DE2620581B1

DE2620581B1 - PH level regulation by dosage rate - using pH level rate of change control signal to avoid overcorrection from stipulated level

Info

Publication number: DE2620581B1
Application number: DE19762620581
Authority: DE
Inventors: Reinhard Bock
Original assignee: Eurotherm Waerme Kaelte U GmbH
Current assignee: Eurotherm Waerme Kaelte U GmbH
Priority date: 1976-05-10
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1977-07-28

Abstract

The regulation method is for the pH value of a fluid to a desired value by controlling the dose rate of a chemical according to the deviation of actual pH level from the desired value. It avoids at the same time over-correction of the deviation. The dosage rate is varied according to the rate of change of the pH value. The chemical dosing rate is first set at a predefined level. If the rate of change of pH level increases, the dose rate is reduced below the predefined rate by operation of a pump driven by a control voltage derived from the pH level.

Description

Soll ein vorhandener Ist-Wert auf einen Soll-Wert geregelt werden, wie dies beispielsweise bei einer fortlaufenden automatischen Neutralisation von Abwässern erforderlich ist, so können die Chemikalien If an existing actual value is to be regulated to a target value, As is the case, for example, with a continuous automatic neutralization of Sewage is required so can the chemicals

zunächst mit einer vorgegebenen Dosiergeschwindigkeit zugesetzt werden, und die Dosiergeschwindigkeit wird dann mit steigender Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes unter die vorgegebene Dosiergeschwindigkeit verringert. Hierzu kann beispielsweise eine den Ist-Wert bezeichnende Meßspannung erzeugt und zur Verringerung der Dosiergeschwindigkeit mit steigender Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes eine Steuerspannung aus der Differenz zwischen einer Bezugsspannung und der zeitlichen Änderung der Meßspannung gebildet werden.are initially added at a specified dosing rate, and the metering rate then increases with the rate of change the pH value is reduced below the specified dosing speed. Can do this For example, a measurement voltage indicative of the actual value is generated and used for reduction the dosing rate with increasing rate of change of the pH value a control voltage from the difference between a reference voltage and the temporal one Change in the measuring voltage are formed.

Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird also der zu regelnden Flüssigkeit, deren pH-Wert von einem Soll-Wert abweicht und im wesentlichen konstant ist, zunächst eine vorgegebene Chemikalienmenge zugeführt, die unabhängig von der Größe der Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert ist und beispielsweise durch die Größe der vorstehend erwähnten Bezugsspannung bestimmt sein kann. Durch diesen Zusatz von Chemikalien ergibt sich dann eine Änderung des pH-Wertes, wobei die Änderungsgeschwindigkeit ein Maß für die Wirksamkeit der zugesetzten Chemikalienmenge ist. Wenn also die festgestellte Änderungsgeschwindigkeit groß ist, was im allgemeinen dann der Fall sein wird, wenn die zu regelnde Flüssigkeitsmenge klein ist, darf nur noch eine geringe Chemikalienmenge zugesetzt werden oder das Zusetzen von Chemikalien muß sogar unterbrochen werden, um zu verhindern, daß der Ist-Wert nach kurzer Zeit in der anderen Richtung vom Soll-Wert abweicht. In this embodiment of the method, the one to be regulated is therefore the one to be regulated Liquid, the pH of which deviates from a target value and is essentially constant is, initially supplied a predetermined amount of chemicals, which is independent of the The size of the deviation of the actual value from the target value and, for example, by the Size of the above-mentioned reference voltage can be determined. With this addition of chemicals then results in a change in the pH value, with the rate of change is a measure of the effectiveness of the amount of chemicals added. So if the observed rate of change is large, which is then generally the case will be when the amount of liquid to be controlled is small, only one is allowed a small amount of chemicals must be added or chemicals must be added can even be interrupted to prevent the actual value from falling into the other direction deviates from the target value.

Hat die anfänglich zugesetzte Chemikalienmenge demgegenüber nur eine langsame Anderung des Ist-Wertes zur Folge, so ist dies ein Zeichen dafür, daß weiterhin in größerem Umfang Chemikalien zugesetzt werden können und müssen, um den Ist-Wert auf den Soll-Wert zu verändern. In contrast, the initially added amount of chemicals only has one If the actual value changes slowly, this is a sign that the to a greater extent chemicals can and must be added in order to achieve the actual value to change to the target value.

