TrustPLC CTSC-200 PLC在CODCr在线分析仪中的应用

一、在线分析仪器简介

　　目前绝大多数的自动在线分析仪器，仍是用电脑、程序控制各种电动泵、阀、气泵，模拟人的各步操作进行分析的间歇式分析仪器，这类仪器的优点是因其是模拟手工法，故和手工法分析的结果有较好的一致性。其缺点是结构复杂、故障率高。国内某环保仪器厂商的COD_Cr在线分析仪使用了TrustPLC CTS7-200系列高性能小型PLC代替单板机和工控机，大大降低了仪器控制系统故障率，并且使仪器具有极强的抗干扰性及抗雷电能力；使用工业触摸屏代替按键开关,使用户界面更加友好,同时还克服了按键开关易接触不良的缺陷。使得仪器的可靠性、抗干扰性更符合国际标准。该分析仪对自来水、江河湖泊水、工业污水以及水处理前高浓度废水等进行直接测量。可广泛应用于环境监测站、污水处理厂、自来水厂、排污监控点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境中COD的测量分析。 

二、在线分析仪器工作原理

　　化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand，简称COD)，是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg／L来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一，但只能反映能被氧化的有机污染，不能反映多环芳烃、PCB，二恶英类等的污染状况。化学耗氧量（COD）这个指标是为了了解水中的污染物将要消耗多少氧,是我国实施排放总量控制的指标之一。

　　流动注射分析（flow injection analysis,简称FIA）是基于把一定体积的液体样本通过阀切入到一个运动着的由适当液体组成的连续载流中，被注入的样本形成了一个带，并被载带到一个检测器中，样本流过检测器的流通池时，其吸光度、电极电位或其它物理特性连续地发生变化，并被记录。典型的FIA仪是由以下几部分组成（如下图所示）： 

a)  泵：用于驱动载流通过细管。
b)  采样阀：可重现地将一定体积的样本溶液注入载流。
c)  微型反应器：样本带在其中分散并与载流中的组分反应，成为流通检测器所响应的产物。
d)  检测器：检测流体的吸光度、电极电位或其它物理特性并记录。 

三、系统设计

　　该COD在线自动监测仪正是应用FIA原理工作的，系统图如下: 

　　载流液从专用载流液瓶中被恒流泵吸入，经泵加压，进入单向阀（V3），然后进入注样阀（V4）。 

1. 载流液→采样环→恒温反应器→冷却箱→流通池→背压管→废液瓶
2. 水样→潜水泵→能差分离器→自动清洗LS环，并使水样充满LS环→喷射泵
3. 水样→潜水泵→自动留样器→喷射泵

　　CO-TRUST TrustPLC CTSC-200系列PLC具有运算速度快、测量稳定、支持PPI通信等优点，系统采用PPI协议用于HMI与PLC间进行数据交换，通信速度很快。 控制系统设备如下图所示：

四、总结

　　该分析仪与传统的COD测量仪器相比有如下特点：

1. 在线测量快速、精确可靠，高重现性，测量范围宽，运行经济等。
2. 操作方便、简单,易维护。
3. 具有完善的报警功能（如：液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部温度过高、试剂用尽、高/低浓度、断电等）