一种废气监测自动控制系统和方法

技术领域

本申请涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种废气监测自动控制系统和方法。

背景技术

废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体，排放的废气气味大，严重污染环境和影响人体健康，化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体，化工废气往往含有污染物种类很多，物理和化学性质复杂，毒性也不尽相同，严重污染环境和影响人体健康，因此，需要通过废气处理系统对废气进行处理。

现有的废气净化处理系统一般是在净化塔内进行的，利用塔内的过滤组件过滤掉废气中的颗粒状杂质，利用塔内喷出的雾状净化处理液去中和废气中的酸性或碱性成分，虽然净化处理的原理都大体一致，目前的废气处理系统无法完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，并且目前的废气处理系统对于各阶化学处理控制方法单一，导致化学品用量的浪费，进一步的导致降低废气处理的可靠性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种废气监测自动控制系统和方法，以解决现有废气处理系统无法完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，并且目前的废气处理系统对于各阶化学处理控制方法单一，导致化学品用量的浪费，进一步的导致降低废气处理的可靠性的问题。

第一方面，本申请提供一种废气监测自动控制系统，包括：控制平台以及与所述控制平台通信连接的废水处理结构，所述废水处理结构包括依次连接的多级喷淋塔组件、分别和每级所述喷淋塔组件连接的加药组件，以及与最后一级所述喷淋塔组件连接的风机；

所述控制平台，用于基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

采用上述技术方案的情况下，废气监测自动控制系统包括：控制平台以及与所述控制平台通信连接的废水处理结构，所述废水处理结构包括依次连接的多级喷淋塔组件、分别和每级所述喷淋塔组件连接的加药组件，以及与最后一级所述喷淋塔组件连接的风机；所述控制平台，用于基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配，从而可以节约药剂，完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，也即是完成对废气的一整套处理过程，并进一步的提高废气处理的可靠性。

在一种可能的实现方式中，所述控制平台，用于基于所述废水处理结构的负压监测值进行所述风机的功率自动调频，以实时满足工艺排风要求。

在一种可能的实现方式中，所述喷淋塔组件包括喷淋塔，以及设置在所述喷淋塔下方的水箱，还包括分别和所述水箱以及所述喷淋塔连接的至少一个喷淋泵；

所述控制平台，还用于检测所述喷淋泵的相关参数，在所述相关参数和预设对应参数不匹配时，执行对应的参数控制。

在一种可能的实现方式中，所述加药组件包括加药箱、与所述加药箱连接的槽罐车加注子单元，以及分别和所述加药箱连接的至少一个加药泵，所述加药箱通过至少一个所述加药泵和所述水箱连接，所述控制平台，用于基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配，包括：

所述控制平台，还用于基于最后一级所述喷淋塔废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药泵的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

在一种可能的实现方式中，所述控制平台，还用于进行终端状态监测、数据冗余控制以及故障切换控制。

在一种可能的实现方式中，所述控制平台包括控制器、以及分别和所述控制器连接的废气监测模块和系统策略模块；

所述控制器，用于获取所述负压监测值、所述废气检测模块确定的所述废气排放检测数值；

所述系统策略模块，用于基于所述负压监测值进行所述风机的功率自动调频；

所述系统策略模块，还用于基于所述废气排放检测数值，结合所述控制器控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量。

在一种可能的实现方式中，所述控制平台还包括：与所述控制器连接的冗余模块；所述冗余模块包括电源冗余子模块、通讯冗余子模块、传感器冗余子模块、数据丢失冗余子模块和设备故障冗余子模块。

在一种可能的实现方式中，所述控制平台还包括：与所述控制器连接的人机界面模块；所述人机界面模块用于向所述控制器发出控制指令；

所述人机界面模块，还用于显示所述负压监测值、所述废气排放检测数值。

在一种可能的实现方式中，所述控制器通过工业级远程采集与控制模块分别与所述人机界面模块，以及所述废气监测模块连接。

在一种可能的实现方式中，所述人机界面模块包括系统帮助键、蜂鸣键和显示单元。

第二方面，本申请还提供一种废气监测自动控制方法，应用于第一方面任一所述的废气监测自动控制系统中，所述方法包括：

控制平台基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

第二方面提供的废气监测自动控制方法的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的废气监测自动控制系统的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种废气监测自动控制系统的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种控制平台的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的另一种废气监测自动控制方法的流程示意图。

附图标记：

10-控制平台；20-废水处理结构；201-喷淋塔组件；202-加药组件；203-风机；2011-喷淋塔；2012-水箱；2013-喷淋泵；2021-加药箱；2022-槽罐车加注子单元；2023-加药泵；101-控制器；102-废气监测模块；103-系统策略模块；1041-电源冗余子模块；1042-通讯冗余子模块；1043-传感器冗余子模块；1044-数据丢失冗余子模块；1045-设备故障冗余子模块；105-人机界面模块；106-工业级远程采集与控制模块。

