如何实现

PID 技术在制浆造纸企业污水处理中对 pH 值的控制

摘要：传统的酸碱中和手动调节存在自身难以解决的缺点，如难于找到合适加药量，

造成中和剂浪费，手动控制安全可靠性差，工作效率低，很难满足实时控制的要求等。因此，
采用先进的

PID 自控技术取代人工调节是污水处理 pH 值控制系统当前发展的趋势。本文先

从理论上分析了

PID 控制的原理，然后结合制浆造纸企业南华纸业有限公司的情况、工艺流

程，设计出了制浆造纸企业的一套

PID 控制 pH 值的系统。

关键词：

pH 值；酸碱中和；PID

   一、前言

随着工业的不断发展和城市人口的急剧增加，环境保护问题日益成为影响和制约人类

社会发展的原因之一，大量工业和生活污水的处理问题受到越来越广泛的重视。为了环境保
护和可持续性发展，必须进行污水处理。现代化的工业生产往往产生大量工业污水，

pH 值

是控制污水排放的一个重要指标，国家环保总局在工业污水排放标准中明确规定了排放工
业污水的

pH 值必须在 6.5-8.5 之间。工业污水的酸碱度值一般远偏离中和值 7，直接排放会

导

 致严重的污染，因此，工业废水必须进行 pH 值检测并根据测量的结果用中和剂处理，

水质达标后方可排放。但是由于污水处理的酸碱中和过程通常呈现严重的非线性，主要表现
为混和溶液的

pH 值在中和点附近的增益很大，此时添加的中和剂略有变化，就能引起 pH

值较大变化，而当

pH 值远离中和点时的增益很小，pH 值变化较缓慢，加入大量中和剂才

能使

pH 值上升或下降。处理过程一般在大 容器或循环管路中进行，使得系统存在较大的时

值，不仅给

pH 值控制带来极大困难，而且大量浪费中和剂。

二、模拟

PID 控制原理

看场合应用

,PID 是由比例、微分、积分三个部分组成的，在实际应用中经常只使用其中

的一项或者两项，如

 P、 PI、 PD、 PID 等。就可以达到控制要求，PID 控制器就是根据系统的

误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

比例（

P）控制

比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅

有比例控制时系统输出存在稳态误差。

积分（

I）控制

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，

如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统
（

System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分

项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分
项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等
于零。因此，比例

+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

微分（

D）控制

在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。