Автоматизация контроля pH-показателя в промышленном производстве актуальна для предприятий, стремящихся к импортозамещению и повышению эффективности очистных сооружений и гальванических цехов. В статье рассматривается переход от ручных измерений к непрерывному мониторингу с помощью современного контроллера pHM1 с интерфейсом RS-485 и датчиков рН-хххх с температурной компенсацией.
Измерение pH — стандартная задача в гальваническом производстве. Такие измерения позволяют дозировать ре- агент для поддержания нужного химического состава раствора в поточном режиме или в емкости. При этом наиболее распространены ручные измерения рН, отбор проб и ожидание результатов из лаборатории. Более 60% предприятий на территории России пользуются именно этим способом. Главный минус такого подхода — дискретность и непостоянство измерений. Величина рН известна только в момент забора пробы, а между замерами могут происходить критические скачки pH, которые останутся незамеченными и приведут к порче оборудования или конечного продукта — итогового раствора.
Сейчас существуют более современные инструменты и технологии для выполнения измерений. Для исключения избыточных расходов на реагенты и поддержания раствора нужного качества в системах с дозированием pH рекомендуется применять промышленные pH-метры, такие как, например, контроллер pHM1 с интерфейсом RS-485 и линейка датчиков рН-хххх.
Базовая автоматизация измерения pH
Для базовой автоматизации процесса дозирования нужен только контроллер pH, совместимый с ним датчик и аксессуары для монтажа электрода. Промышленный электрод устанавливается в трубопровод с реагентом или раствором кислоты и непрерывно измеряет pH и температуру при высоком давлении, высокой скорости потока и в агрессивной среде. Измеренные значения поступают на контроллер pH, который автоматически сравнивает их с заданным уровнем и подает сигнал на клапан или задвижку для добавления реагента. Это позволяет поддерживать нужную концентрацию без ручного контроля. При необходимости pH-метр можно подключить к ПЛК для более точного управления и ПИД-регулирования.
Как точный контроль pH помогает добиться стабильного качества продукции
Чтобы выпускать продукт наиболее высокого качества, при измерении pH необходимо контролировать температуру среды и состояние электрода. Эталонная температура измерения pH — 25°C. При отклонении на каждые 10°C значение pH может изменяться на 0,3–0,4 единицы. Контроллер pHM1 автоматически измеряет pH и температуру и корректирует показания с помощью встроенной температурной компенсации (АТК), исключая ошибки при колебаниях температуры.
Кроме того, при длительной работе в агрессивных средах, контакте с белками, маслами на стеклянной мембране электрода образуется гидратированный слой, который ухудшает электрический отклик сенсора. Чтобы минимизировать влияние старения электрода, его необходимо периодически калибровать. Рекомендуемый интервал — каждые 2–3 месяца, однако точная периодичность зависит от условий эксплуатации и степени загрязнения мембраны. В контроллере pHM1 реализована калибровка по двум или трем точкам, при этом трехточечная калибровка обеспечивает максимальную точность до 0,02% pH.
Измерение pH c удаленным мониторингом и аналитикой
Зачастую индикации рН по месту недостаточно. Необходимо передать данные в системы верхнего уровня: контроллеры, панели оператора, SCADA или OwenCloud. Проверенное решение — передача данных об измерениях по интерфейсу RS-485. Данные, обработанные в ПО верхнего уровня и отображенные на панели оператора, дают возможность наглядно видеть динамику изменения рН и прогнозировать необходимую концентрацию реагентов в растворе. Архивация данных измерений позволит увидеть, как протекают химические реакции с течением времени. Самый быстрый и простой способ мониторинга — использование рНМ1 и простой SCADA-системы Owen Monitor. Добавить прибор, отобразить графики и запустить архивацию значений можно за 5 минут.
В заключение отметим, что переход от ручного способа измерений к аналитике, мониторингу и точным измерениям является закономерным современным решением.