Somit ermöglicht die Messung der Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes eine Steuerung der Dosiergeschwindigkeit, mit der nach einer anfänglichen Zugabe von Chemikalien weiterhin Chemikalien zugesetzt werden, und der pH-Wert der Flüssigkeit wird ohne Abweichung des Ist-Wertes in anderer Richtung vom Soll-Wert auf diesen Soll-Wert eingestellt. This enables the measurement of the rate of change of the pH value a control of the dosing speed with which after an initial addition Chemicals continue to be added, and so does the pH of the liquid is set to this value without any deviation of the actual value in another direction from the target value Target value set.

Bei einem anderen Betriebsfall, bei dem sich der pH-Wert einer Flüssigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert entfernt, kann die Änderungsgeschwindigkeit, mit der diese Entfernung erfolgt, gemessen und die Dosiergeschwindigkeit entsprechend der gemessenen Änderungsgeschwindigkeit eingestellt werden. In another operating case in which the pH value of a liquid away from a predetermined target value, the rate of change can, with which this distance takes place, measured and the dosing speed accordingly the measured rate of change can be set.

Hierbei erfolgt also die Zugabe von Chemikalien abhängig von der Geschwindigkeit, mit der sich die Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert ergibt, was beispielsweise bei Kühlwasseraufbereitungsanlagen der Fall ist, denen durch Verdampfung Wasser entzogen wird, wodurch der pH-Wert über den bevorzugten Bereich von 7,5 bis 8 hinaus ansteigt, so daß Säure zugegeben werden muß, um den pH-Wert wieder in diesen Bereich abzusenken. Damit jedoch in einem solchen Fall die durch eine bestimmte Änderungsgeschwindigkeit erzeugte Dosiergeschwindigkeit gerade eine solche Größe hat, daß der gewünschte pH-Wert wiederhergestellt wird, ist es selbstverständlich erforderlich, daß zuvor Untersuchungen in dem zu überwachenden System angestellt wurden. welche Dosiergeschwindigkeiten bei welchen Änderungsgeschwindigkeiten erforderlich sind, d. h. es muß aufgrund empirischer Untersuchungen an dem gegebenen System eine Art Programmierung bzw. ein fester Zusammen- hang zwischen Änderungsgeschwindigkeit und Dosiergeschwindigkeit hergestellt werden Hierzu kann beispielsweise eine den Ist-Wert bezeichnende Meßspannung erzeugt und eine die mittlere zeitliche Änderung der Meßspannung darstellende Steuerspannung gebildet werden, und beim Erreichen einer vorgegebenen Große des Ist-Wertes wird eine Pumpe zur Zufuhr der Chemikalien aktiviert, deren Fördervolumen mittels der Steuerspannung eingestellt wird, d. h. das Fördervolumen wird entsprechend der gemessenen mittleren zeitlichen Änderung des pH-Wertes geregelt. Gleichzeitig mit der Aktivierung der Pumpe wird die Mittelwertbildung der Steuerspannung unterbrochen, also mit Beginn der Zufuhr von Chemikalien erfolgt keine Änderung der Steuerspannung in Abhängigkeit von der pH-Wert-Änderung mehr. So here the addition of chemicals takes place depending on the Speed at which the deviation of the actual value from the target value results, which is the case, for example, with cooling water treatment systems, which by Evaporation removes water, causing the pH to be above the preferred range increases from 7.5 to 8 so that acid must be added to adjust the pH lower back into this area. However, in such a case the through a certain rate of change generated dosing rate just one is of such a size that the desired pH is restored, it goes without saying It is necessary that examinations are made beforehand in the system to be monitored became. which dosing speeds are required at which rate of change are, d. H. on the basis of empirical studies on the given system, there must be a Type of programming or a fixed combination hang between rate of change and metering speed can be established. For this purpose, for example, a The measuring voltage indicating the actual value is generated and the mean change over time the control voltage representing the measurement voltage are formed, and when it is reached A pump is used to supply the chemicals with a predetermined size of the actual value activated, the delivery volume of which is set by means of the control voltage, d. H. the delivery volume is measured according to the measured mean change over time the pH value is regulated. At the same time as the pump is activated, the mean value is calculated the control voltage is interrupted, i.e. when the supply of chemicals begins there is no longer any change in the control voltage depending on the change in pH value.

In den vorstehend erwähnten Ausgestaltungen der Erfindung kann die Steuerspannung einem Rechteckimpulse erzeugenden Spannungs/Frequenz-Wandler zugeführt werden, dessen Rechteckimpulse zur Einstellung des Fördervolumens der Pumpe benutzt werden. In the above-mentioned embodiments of the invention, the Control voltage is supplied to a voltage / frequency converter which generates square-wave pulses whose square-wave pulses are used to adjust the delivery volume of the pump will.

