一、引言：为什么“控制系统没坏，却控制不好”？

　　在采用PLC、在线仪表（余氯、pH、ORP、流量计）联动的新道茨计量泵加药系统中，现场常出现一种极具迷惑性的现象：

　　•PLC程序正常

　　•仪表数据在线

　　•通讯无报警

　　•计量泵在运行

　　但实际水质指标却频繁波动，甚至长期不达标。

　　大量工程实践表明：

　　这类“自动控制失效”，根源往往并不在控制系统，而在计量泵泵头已经发生材质老化。

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　　二、自动加药系统对计量泵的“隐性假设”

　　在自动控制逻辑中，系统默认存在以下前提条件：

　　1.控制信号→执行结果线性对应

　　2.相同频率→相同投加量

　　3.计量泵为“理想执行机构”

　　然而，一旦泵头老化，这些前提条件将被逐一打破。

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　　三、泵头老化如何一步步“瓦解”自动控制系统

　　1.泵头老化=执行端非线性开始出现

　　泵头材质老化后，常见变化包括：

　　•内腔微变形

　　•有效容积缩小

　　•密封性能下降

　　•单向阀贴合面失效

　　直接结果是：

　　相同控制输出，不再产生相同投加效果。

　　这意味着，自动控制系统赖以成立的“比例关系”被破坏。

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　　2.控制系统的第一阶段反应：误判为“负载变化”

　　当在线仪表检测到指标偏离目标值时，PLC会执行以下动作：

　　•提高计量泵频率

　　•延长运行时间

　　•提高输出脉冲

　　在泵头老化初期，这种补偿似乎还能奏效，从而进一步掩盖真实问题。

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　　3.第二阶段：控制系统进入“过度补偿区”

　　随着泵头老化加剧：

　　•流量响应滞后

　　•输出不稳定

　　•投加呈现间歇性

　　此时系统会出现典型现象：

　　•频率调高，但投加不上

　　•指标滞后、振荡

　　•自动模式频繁切换

　　📌这是自动控制“看似在工作，实则已失控”的关键阶段。

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　　4.第三阶段：控制系统被迫“拉满执行端”

　　在持续偏差无法修正的情况下：

　　•计量泵长期满频运行

　　•PLC输出长期处于极限值

　　•控制裕量被完全耗尽

　　此时任何外部扰动（流量变化、水质突变）都会引发：

　　•指标大幅超调

　　•连锁报警

　　•被迫人工干预

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　　四、泵头老化导致自动控制失效的四种典型表现

　　表现一：参数正常，但结果异常

　　•PLC输出合理

　　•泵运行稳定

　　•实际投加量偏低

　　👉本质原因：泵头有效容积下降。

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　　表现二：自动模式越调越乱，手动反而“看起来正常”

　　•自动模式下波动明显

　　•手动调高后短期有效

　　👉本质原因：自动控制补偿路径被破坏。

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　　表现三：系统频繁报警，但查不出明确故障点

　　•无通讯故障

　　•无电气异常

　　•无明显机械损坏

　　👉本质原因：泵头老化属于“性能退化型故障”。

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　　表现四：更换仪表、改程序无明显改善

　　这是最容易造成误投入、误改造的情况。

　　👉真正的故障源仍在泵头端。

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　　五、典型现场案例分析

　　案例：污水厂余氯自动控制长期不稳

　　系统配置：

　　•新道茨计量泵

　　•次氯酸钠

　　•余氯在线仪表+PLC闭环控制

　　问题表现：

　　•余氯波动大

　　•PLC输出长期接近上限

　　•自动模式频繁切换

　　误判过程：

　　•怀疑仪表漂移→更换探头

　　•怀疑程序逻辑→调整PID

　　问题仍然存在。

　　最终排查：

　　•泵头材质老化

　　•内腔表面粗糙

　　•单向阀贴合面失效

　　处理措施：

　　•更换PVDF泵头

　　•同步更换阀件

　　•重新校准流量

　　结果：

　　•自动控制恢复稳定

　　•PLC输出回归合理区间

　　•系统波动消失

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　　六、如何区分“控制问题”还是“泵头老化问题”？

　　一个简单有效的工程判断逻辑：

　　如果系统通过“加大输出”无法稳定指标，问题就不在控制算法，而在执行机构。

　　进一步判断可依据：

　　•控制输出是否长期接近极限

　　•实际投加是否线性响应

　　•手动/自动切换效果是否差异明显

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　　七、工程对策：避免泵头老化引发自动控制失效

　　1.将泵头状态纳入自动控制运维体系

　　•定期校验“设定流量vs实际流量”

　　•建立泵头使用周期档案

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　　2.强腐蚀工况优先采用高等级泵头材质

　　•次氯酸钠、二氧化氯→PVDF

　　•配合陶瓷阀球、PTFE密封

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　　3.控制系统设计预留“异常判断逻辑”

　　•输出长期满载报警

　　•投加无响应报警

　　•自动切换提示人工检查执行端

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　　八、结语：自动控制的上限，取决于最“弱”的执行部件

　　在新道茨计量泵自动加药系统中：

　　PLC决定“怎么调”，

　　仪表决定“调多少”，

　　泵头决定“调不调得出来”。

　　泵头老化不是简单的设备维护问题，而是直接影响自动控制有效性的系统性因素。

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