Regelung PH Wert

hubert

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Hallo Leute.

Hab da mal eine Frage an euch. Es geht um eine Anlage bei der ich auf einen bestimmten PH Wert hinregeln muss.
Folgende Situation. Es wird eine Säure mit einem PH Wert von ungefähr 3 bis 4 in eine Behäter von ca. 20m³ gepumpt. Dies kann einmal mehr oder weniger als 20m³ sein. Jetzt soll ich mit einer Membranpumpe (nicht Frquenzgesteuert) auf einen PH Wert von 10.5 hinregeln. Was für einen Regel würdet ihr hierfür verwenden. Nur ein P oder auch ein PI Regler. Das Ganze sollte relativ schnell und relativ genau gehen. Die Taktung sollte über Impuls Pause gehen. Bin für euer Antworten sehr dankbar.
 
Also, ich würde da nen PI-Regler nehmen, es sei denn, es soll wirklich ultraschnell gehen und es ist egal, ob 10,5 pH überschritten werden.

Nur mal so aus Neugier, wird der Behälter umgepumpt oder mit nem Rührwerk durchmischt? Wird direkt in den Behälter geimpft oder in ne evtl. vorhandene Umpumpleitung?

Im übrigen muss die Pumpe nicht wirklich frequengesteuert sein (hattest ja geschrieben). Es gibt auch Teile von z.B. Fa. Lang die du mit nem Stromsignal 4-20mA ansteuern kannst. Da könnte man dann z.B. gar keinen P- oder PI-Regler nehmen sondern nur in Abhängigkeit von der pH-Abweichung die erorderliche Menge Lauge zudosieren.

Gruss Dabbes
 
Er schreibt ja dass er den pH-Wert auf 10,5 regeln will. Wegen der Verzögerung reicht es dann ja nicht bei 10,5 die Pumpe auszustellen.

Die Regelstrecke würde ich in dem Bereich als integrierende Strecke ohne Ausgleich und mit Verzögerung annehmen.

Aufgrund des Pufferverhaltens einiger Lösungen würde ich einen I-Anteil nur sparsam einsetzen. Außer du weißt genau wie deine Lösung reagiert, aber linear ist das meistens nicht. Auch wenn die Formeln des pH-Wertes vermuten lassen man könnte im voraus die zu füllende Menge bestimmen.

Damit der P-Anteil höher gewählt werden kann würde ich einen PD-(oder PID)Regler mit kleinem I-Anteil einsetzen.
 
Danke schon mal für die Antworten.

Zu "Dabbes vorm Herrn".
Die Säure wird als erstes in den 20m³ Behälter bis gepumpt. Nach dem Pumpen wird ein Rührwerk gestartet, das für eine gewisse zeit Vorläuft. Nach der Vorlaufzeit wird mit der Regelung begonnen. D.h. das Rührwerk läuft während der Ganze Zudosierung mit. Ich hoffe jetzt ist mein Vorhaben etwas klarer.
 
ich denke mal das es sich um einen verbrauchten elektrolyt handelt, also mit hohem metallgehalt.
PI-regler wäre da wohl am besten.
das problem ist das sich der pH-Wert am anfang nur langsam ändert.
je näher du an pH7 kommst desto schneller gehts.
über pH7 gehts dann wieder immer langsamer.
das liegt daran daß der pH-wert eine logarythmische funktion ist.
sollte aber dennoch funktionieren.
schau dir dazu mal den SFB/FB41 "CONT_C" und SFB/FB43 "PULSGEN" an.
 
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Danke.

Merci schon mal für die Antworten. Habe mir auch schon fast gedacht das es mit ein PI Regler am besten geht. Eine andere Frage mal habt ihr schon mal gehört, das man die Redox genau wie den PH wert angibt. Also mit 4 oder so. Ich kenne es nur über die mV Einheit, das dies ja da Spannungsdifferenz beim Reduktions- bzw. Oxidationsvorgang ist. Gibt es da auch eine Umrechnungfaktor. Meine Sonde gibt mir einen Redoxwert von -1500mV bis 1500mV. Danke schon mal für Euere Antworten.
 
