基于stm32的pH自动控制加液机的设计文献综述

 2021-09-25 08:09

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文 献 综 述

一、PH自动控制加液机简介

PH自动控制加液机--由微电脑的PH控制系统与双蠕动泵联机,自动加酸加碱,调节溶液PH值达到预定值;双泵自动添加酸性或碱性液体,也可双泵添加同样的液体,或只启用其中任何一泵,一机多用。既可以对溶液进行PH值静态或在线检测调整,也可进行以PH值为指标的试液控制添加;结构简单紧凑,PH精度高,有广泛的用途。集PH值的自动检测显示、PH值的自动调节控制、PH值的自动加酸加碱机构于一体。

二、PH自动控制加液机的工作原理及运行特性

PH自动控制加液机采用STM32系列Cortex-M3微控制器作为核心控制部件,链接现场的各类传感器、阀门、加酸泵、加碱泵、搅拌机等现场设备。该系统通过建立闭环控制系统以实现对pH值的控制,闭环控制可以有效地抑制闭环中各种扰动的影响,使被控量趋近于设定值。在pH值闭环控制系统中,用pH计量仪将溶液的pH值信号转换为标准量程的电流或电压,然后送给模拟量输入模块,经模数转换后得到与pH值成比例的数字量,CPU将它与pH设定值比较,并按PID控制算法对误差进行运算,并将STM32F103计算得到的数字量送到数模转换模块,经模拟量输出通道控制加酸泵和加碱泵的流量,实现对pH 值的闭环控制。STM32F103计算得到的数字量除了送往数模转换模块之外还经过某些数学变换送到显示模块。

该系统在数据采样之前必须要进行信号调理,方可使采集的信号比较精确。

三、PH自动控制系统的发展概况

传统的酸碱废水处理是由人工进行调节的工艺,经过人工分析,不断由人为地加入调节剂,化验分析后,才能排掉废水。这样进行调节周期长,加酸或加碱的量不能把握,而且占地面积大,能耗高,且手工配药无法在密封的环境下进行,有剧毒的化学物质严重危害着操作者的身心健康。因此可以看出手动控制安全可靠性差,工作效率低,很难满足实时控制系统的要求和符合合格排放标准。所以采用pH值自动控制系统取代人工调节系统是今后发展的必然趋势。从国内外研究的pH值自动控制系统中的控制策略来看,多数控制方法采用单回路控制器或简单的PID算法,这很难适应今后工业生产过程的大型化和复杂化,无法满足生产控制的安全、平稳、优质、高效等方面的要求。所以急需将现代控制理论技术、仪表技术、电子技术等多种技术结合起来,研制成能适合各种化学过程与工业场合的高精密通用的pH值全自动控制系统。

随着数字计算机向小型、高速、大容量、低成本的迅速发展,使得各种性能的微处理器不断推出,特别是适用于实时控制的工业计算机、单片机和可编程控制器(PLC)在控制领域的应用,更加促进pH值自动控制系统的发展。

四、PH自动控制加液机的设计方法

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