Verwendet man einen Spannungs/Frequenz-Wandler, bei dem die Frequenz der Rechteckimpulse eine Funktion der angelegten Steuerspannung ist, so werden die Rechteckimpulse zur Steuerung der Hubfrequenz der Pumpe eingesetzt, während bei einem Spannungs/ Frequenz-Wandler, bei dem die Impulslänge der Rechteckimpulse eine Funktion der angelegten Steuerspannung ist, diese Rechteckimpulse zur Regelung der Einschaltdauer der Pumpe verwendet werden. One uses a voltage / frequency converter in which the frequency of the square-wave pulses is a function of the applied control voltage, the Square-wave pulses are used to control the stroke frequency of the pump, while at a voltage / frequency converter, in which the pulse length of the square-wave pulses is a The function of the applied control voltage is to use these square-wave pulses to regulate the Duty cycle of the pump can be used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to the schematic exemplary embodiments showing figures explained in more detail.

F i g. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Anordnung zur Regelung eines vorhandenen pH-Wertes auf einen Soll-Wert. F i g. 1 shows a control arrangement in a block diagram an existing pH value to a target value.

Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine Anordnung zur Regelung eines sich vom Soil-Wert entfernenden pH-Wertes. 2 shows a control arrangement in a block diagram a pH value that is deviating from the soil value.

Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung dient zur Einstellung des pH-Wertes einer in einem Behälter 1 befindlichen bzw. ihn durchfließenden Flüssigkeit 2 auf einen Soll-Wert. Dazu wird mittels einer Glaselektrode 3 und einer Referenzeleketrode 4 in üblicher Weise eine die Größe des pH-Wertes bezeichnende Spannung erzeugt und einem Meßverstärker 5 zugeführt. Die am Ausgang dieses Meßverstärkers auftretende Meßspannung Um führt in einem Meßgerät 6 zur Anzeige des gemessenen pH-Wertes und wird außerdem an einen Eingang eines Differenzverstärkers 7 gelegt, an dessen anderem Eingang von einer Anordnung 8 eine dem gewünschten Soll-Wert entsprechende Spannung Uso zugeführt wird. Übersteigt die Differenz zwischen Ist-Wert und Soll-Wert eine vorgegebene Größe, so erzeugt die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 7 am Ausgang der Schwellwertschaltung 9 ein Signal, durch das das Relais 10 erregt und dessen entsprechender Kontakt geschlossen wird. Auf diese Weise wird also eine Pumpe 11, etwa eine magnetbetriebene Membranpumpe aktiviert, mit der aus einem Behälter 12 chemikalien über eine Leitung 13 in die Flüssigkeit 2 eingegeben werden, um den pH-Wert der Flüssigkeit in Richtung auf den Soll-Wert zu verändern. The in F i g. 1 shown arrangement is used to adjust the pH value of a liquid located in a container 1 or flowing through it 2 to a target value. For this purpose, a glass electrode 3 and a reference electrode 4 generates a voltage indicative of the magnitude of the pH value in the usual way and a measuring amplifier 5 is supplied. The one occurring at the output of this measuring amplifier Measuring voltage Um leads in a measuring device 6 to the display of the measured pH value and is also applied to one input of a differential amplifier 7, at the other Input from an arrangement 8 a voltage corresponding to the desired setpoint value Uso is fed. If the difference between the actual value and the target value exceeds one predetermined size, the output voltage of the differential amplifier 7 generates on Output of the threshold circuit 9 is a signal by which the relay 10 is energized and whose corresponding contact is closed. So this way it becomes a pump 11, for example, a solenoid-operated diaphragm pump activated with the one from a container 12 chemicals are entered via a line 13 into the liquid 2 to the To change the pH value of the liquid towards the target value.

Um den Betrieb der Pumpe 11 so zu steuern, daß sich im wesentlichen genau der Soll-Wert einstellt und insbesondere kein »Überschießen« des pH-Wertes auftritt, wird die Meßspannung Um außerdem einer Differenzierschaltung 14 zugeführt. an deren Ausgang eine die zeitliche Änderung dieser Spannung Um bezeichnende Spannung auftritt. Plötzliche Schwankungen in dieser Größe werden durch den Kondensator 15 geglättet. To control the operation of the pump 11 so that essentially sets exactly the target value and in particular no "overshoot" of the pH value occurs, the measurement voltage Um also becomes one Differentiating circuit 14 supplied. at the output of a characteristic of the change in this voltage Um over time Voltage occurs. Sudden fluctuations in this size are caused by the capacitor 15 smoothed.

