在线水质分析仪器为水工业实现过程控制提供保障

　　1引言

　　今天，过程控制系统已经成为工业企业中不可或缺的重要组成部分，无论是在石油、化工、电力、冶金、造纸、酿造等传统制造行业，还是在半导体、水处理、生物制药等新兴的工业行业中，过程控制及自动化在帮助企业提高产量和产品质量、降低能耗、保证生产安全、提高劳动生产率等方面，都起着举足轻重的作用。

　　20 世纪 60 年代，人类就开始意识到水资源短缺、水体污染及其由此带来的一系列问题，在保护水资源、保障人们获得干净饮用水的压力下，水处理工业作为一个新兴的行业得到了长足的发展。由于在节能降耗和保证水质达标等方面表现出来的重要性，过程控制系统在水工业行业也受到了重视。国际水协会(IWA)的前身国际水污染研究协会(IAWPR)自 1973 年就开始组织了主题为 ICA(Instrumentation -仪表，Con-trol -控制，Automation -自动化)的专题会议，专门推广和研究水处理领域的过程控制系统及在线水质分析仪器的应用。

　　2过程控制系统的应用情况及曾受到的制约

　　过程控制系统是以表征生产过程的参数或变量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。表征生产过程的主要参数或变量有温度、压力、流量、液位、组分、 浓度等。过程控制系统一般包括仪表系统、监控及数据处理系统、控制系统几个功能部分。其中，监控及数据处理系统、控制系统涉及的技术及应用具有许多共通性;而仪表系统作为获取信息的关键设备，在不同工业行业的应用中，具有相当大的差异性，常常成为在特定工业行业应用的制约因素;在石油、化工、电力、冶金、造纸等传统制造企业里, 生产过程中的温度、压力、流量是非常重要的, 有关这 3 个参数的监测及应用技术已经发展得非常成熟，相应仪器仪表的使用也非常普遍，这几类仪器仪表的研发及生产已经成为一个庞大的产业，有力地支持了工业企业实现生产过程控制及自动化。目前，随着分析仪器技术的发展，成分、浓度分析仪器也得到了快速的发展和应用，在大型石化企业中，开始大量采用作为成分分析的在线工业色谱及工业质谱。对于水工业而言，水质是最重要的成分参数，在线水质分析仪器成为水工业仪表系统中最为关键的一部分。

　　在从前，在线水质分析仪器的应用受到以下两种因素的影响：其中一个主要原因是投入产出分析，相对于过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用而言，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高;另外一个原因是在线水质分析仪器和技术，当时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不一定能完全满足过程控制的要求，可以实现在线分析的水质参数也不是很多。这些因素造成了水工业行业的运行管理者和水处理工程师对采用在线水质分析仪器都持有一种谨慎的态度，从而严重制约了在线水质分析仪器在水工业过程控制中的应用。