用PH控制仪控制前处理水槽自来水阀

刘行全 谢利红

1.概述

在各类对金属工件表面处理的工艺中，均涉及到除脂（油）及磷化后水洗（水洗包含水浸洗或喷淋），虽然在生产控制上要求对水阀进行管控，但因为没有具体的量化或数据管控，往往为保证把工件洗干净，导致水阀常开，造成水浪费严重。所以，对前处理水洗槽的水阀开关实施数控非常必要。

根据生产工艺，除脂（油）的药液主要是碱性，而磷化药液又显酸性，为此，采用带探头的PH值控制仪，检测除油后水洗槽的碱性值及磷化后的酸性值。根据酸碱度去自动控制水阀的开与关，理论上是可行的。考虑对PH仪器检修或损坏时实施对水阀的自动控制，在PH仪器控制水阀前加一个微电脑时间控制器（型号KG316T），当 PH控制仪器处于检修停用状态时，用微电脑时间控制器设定水阀的开关时间，也能比较准确地自动控制水阀开与关。

2.技术措施

（1）采用带2个探头、型号为OPM-223的PH控制仪（也可以选1个探头的2个PH控制仪对除油水洗槽与磷化水洗槽分别控制，型号为ORP-2002），将探头安装在水槽适当位置，检测水的酸碱度来控制自来水水阀的关与开。

（2）为安全起见，水槽的水阀开关均选取线包为DC 24V电压的水阀（外接AC 220V经过整流达到DC 24V），确保从控制箱出来的线路均为安全电压。

（3）利用PH控制仪的内部触点控制外接继电器线包电源，水阀开关的电源由该继电器的常开触点控制。在PH值未达到设定值时，PH控制仪不给外部继电器电源信号，水阀电源无电，水阀处于断开状态，水槽使用槽内原有水；当PH控制仪测得水槽的PH值达到设定值时，其内部触点就给外部继电器电源信号，继电器常开触点闭合，水阀电源得电开启，开始给水槽供水。

（4）具体参数根据实际水洗工件干净为准。

（5）考虑到PH控制仪故障时的检修，在电路上增加了手动转换开关QF，当PH控制仪检修或探头保养时，将选择开关QF转至微电脑时间控制器，现场可根据需要设定水阀的开与关时间，利用微电脑时间控制器的2个常开触点替代原中间继电器的常开触点。在设定水阀开启时间内，水阀得电，给水槽供水；在设定水阀关闭时间内，水阀断电，停止给水槽供水。

3.电气原理（图 1、2）

（1）原理图说明。①图中元器件为：1个24V直流电源；带PH探头的PH控制仪器（双探头1个或单探头2个）；中间继电器KA 1个或2个，按钮转换开关QF 1个；水阀开关2个；微电脑时间控制器1个，电源指示灯1个，5A保险丝1个。②对于双探头PH控制仪，当除油后水洗槽的pH值＞9.5时，PH控制仪给内部触点48、49电信号，中间继电器KA1线包有电，KA1的2、3触点闭合，除油后水洗槽供水的水阀YV1得电，处于开启状态，给水槽供水；当除油后水洗槽的pH值＜8.8时，PH控制仪给内部触点48、49断电信号，中间继电器KA1线包断电，KA1的2、3触点断开，水阀YV1断电，停止给水槽供水。当磷化后的水槽的pH值＜4.5时，pH控制仪给内部触点58、59通电信号，中间继电器KA2线包得电，KA2的2、3触点闭合，给磷化后水洗槽供水的水阀YV2有电处于开启状态，给水槽供水；当磷化后水洗槽的pH值＞5.7时，PH控制仪给内部触点58、59断电信号，中间继电器KA2线包断电，KA2的2、3触点断开，水阀YV2断电，停止给水槽供水。③对于单探头PH控制仪，需要对2个控制仪分别控制两个水洗槽的水阀开关，原理与上述一样。④当探头需要保养或控制仪需要检修时，将按钮转换开关QF转换到微电脑时间控制器位置，各水阀的开启不再受PH控制仪的控制，而是由两个常开触点与中间继电器2常开触点并联的微电脑时间控制器控制。在设定供水时间内，微电脑时间控制器的触点闭合，水阀得电开启，给水槽供水；在设定停止供水时间内，微电脑时间控制器的触点断开，水阀断电，停止给水槽供水。

4.使用效果

采用PH控制仪控制前处理水槽自来水的开与关后，前处理自来水用量大幅下降，节约40%以上的自来水。以事业部2条自动前处理为例，设计安装PH控制仪所花费用为5261×2=10522元；安装PH控制仪前，2条前处理线每天用自来水量平均在275t，安装PH控制仪后，2条前处理线每天用水量平均在150t，节约用水125t，按目前自来水公司价格3.53元/t，每天节约3.53×125=441.25元，年节约水费126859元（每月按25天，年按11.5月计算）。年节约废水处理费用4.6元/t×125×25×11.5=165312.5元。自来水与处理废水1年合计节约费用为：126859+165312.5-10522=281649.5元。该方案简单易行且节约用水的环保意义及社会效益更是不可低估。