Gibt es eigentlich einen Chemiker dort, der genau weiss was sich dort abspielt? Wenn Du die Menge der Säure mit einem bestimmten ph-Wert hast und die Base, dann könnte sich die zu dosierende Menge wahrscheinlich errechnen lassen.
Georg
 
Gibt es eigentlich einen Chemiker dort, der genau weiss was sich dort abspielt? Wenn Du die Menge der Säure mit einem bestimmten ph-Wert hast und die Base, dann könnte sich die zu dosierende Menge wahrscheinlich errechnen lassen.
Georg
das geht leider nicht.
das hängt von mehr ab als nur pH-wert und menge.
dazu musstest du erstmal die ionen zählen.:ROFLMAO:
 
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pH=negativer dekadischer Lograrithmus der H-Ionen Konzentration.
Dies reicht wahrscheinlich nicht aus um die Menge zu berechnen, darum der Hinweis auf den Chemiker.
Georg
 
Da war doch noch was, wenn man starke Säuren und starke Basen mischt. Außer dass die ganze Sache etwas wärmer wird, entsteht zumindest bei Salzsäure und Natronlauge zusätzlich Kochsalz.
Also sind an einer Änderung der pH-Wert von 4 nach 10 wohl mehrere Reaktionsschritte vorhanden.
Würde mich aber auch interessieren.

Aber Chemie ist auch schon lange her - außer zum Platinen ätzen brauch ich das kaum ;-)
 
Die Frage wird wohl sein, wird das überhaupt eine Pufferlösung? Eine Pufferlösung bedingt meines Wissens schwache Säure mit starker Base oder eben umgekehrt. Wenn Exotherme Reaktionen dazukommen (war das nur Andeutung oder kommt es wirklich dazu?) würde ich wirklich den Chemiker fragen!
Georg
 
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sicherlich wird das ganze sich erwärmen.
richtig heiß wird es aber nur bei höher konzentrierten lösungen.
es kann auch zu schaumbildung kommen, also langsam dosieren.
die benötigte laugemenge ist auch abhängig vom metallgehalt da ein großteil der lauge dabei drauf geht die metallionen in hydroxide "umzuwandeln".
die fallen dann aus da sie schwer löslich sind und können abgefiltert werden.
das wird der hubert in mehreren stufen machen müssen um alle metalle auszufällen (Nickel/Chrom/Eisen) da jedes metall einen anderen Fällungs-pH-Wert hat.
 
PI(D) Regler sind eigentlich nicht besonders gut geignet für Ph Regelung gerade wegen dieses Puffereffekts. Ich hatte das Problem genau umgekehrt vor 15 Jahre wo das Abwasser einer Speiseölwerke neutralisiert werden müsste, in diesem Fall mit Kalk-Dosierung über eine Schnecke. Die Lösung war einfach aber trotzdem sehr effektiv.

Die Dosierung über die Schnecke würde über eine Rampe langsam hoch gefahren bis die Ph-Messung eine gewisse Abstand zum Sollwert hatte. Dann wurde die Schnecke ausgeschaltet und die Rampe erneut angefangen. So kann man eine hohe Dosierung erreichen in dem Bereich wo die Ph sich nur langsam ändert und trotzdem im kritischen Bereich nur langsam dosieren. Abhängig wie genau man regeln muss kann man dann ein Ph-Bereich definieren wo man über geht zum konstanten Dosieren.

Die Rampengeschwindigkeit sowie die Grenzwerten und Konstant-Dosierung muss man durch "trial and error" aussuchen, aber normalerweise ist das nicht so schwierig. Sagen wir so, damals habe ich etwa anderthalb Tage gebraucht um die Abwasseranlage im Griff zu kriegen, der Programmierer mit seinem PID-Regler hatte schon drei Wochen versucht (meine Vorschläge wollte er nicht hören weil ich als DCS Programmierer der von S5 nichts wusste keine Ahnung haben konnte! Übrigens, in den anderthalb Tagen musste ich mich auch AWL beibringen.)

Einziges Problem - an einen FU kommst Du nicht vorbei, ich kann mich nicht vorstellen, dass Du die Regelung im Griff kriegst mit einer konstanten Dosierungsmenge.
 
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PI(D) Regler sind eigentlich nicht besonders gut geignet für Ph Regelung gerade wegen dieses Puffereffekts. Ich hatte das Problem genau umgekehrt vor 15 Jahre wo das Abwasser einer Speiseölwerke neutralisiert werden müsste, in diesem Fall mit Kalk-Dosierung über eine Schnecke. Die Lösung war einfach aber trotzdem sehr effektiv.

Genau wegen diesem Puffereffekt hätte ich gesagt dass sich ein integriender Anteil negativ auswirkt. Die Regelstrecke lässt sich auch mit einem reinen P-Regler ohne bleibenden Fehler ausregeln. Ein D-Anteil nur, um im steilen Bereich der Kurve den Regler schon einzubremsen bevor der Wert überschritten wird.

Aber wenn du sowas schonmal programmiert hast wirst du besser als ich wissen wie die Strecke reagiert.

Im Anhang mal ein Scan aus einem Chemiebuch was ich hier liegen habe. Dort ist eine Titrationskurve von Essigsäure mit Ätznatron aufgezeichnet.
So ähnlich dürfte das bei der Beize auch aussehen oder?
 

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