與推廣

　　?投藥量節省10–15%；

　　?出水PH持續穩定達標；

　　?投藥響應速度提升；

　　?系統可靠性增強，對后續其他工點具備推廣意義。

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　　八、結語

　　本文詳細介紹了NEWDOSE＋流量計＋PH儀＋PLC全自動投藥系統的方案與程序設計邏輯，技術清晰、實用性強。適用于化工、水處理、工業鍋爐軟化水等多種場景，是現代化自動控制的重要案例。

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