Im vorliegenden Fall ist davon ausgegangen, daß der pH-Wert der Flüssigkeit immer nur in einer Richtung vom Soll-Wert abweicht, also bei einer derartigen Abweichung immer entweder nur eine Lauge oder nur eine Säure zugesetzt werden muß, um den pH-Wert wieder auf den Soll-Wert zu regeln. Es ist daher auch lediglich erforderlich, die in einer Richtung erfolgenden zeitlichen Änderungen der Meßspannung zu berücksichtigen, und deshalb wird die ermittelte zeitliche Änderung dieser Meßspannung einem Einweg-Gleichrichter 16 zugeführt, an dessen Ausgang eine Spannung entsprechend +dU/dt auftritt, die dann dem negativen Eingang eines Differenzverstärkers 17 zugeleitet wird. In the present case it is assumed that the pH of the liquid only ever deviates from the target value in one direction, i.e. with such a deviation Either only an alkali or only an acid has to be added to adjust the pH value to regulate back to the target value. It is therefore only necessary that to take into account changes in the measuring voltage occurring over time in one direction, and therefore the determined change in this measuring voltage with time is used by a half-wave rectifier 16 supplied, at the output of which a voltage corresponding to + dU / dt occurs, the is then fed to the negative input of a differential amplifier 17.

Am positiven Eingang dieses Differenzverstärkers 17 liegt eine von der Anordnung 18 erzeugte Bezugsspannung Urer. Der Ausgang des Differenzverstärkers 17 ist an einen Spannungs/Frequenz-Wandler 19 angeschlossen, der bei Zufuhr einer Spannung eine Rechteckimpulsfolge liefert. Hierzu sei zunächst angenommen, daß sich die Frequenz dieser Rechteckimpulsfolge mit der Größe der angelegten Spannung vergrößert.At the positive input of this differential amplifier 17 is one of of the arrangement 18 generated reference voltage Urer. The output of the differential amplifier 17 is connected to a voltage / frequency converter 19, which when a Voltage supplies a square-wave pulse train. For this purpose it is initially assumed that the frequency of this square pulse train increases with the magnitude of the applied voltage.

Wird in der Anordnung gemäß F i g. 1 festgestellt, daß der pH-Wert der Flüssigkeit 2 um einen vorgegebenen Betrag vom Soll-Wert abweicht, so wird durch das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 9 das Relais 10 erregt und damit die Pumpe 11 aktiviert. Dieser Pumpe wird gleichzeitig eine Rechteckimpulsfolge vom Wandler 19 zugeführt, deren Frequenz durch die Größe der Bezugsspannung Urer gegeben ist, da zu diesem Zeitpunkt noch keine Änderung des pH-Wertes der Flüssigkeit 2 erfolgt. If in the arrangement according to FIG. 1 found that the pH the liquid 2 deviates from the target value by a predetermined amount, then by the output signal of the threshold circuit 9 energizes the relay 10 and thus the Pump 11 activated. At the same time, a square pulse train is sent to this pump Converter 19 is supplied, the frequency of which is given by the size of the reference voltage Urer is because at this point in time there is still no change in the pH value of the liquid 2 he follows.

Wird daher die Pumpe 11 durch das Relais 10 aktiviert, so fördert sie mit einer Dosiergeschwindigkeit, die durch ihre Hubfrequenz bestimmt ist, Chemikalien aus dem Behälter 12 in die Flüssigkeit 2, wobei die Hubfrequenz durch die Frequenz der Rechteckimpulse des Wandlers 19 bestimmt ist. Therefore, if the pump 11 is activated by the relay 10, it promotes they dispense chemicals at a dosing speed that is determined by their stroke frequency from the container 12 into the liquid 2, the stroke frequency being determined by the frequency the square pulses of the transducer 19 is determined.

Nach einer gewissen Zeit bewirkt die Zugabe der Chemikalien eine Änderung des pH-Wertes der Flüssigkeit 2 in Richtung auf den Soll-Wert und entsprechend der Geschwindigkeit dieser Änderung wird dem negativen Eingang des Differenzverstärkers 17 eine Spannung zugeführt. Dadurch verkleinert sich die ursprüngliche Ausgangsspannung Uref dieses Differenzverstärkers 17 um den Betrag der der Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes entsprechenden Spannung, also um so stärker, je größer die Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes ist. Auf diese Weise wird die ursprünglich auf einen durch die Spannung Uref bestimmten Maximalwert eingestellte Frequenz der Rechteckimpulse des Wandlers 19 verringert, und zwar um so mehr je größer die Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes ist. After a period of time, adding the chemicals will cause a Change of the pH value of the liquid 2 in the direction of the target value and accordingly the speed of this change is fed to the negative input of the differential amplifier 17 a voltage is supplied. This reduces the original output voltage Uref this differential amplifier 17 by the amount of the rate of change the voltage corresponding to the pH value, i.e. the stronger the greater the rate of change of the pH. In this way the originally on one through the tension Uref certain maximum value set frequency of the square-wave pulses of the converter 19 is reduced, the greater the rate of change in pH, the more so is.

