一种基于DCS的连续自动配药系统

张居胜

摘要：伴随着自动化技术的不断发展，人工繁锁，重复的工作将逐渐被机器取代，减少人工劳动强度的同时，工作精度及工作效率也將会会大大提高。本文介绍的是无人值守自动配药系统。车间生产需要一种物料是：水和药剂的混合物，比例为：水/药剂=2/1。通过控制器，PID调节，根据检测水的流量，来控制调节阀，控制药剂流量的大小，保持清水与药剂的比例为2：1。同时根据储罐液位，设置高限、低限保护值，通过逻辑运算来保证储罐里的配好物料不溢出及低限位时自动控制开启阀门，实现无人值守自动配药。

关键词：控制器；PID；自动配药；固定配比；流量计；液位计；开关阀、调节阀

一、自动配药生产流程图

车间生产需要的配料为：水与药剂的固定配比为2：1，同时在生产过程中需保持配料储罐的液位在低限与高限之间。防止配料的溢出浪费，及配料的缺少，影响下断工序的正常生产。

二、组成部分

此系统由控制器，模拟量输入、输出卡件：AI、AO.数字量卡件DO、DI。流量计，液位计，开关阀、调节阀门组成。

控制原理，当储罐液位达到低限时自动配料，即自动开启开关阀，开始进水，系统检测到水的流量，同时调节阀通过控制器、PID模块根据水的流量自动调节开度保持药剂的流量是水的1/2倍。即水和药剂的比例保持为2：1。

当储罐液位达到高限时，自动停止配药，即自动关闭开关阀停止进水。同时调节阀也会因水流量为零自动关闭调节阀，防止配料溢出。

同时各仪表设备可设置手动自动模式，当有仪表故障时，可切换至手动模式运行。

三、控制程序分解

（一）药剂自动配比程序

首先、控制器通过AI卡件检测到清水的流量，同时通过运算块 以清水的流量X0.5做为药剂的流量设定值，从而通过PID模块控制调节阀门开度，保持药剂的流量大小与设定值一致，即保持药剂的流量为清水流量的1/2倍。使配料固定配比为水：药剂=2：1。

当仪表检测工艺介质（药剂）流量有波动时或设定值有变化时，控制器通过逻辑运算比较设定值与测量值，根据偏差值的大小来调整阀门的开度大小（当偏差为正或负时，开大或关小阀门，当偏差为0时，保持开度不变）。从而来控制流量的大小与设定值保持一致。

功能图如下：

（二）储罐液位控制程序

控制器通过AI卡件检测到储罐的液位，同时通过比较功能模块比较液位的高、低值，当液位低于设定低限值时，输出信号控制开关阀开启，开始自动配药；当液位高于设定高限时，输出信号控制开关阀关闭，防止配料溢出。

四、结语

目前该自动配比加药系统自投运以来，运行稳定，使用效果良好。我相信，在随着科技的进步，自动化技术的不断发展成熟，在生产需求越来越高的条件下，必将以设备自动化来完成。同时随之自动化技术、设备的投用，不仅会减轻人工劳动强度，节约人工成本，提高工作效率，也会极大的提高产品质量，降低人工安全事故。在未来，自动化技术将会更好的服务于人类。

参考文献：

[1]薄永军，李駪主编.自动化及仪表技术技术基础.北京：化学工业出版社，2008.5.

[2]猴志林.过程控制与自动化仪表.北京：机械工业出版社，1998.

[3]吴宏鑫，沈少萍.PID控制的应用与理论依据.控制工程，2003.