用PH控制儀控制前處理水槽自來水閥

劉行全 謝利紅

1.概述

在各類對金屬工件表面處理的工藝中，均涉及到除脂（油）及磷化后水洗（水洗包含水浸洗或噴淋），雖然在生產控制上要求對水閥進行管控，但因為沒有具體的量化或數據管控，往往為保證把工件洗干凈，導致水閥常開，造成水浪費嚴重。所以，對前處理水洗槽的水閥開關實施數控非常必要。

根據生產工藝，除脂（油）的藥液主要是堿性，而磷化藥液又顯酸性，為此，采用帶探頭的PH值控制儀，檢測除油后水洗槽的堿性值及磷化后的酸性值。根據酸堿度去自動控制水閥的開與關，理論上是可行的。考慮對PH儀器檢修或損壞時實施對水閥的自動控制，在PH儀器控制水閥前加一個微電腦時間控制器（型號KG316T），當 PH控制儀器處于檢修停用狀態時，用微電腦時間控制器設定水閥的開關時間，也能比較準確地自動控制水閥開與關。

2.技術措施

（1）采用帶2個探頭、型號為OPM-223的PH控制儀（也可以選1個探頭的2個PH控制儀對除油水洗槽與磷化水洗槽分別控制，型號為ORP-2002），將探頭安裝在水槽適當位置，檢測水的酸堿度來控制自來水水閥的關與開。

（2）為安全起見，水槽的水閥開關均選取線包為DC 24V電壓的水閥（外接AC 220V經過整流達到DC 24V），確保從控制箱出來的線路均為安全電壓。

（3）利用PH控制儀的內部觸點控制外接繼電器線包電源，水閥開關的電源由該繼電器的常開觸點控制。在PH值未達到設定值時，PH控制儀不給外部繼電器電源信號，水閥電源無電，水閥處于斷開狀態，水槽使用槽內原有水；當PH控制儀測得水槽的PH值達到設定值時，其內部觸點就給外部繼電器電源信號，繼電器常開觸點閉合，水閥電源得電開啟，開始給水槽供水。

（4）具體參數根據實際水洗工件干凈為準。

（5）考慮到PH控制儀故障時的檢修，在電路上增加了手動轉換開關QF，當PH控制儀檢修或探頭保養時，將選擇開關QF轉至微電腦時間控制器，現場可根據需要設定水閥的開與關時間，利用微電腦時間控制器的2個常開觸點替代原中間繼電器的常開觸點。在設定水閥開啟時間內，水閥得電，給水槽供水；在設定水閥關閉時間內，水閥斷電，停止給水槽供水。

3.電氣原理（圖 1、2）

（1）原理圖說明。①圖中元器件為：1個24V直流電源；帶PH探頭的PH控制儀器（雙探頭1個或單探頭2個）；中間繼電器KA 1個或2個，按鈕轉換開關QF 1個；水閥開關2個；微電腦時間控制器1個，電源指示燈1個，5A保險絲1個。②對于雙探頭PH控制儀，當除油后水洗槽的pH值＞9.5時，PH控制儀給內部觸點48、49電信號，中間繼電器KA1線包有電，KA1的2、3觸點閉合，除油后水洗槽供水的水閥YV1得電，處于開啟狀態，給水槽供水；當除油后水洗槽的pH值＜8.8時，PH控制儀給內部觸點48、49斷電信號，中間繼電器KA1線包斷電，KA1的2、3觸點斷開，水閥YV1斷電，停止給水槽供水。當磷化后的水槽的pH值＜4.5時，pH控制儀給內部觸點58、59通電信號，中間繼電器KA2線包得電，KA2的2、3觸點閉合，給磷化后水洗槽供水的水閥YV2有電處于開啟狀態，給水槽供水；當磷化后水洗槽的pH值＞5.7時，PH控制儀給內部觸點58、59斷電信號，中間繼電器KA2線包斷電，KA2的2、3觸點斷開，水閥YV2斷電，停止給水槽供水。③對于單探頭PH控制儀，需要對2個控制儀分別控制兩個水洗槽的水閥開關，原理與上述一樣。④當探頭需要保養或控制儀需要檢修時，將按鈕轉換開關QF轉換到微電腦時間控制器位置，各水閥的開啟不再受PH控制儀的控制，而是由兩個常開觸點與中間繼電器2常開觸點并聯的微電腦時間控制器控制。在設定供水時間內，微電腦時間控制器的觸點閉合，水閥得電開啟，給水槽供水；在設定停止供水時間內，微電腦時間控制器的觸點斷開，水閥斷電，停止給水槽供水。

4.使用效果

采用PH控制儀控制前處理水槽自來水的開與關后，前處理自來水用量大幅下降，節約40%以上的自來水。以事業部2條自動前處理為例，設計安裝PH控制儀所花費用為5261×2=10522元；安裝PH控制儀前，2條前處理線每天用自來水量平均在275t，安裝PH控制儀后，2條前處理線每天用水量平均在150t，節約用水125t，按目前自來水公司價格3.53元/t，每天節約3.53×125=441.25元，年節約水費126859元（每月按25天，年按11.5月計算）。年節約廢水處理費用4.6元/t×125×25×11.5=165312.5元。自來水與處理廢水1年合計節約費用為：126859+165312.5-10522=281649.5元。該方案簡單易行且節約用水的環保意義及社會效益更是不可低估。