Es ist somit ohne weiteres klar, daß die Zufuhr der Chemikalien zur Einstellung des pH-Wertes der Flüssigkeit 2 auf einen Soll-Wert in Abhängigkeit von der Wirkung der eingebrachten Chemikalien geregelt wird, so daß in dem Fall, in dem die anfängliche Chemikalienzufuhr bereits eine große Änderung des pH-Wertes pro Zeiteinheit, also eine große Änderungsgeschwindigkeit zur Folge hat, nur noch geringe Mengen oder gar keine Chemikalien mehr zugesetzt werden. Andererseits ist bei einer geringen Beeinflus- sung des pH-Wertes der Flüssigkeit 2 durch die anfänglich zugesetzten Chemikalien auch eine niedrige Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes vorhanden, und es erfolgt daher weiterhin die Zufuhr einer verhältnismäßig großen Chemikalienmenge. It is thus readily apparent that the supply of chemicals to the Adjustment of the pH value of the liquid 2 to a target value as a function is regulated by the effect of the chemicals introduced, so that in the event that in which the initial chemical intake already has a large change in pH per unit of time, i.e. a high rate of change, only small amounts or no more chemicals are added. On the other hand is with a low impact sung the pH of the liquid 2 by the initially added chemicals also have a slow rate of change in pH present, and there is therefore still a relatively large supply Amount of chemicals.

In der Figur ist gestrichelt angedeutet, daß die Rechteckimpulse des Wandlers 19 statt direkt an die Pumpe 11 auch an die Schwellwertschaltung 9 geführt werden können. In diesem Fall wird ein Spannungs/Frequenz-Wandler verwendet, der Rechteckimpulse abgibt, deren Länge mit der Größe der angelegten Spannung zunimmt. Mit einem derartigen Rechteckgenerator kann also die Schwellwertschaltung 19 nach Art einer Und-Schaltung betrieben werden, an deren einem Eingang die Differenzspannung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert liegt und deren anderem Eingang die Rechteckimpulse zugeführt werden. Wenn in einem solchen Fall also die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 7 oberhalb eines Schwellwertes liegt, bewirken die zugeführten Rechteckimpulse entsprechende Ausgangssignale der Schwellwertschaltung 9, so daß die Pumpe 11 über das Relais 10 für die Länge jedes der Rechteckimpulse betätigt wird. Auf diese Weise wird also die Dosiergeschwindigkeit der Pumpe 11 durch die Länge der Rechteckimpulse des Wandlers 19 bestimmt. In the figure it is indicated by dashed lines that the square-wave pulses of the converter 19, instead of directly to the pump 11, also to the threshold value circuit 9 can be guided. In this case a voltage / frequency converter is used, which emits square-wave pulses, the length of which increases with the magnitude of the applied voltage. With such a square wave generator, the threshold value circuit 19 can follow Kind of an AND circuit are operated, at one input of which the differential voltage between the actual value and the target value and the other input of which is the square-wave pulse are fed. If in such a case the output voltage of the differential amplifier 7 is above a threshold value, the supplied square-wave pulses cause corresponding Output signals of the threshold value circuit 9, so that the pump 11 via the relay 10 is actuated for the length of each of the square-wave pulses. So this way will the metering speed of the pump 11 by the length of the square-wave pulses of the converter 19 determined.

Die in F i g. 2 dargestellte Anordnung dient zur Regelung eines sich von einem Soll-Wert entfernenden pH-Wertes zurück zum Soll-Wert. Derartige Probleme treten beispielsweise in Kühlwasseraufbereitungsanlagen auf, wie sie in Aircondition-Anlagen verwendet werden. In diesen Kühlwasseraufbereitungsanlagen verdunstet beim Abkühlen des Wassers ein Teil des Wassers, so daß der pH-Wert über den bevorzugten Bereich von 7,5 bis 8 ansteigt und durch Zugabe von Säure wieder auf den gewünschten Wert abgesenkt werden muß. The in F i g. The arrangement shown in FIG. 2 is used to regulate a self from a target value removing pH value back to the target value. Such problems occur, for example, in cooling water treatment systems such as those in air conditioning systems be used. In these cooling water treatment systems, it evaporates when it cools down of the water part of the water so that the pH is above the preferred range increases from 7.5 to 8 and back to the desired value by adding acid must be lowered.

