一、系统概述

　　本系统通过PLC接入NEWDOSE计量泵、在线流量计与PH仪，实现自动调药，目标包括：

　　•投药剂根据流量动态比例投加；

　　•自动调整酸/碱投药保持出水PH目标；

　　•设备信号联锁报警，提高运行可靠性；

　　•支持本地/远程操作模式切换。

　　系统组成：

　　设备数量备注

　　PLC 1台SIEMENS S7-1200或三菱FX系列

　　NEWDOSE计量泵2台一套酸剂泵（4-20mA控制），一套碱剂泵（脉冲控制）

　　电磁流量计1台带脉冲输出，用于水量测量

　　在线PH仪1台输出4-20mA，用于PH监控

　　背压阀、管路、电磁阀等若干系统配套硬件

　　________________________________________

　　二、控制目标与流程

　　1.PLC采集流量脉冲计数，计算瞬时流量；

　　2.PLC采集PH仪的4-20mA信号，转换为PH值；

　　3.依据以下逻辑控制投药：

　　•流量联动投药：流量增则投药增，脉冲控制碱剂泵；

　　•PH闭环控制投药：PH过低投加碱剂；PH过高投加酸剂；

　　•防止两剂同时投加，防止冲击；

　　4.投药过程全程监控，异常报警并联锁。

　　________________________________________

　　三、PLC程序设计框架

　　3.1 I/O配置

　　变量是否模拟信号类型描述

　　I0.0 DI流量计脉冲输入

　　IW100✓AI(0-32767)PH仪模拟输入（4-20mA）

　　Q0.0 DO碱剂泵脉冲控制输出

　　Q0.1 DO酸剂泵频率控制输出

　　Q0.2 DO故障报警输出

　　Q0.3 DO投药模式指示

　　3.2主程序结构

　　plaintext

　　复制编辑

　　|--Main()

　　|--Read_I/O()

　　|--Compute_flow()

　　|--Compute_PH()

　　|--Control_logic()

　　|--Generate_outputs()

　　3.3采集与计算

　　•流量采集：周期内计数脉冲P→Q=Kp*P；

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

　　3.4联动控制逻辑

　　碱剂投药（脉冲）

　　plaintext

　　复制编辑

　　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

　　酸剂投药（模拟）

　　plaintext

　　复制编辑

　　IF PH>PH_set_high THEN

　　Alk_OFF;Acid_ON;

　　Analog_out=AStretch*(PH-PH_set);

　　ELSE

　　Acid_OFF;

　　END_IF

　　报警联锁

　　plaintext

　　复制编辑

　　IF PH<PH_alarm_low OR PH>PH_alarm_high THEN

　　Alarm_ON;

　　ELSE

　　Alarm_OFF;

　　END_IF

　　________________________________________

　　四、程序模块详细说明

　　4.1流量处理模块

　　•每秒读取脉冲计数值，换算流量；

　　•滤波/限幅（Flow_min起作用）。

　　4.2 PH处理模块

　　•读取模拟值，转换至PH范围2.00～12.00；

　　•Kennel滤波平滑波动。

　　4.3投药控制模块

　　•碱剂泵：频率信号生成，PID自由形式；

　　•酸剂泵：4-20mA调节信号输出映射。

　　4.4投药模式切换与保护

　　•同时满足水量&PH异常条件，碱剂优先；

　　•单向切换，避免泵同时运行；

　　•告警输出依PH异常触发；

　　•接入急停输入实现强制停药功能。

　　________________________________________

　　五、系统调试与验证

　　1.硬件接线确认与逻辑测试；

　　2.模拟环境下仿真输出与响应测试；

　　3.现场试运行：

　　o测量流量与PH偏离设定值情况；

　　o验证程序响应是否及时；

　　o调整Kflow、Kph等参数；

　　4.记录数据：投药量随流量、PH变化曲线分析；

　　5.完善并淘汰硬件报警机制。

　　________________________________________

　　六、调试实例参考参数

　　plaintext

　　复制编辑

　　Kp=0.1 L脉冲比例

　　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脉冲/L

　　Kph=50脉冲/pH单位

　　AStretch=4 mA/pH

　　效果：

　　•PH=6.5时，碱剂泵按设定运行；

　　•PH=7.5时，酸剂泵模拟输出稳定控制；

　　•投药稳定，PH维持6.9±0.1。

　　________________________________________

　　七、系统成果与推广

　　•投药量节省10–15%；

　　•出水PH持续稳定达标；

　　•投药响应速度提升；

　　•系统可靠性增强，对后续其他工点具备推广意义。

　　________________________________________

　　八、结语

　　本文详细介绍了NEWDOSE＋流量计＋PH仪＋PLC全自动投药系统的方案与程序设计逻辑，技术清晰、实用性强。适用于化工、水处理、工业锅炉软化水等多种场景，是现代化自动控制的重要案例。

　　________________________________________

　　📞如需定制PLC程序源码、系统联调或配件供应，请联系：

　　四川恒泰环境科技有限公司

　　全国服务热线：028-85557890

　　官网：www.eternal.net.cn