Mit der Anordnung gemäß F i g. 2 wird der pH-Wert der durch den Behälter 101 fließenden Flüssigkeit 102 mittels Glaselektrode 103 und Referenzelektrode 104 gemessen und über den Meßverstärker 105 eine den gemessenen pH-Wert bezeichnende Meßspannung Um erzeugt. Mit dieser Meßspannung wird am Meßgerät 106 der pH-Wert angezeigt, und die Spannung wird außerdem einem Differenzverstärker 107 zugeführt, an dessen anderem Eingang eine den Soll-Wert bezeichnende Spannung Usoll von der Anordnung 108 liegt. With the arrangement according to FIG. 2 is the pH of the by the container 101 flowing liquid 102 by means of glass electrode 103 and reference electrode 104 measured and, via the measuring amplifier 105, a pH value indicative of the measured pH Measurement voltage Um generated. This measuring voltage is used to determine the pH value at the measuring device 106 displayed, and the voltage is also fed to a differential amplifier 107, at its other input a voltage Usoll from the which indicates the nominal value Arrangement 108 is located.

Überschreitet die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 107 einen durch die Schwellwertschaltung 109 vorgegebenen Wert, so wird das Relais 110 erregt und schließt den im Stromkreis zur Pumpe 111 liegenden Kontakt, um so die Pumpe zu aktivieren, die aus dem Behälter 112 Chemikalien über die Leitung 113 in die Flüssigkeit 102 geben kann.If the output voltage of the differential amplifier 107 exceeds one value predetermined by the threshold value circuit 109, the relay 110 is energized and closes the contact lying in the circuit to the pump 111, so the pump to activate the chemicals from the container 112 via the line 113 into the Liquid 102 can give.

Zur Feststellung der Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes der Flüssigkeit 102, also der Entfernung dieses pH-Wertes vom Soll-Wert, wird in der Differenzierschaltung 114 aus der Meßspannung Um eine deren zeitliche Änderung bezeichnende Spannung gewonnen, deren positiver Anteil am Ausgang des nachgeschalteten Gleichrichters 116 auftritt und ein Maß für die Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes ist. To determine the rate of change in the pH of the liquid 102, i.e. the removal of this pH value from the setpoint value, is shown in the differentiating circuit 114 obtained from the measurement voltage Um a voltage which characterizes its change over time, whose positive component occurs at the output of the downstream rectifier 116 and is a measure of the rate of change in pH.

Der Ausgang des Gleichrichters 116 ist über einen Ruhekontakt des Relais 110 an den Eingang eines Impedanzwandlers 117 angeschlossen, der beispielsweise einen p-Kanal-Sperrschicht-Feldeffekttransistor enthält und einen Eingangswiderstand von mehr als 1011 Q hat. Am Eingang dieses Impedanzwandlers 117 liegt außerdem ein Kondensator 118, der mit seinem anderen Ende an Massepotential angeschlossen ist. Es ist ohne weiteres klar, daß der Kondensator 118 zusammen mit dem Impedanzwandler eine lntegrationsschaltung darstellt, deren Entladezeit durch den Widerstand des Impedanzwandlers bestimmt ist. Somit wird durch die Aufladung des Kondensators 118 ein zeitlicher Mittelwert von dU/dt gebildet, d. h. die Aufladung des Kondensators 118 pro Zeiteinheit ist ein Maß für die Änderungsgeschwindigkeit des pH-Wertes der Flüssigkeit 102. The output of the rectifier 116 is via a normally closed contact of the Relay 110 connected to the input of an impedance converter 117, for example includes a p-channel junction field effect transistor and an input resistor of more than 1011 Q Has. At the input of this impedance converter 117 there is also a capacitor 118, the other end of which is at ground potential connected. It is readily apparent that the capacitor 118 along with the impedance converter represents an integration circuit, the discharge time through the resistance of the impedance converter is determined. Thus, by charging of the capacitor 118 a time average of dU / dt is formed, d. H. the charge of the capacitor 118 per unit of time is a measure of the rate of change the pH of the liquid 102.

Die Aufladung des Kondensators 118 erfolgt nur während der Zeitspanne, während der der pH-Wert der Flüssigkeit 102 noch so nahe am Soll-Wert liegt, daß am Ausgang der Schwellwertschaltung 109 noch kein Signal aufgetreten ist. Gibt die Schwellwertschaltung 109 bei Erreichen einer vorgegebenen Abweichung des pH-Wertes vom Soll-Wert ein Ausgangssignal ab, so wird das Relais 110 erregt, so daß dieses durch Schließen des dargestellten Arbeitskontaktes die Pumpe 111 aktiviert und durch Öffnen des zwischen Gleichrichter 116 und Impedanzwandler 117 liegenden Ruhekontaktes die weitere Aufladung des Kondensators 118 unterbricht. The capacitor 118 is only charged during the period while the pH of the liquid 102 is still so close to the target value that no signal has yet occurred at the output of the threshold value circuit 109. Give the Threshold value circuit 109 when a predetermined deviation in the pH value is reached an output signal from the setpoint value, the relay 110 is energized so that this by closing the normally open contact shown, the pump 111 is activated and through Opening of the normally closed contact between rectifier 116 and impedance converter 117 the further charging of the capacitor 118 is interrupted.

Durch die Aktivierung der Pumpe 111 beginnt diese Chemikalien in die Flüssigkeit 102 zu pumpen, und zwar entsprechend der Frequenz der vom Spannungs/Frequenz-Wandler 119 abgegebenen Rechteckimpulse. By activating the pump 111, this chemical starts in to pump the liquid 102 according to the frequency of the voltage / frequency converter 119 emitted square-wave pulses.

Diese Frequenz ist durch die Eingangsspannung am Wandler 119 und damit durch die durch die Aufladung des Kondensators 118 festgelegte Ausgangsspannung des Impedanzwandlers 117 bestimmt. Die Pumpe 111 arbeitet daher mit einer Fördergeschwindigkeit, die von der zuvor festgestellten mittleren zeitlichen Änderung des pH-Wertes der Flüssigkeit 102 abhängt.This frequency is determined by the input voltage at converter 119 and thus by the output voltage established by the charging of the capacitor 118 of the impedance converter 117 is determined. The pump 111 therefore works at a delivery speed that of the previously determined mean change in the pH value over time Fluid 102 depends.

Die weiterhin am Ausgang des Gleichrichters 116 auftretende Spannung wird über den Widerstand 115 abgeleitet In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß es ohne weiteres möglich ist, bei einem bekannten, die Flüssigkeit 102 enthaltenden System vorherzubestimmen, welche Chemikalienmenge der Flüssigkeit 102 zugesetzt werden muß, um für den Fall einer mit einer bestimmten Geschwindigkeit erfolgenden pH-Wert-Änderung eine Rückführung des pH-Wertes auf den Soll-Wert zu erreichen. Ist ein entsprechender pH-Wert erreicht, wird das Relais 110 stromlos und damit schalten die Kontakte in die in der Figur gezeigten Stellung zurück, so daß der Antrieb der Pumpe 111 unterbrochen ist. The still at the output of the rectifier 116 occurring stress is derived via resistor 115 In this context it should be noted that that it is readily possible with a known one containing the liquid 102 System to determine beforehand what amount of chemicals will be added to the liquid 102 must be made in order for the case of one to be done at a certain speed pH value change to achieve a return of the pH value to the target value. If a corresponding pH value is reached, the relay 110 is de-energized and thus switch the contacts back to the position shown in the figure, so that the Drive of the pump 111 is interrupted.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, daß die Änderung oder Abweichung des pH-Wertes einer Flüssigkeit bezüglich eines Soll-Wertes immer nur in einer Richtung erfolgt. Mit den dargestellten Anordnungen ist es jedoch auch mit geringen Änderungen möglich, Abweichungen des pH-Wertes in beiden Richtungen vom Soll-Wert regelnd zu berücksichtigen. Hierzu muß einerseits der Einweggleichrichter 16 bzw. 116 durch einen Zweiweggleichrichter ersetzt werden, der aus der ermittelten zeitlichen Änderung +dU/dt der Meßspannung Um den Absolutwert dieser Änderung bildet, also nicht nur die positive Änderung berücksichtigt, und andererseits muß eine zweite Pumpe vorgesehen werden, die über einen dem Differenzverstärker 7 bzw. 107 entsprechenden Differenzverstärker und eine der Schwellwertschaltung 9 bzw. 109 entsprechende Schwellwertschaltung aktiviert wird, um bei Abweichung des pH-Wertes vom Soll-Wert in der anderen Richtung der Flüssigkeit eine andere Chemikalie zuzusetzen, die eine Rückführung des pH-Wertes in Richtung auf den Soll-Wert bewirkt, und zwar ebenfalls gesteuert von den Rechteckimpulsen des Wandlers 19 bzw. 119. In the exemplary embodiments shown, it was assumed that that the change or deviation in the pH of a liquid with respect to a The set value is only ever carried out in one direction. With the arrangements shown However, it is also possible with minor changes to detect deviations in the pH value in in both directions from the setpoint. To do this, on the one hand the half-wave rectifier 16 or 116 is replaced by a full-wave rectifier, from the determined change over time + dU / dt of the measuring voltage Um the absolute value this change forms, so not only the positive change is taken into account, and on the other hand, a second pump must be provided, which via a differential amplifier 7 or 107 corresponding differential amplifier and one of the threshold value circuit 9 or 109 corresponding threshold value circuit is activated to in the event of a deviation the pH value from the set value in the other direction of the liquid is another Adding a chemical that brings the pH back towards the target value caused, also controlled by the square pulses of the transducer 19 or 119.

Claims

Claims: 1. Method for regulating the pH value of a liquid to a target value if the actual value deviates from the target value by adding Chemicals, whereby the dosing speed with which chemicals are added, depends on the deviation of the pH value, d a du r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the metering rate as a function of the rate of change the pH value is regulated.

2. The method according to claim 1 for regulating an existing actual value to a target value, characterized in that the chemicals initially with a predetermined dosing rate are added and that the dosing rate with increasing rate of change of the pH value below the specified dosing rate is decreased.

3. The method according to claim 2, characterized in that a den The measuring voltage indicative of the actual value is generated and used to reduce the dosing speed with increasing rate of change of the pH value a control voltage from the Difference between a reference voltage and the change in the measurement voltage over time is formed.

4. The method according to claim 3, characterized in that the control voltage is used to regulate the delivery volume of a pump, which when a specified deviation of the actual value from the target value is activated.

5. The method according to claim 1 for regulating one of the setpoint value removing actual value, characterized in that the rate of change, with which the actual value deviates from the target value, and the dosing speed is set according to the measured rate of change.

6. The method according to claim 5, characterized in that a den The measuring voltage indicating the actual value is generated and the mean change over time the measurement voltage representing control voltage is formed that when reaching a given size of the actual value, a pump is activated to supply the chemicals is, the delivery volume is adjusted by means of the control voltage, and that at the same time the averaging of the control voltage is interrupted when the pump is activated will.

7. The method according to claim 4 or 6, characterized in that the control voltage to a voltage / frequency converter that generates square-wave pulses is supplied, and that the square-wave pulses to adjust the delivery volume of the Pump can be used.

8. The method according to claim 7 with a voltage / frequency converter, where the frequency of the square-wave pulses is a function of the applied control voltage is, characterized in that the square-wave pulses to control the stroke frequency of the pump.

9. The method according to claim 7 with a voltage / frequency converter, where the pulse length of the square-wave pulses is a function of the applied control voltage is, characterized in that the square-wave pulses to regulate the duty cycle of the pump.

The invention relates to a method for regulating the pH a liquid to a target value if the actual value deviates from the target value by adding chemicals, with the dosing speed, with the chemicals be added, depends on the deviation of the pH value.

In a known method of this type, that for the continuous automatic neutralization or the setting or compliance with a certain pH value in technical or industrial water cycles, e.g. in cooling water treatment, or is used for waste water, the dosing speed is according to the Size of the to be compensated resp.

adjusted pH range to be regulated, d. H. it gets lower at If the pH value deviates from a target value, the dosing speed is slow and if there is a large deviation, a higher dosing speed is set.

Such a method is useful to some extent when the volume of liquid to be controlled is relatively small. In plants and systems with large volumes of liquid, however, difficulties arise because mixing the liquid often lasts so long that there is an overdose of chemicals has taken place if there is still a deviation of the actual value from the target value at the measuring point is measured. In other words, the fluid system shows a kind of hysteresis behavior, which makes it extremely difficult, if not impossible, to adjust the dosing speed in Depending on the size of the deviation of the actual value from the target value to be set in such a way that that there is an exact adjustment of the actual value to the target value without the actual value deviates from the target value in the other direction.

Furthermore, there are already general regulations with auxiliary control variables known, for which the auxiliary controlled variable is also used to improve the control behavior the actuator adjustment influenced (J. Hengstenberg »Measure and rules in the chemical technology «), for example the starting temperature of a steam generator to regulate by using the changing temperature in order to be fed To inject hot steam water. However, this known method is based on one Completely different technical field than the aforementioned regulation of the pH of a liquid.

In contrast, it is the object of the invention to provide a method for regulation of the pH value of a liquid to create a regulation of the actual value enables a target value without initially moving in one direction from the target value deviating actual value is changed by the control so that it is in the other direction deviates from the target value.

To solve this problem, the method of that mentioned at the beginning Kind so improved that the metering speed depends on the rate of change the pH value is regulated.

The rate of change in the pH of the liquid in one The given system is, as has been shown, a particularly suitable size for the Definition of the dosing rate at which chemicals are added to the liquid must be in order to set the actual value to a specified target value.