具体实施方式

为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

图1示出了本申请实施例提供的一种废气监测自动控制系统的结构示意图示意图，如图1所示，所述废气监测自动控制系统包括：

控制平台10以及与所述控制平台通信连接的废水处理结构20，所述废水处理结构20包括依次连接的多级喷淋塔组件201、分别和每级所述喷淋塔组件201连接的加药组件202，以及与最后一级所述喷淋塔组件201连接的风机203；

所述控制平台10，用于基于最后一级所述喷淋塔组件201废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件201对应的所述加药组件202的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件201对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

其中，本申请对预设废气排放检测达标限值不作具体数值限定，可以根据实际应用场景做具体调整。

综上所述，本申请实施例提供的废气监测自动控制系统包括：控制平台以及与所述控制平台通信连接的废水处理结构，所述废水处理结构包括依次连接的多级喷淋塔组件、分别和每级所述喷淋塔组件连接的加药组件，以及与最后一级所述喷淋塔组件连接的风机；所述控制平台，用于基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配，从而可以节约药剂，完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，并进一步的提高废气处理的可靠性。

可选的，所述控制平台10，用于基于所述废水处理结构20的负压监测值进行所述风机203的功率自动调频；

其中，可以基于负压监测值自动进行比例、积分、微分算法控制(ProportionalIntegral Derivative，PID)自动调频，以实时满足工艺排风要求。

可选的，参见图1，每级所述喷淋塔组件201包括喷淋塔2011，以及设置在所述喷淋塔2011下方的水箱2012，还包括分别和所述水箱2012以及所述喷淋塔2011连接的至少一个喷淋泵2013；

所述控制平台10，还用于检测所述喷淋泵2013的相关参数，在所述相关参数和预设对应参数不匹配时，执行对应的参数控制。

其中，相关参数可以包括喷淋泵的控制参数，状态参数，压差等，可以基于控制参数和压差进行对喷淋泵的控制，基于状态参数完成对喷淋泵的状态检测，还可以进行故障切换。

可选的，参见图1，所述加药组件202包括加药箱2021、与所述加药箱2021连接的槽罐车加注子单元2022，以及分别和所述加药箱2021连接的至少一个加药泵2023，所述加药箱2021通过至少一个所述加药泵2023和所述水箱2012连接。

其中，如图1所示，示出了三个加药泵2023和水箱2012连接，槽罐车加注子单元包括一个加药泵2023和一个槽罐车加注口，本申请实施例对和水箱连接的加药泵的具体数量不作限定，至少为一个，可以根据实际应用场景做具体设置。

所述控制平台10，还用于基于最后一级所述喷淋塔2011废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药泵2023的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

可选的，所述控制平台，还用于进行终端状态监测、数据冗余控制以及故障切换控制。

在本申请中，可以实现排风调节、加药控制、喷淋吸收、终端检测、人为可干预的闭环数据链，极大提升废气排放的可控性，实现无人干预下的实时废气达标排放。

可选的，图2示出了本申请实施例提供的一种控制平台的结构示意图，如图2所示，所述控制平台10包括控制器101、以及分别和所述控制器101连接的废气监测模块102和系统策略模块103；

所述控制器101，用于获取所述负压监测值、所述废气检测模块102确定的所述废气排放检测数值；

所述系统策略模块103，用于基于所述负压监测值进行所述风机的功率自动调频；

所述系统策略模块103，还用于基于所述废气排放检测数值，结合所述控制器101控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量。

具体的，在本申请中，软件层可分为执行层和策略层，执行层以可编程逻辑(Programmable Logic Controller，PLC)控制器为主负责系统的输入输出控制和本地化执行，策略层以系统策略(Sever)为主，策略性分析判断系统数据，人工手动或系统自动输出控制参数，调节优化执行层的参数设置，可以达到精细化控制，不仅可以实现系统终端自动化运动，并且可以使得终端排放数据完成实时达标，可以实现废气工艺处理全寿命闭环综合性自动控制，实现手动、半自动和全自动的控制方式，极大降低人力输出强度。

可选的，参见图2，所述控制平台10还包括：与所述控制器101连接的冗余模块。参见图2，所述冗余模块包括电源冗余子模块1041、通讯冗余子模块1042、传感器冗余子模块1043、数据丢失冗余子模块1044和设备故障冗余子模块1045。

具体的，电源冗余子模块和通讯冗余子模块可在系统故障或异常时自动切换线路。传感器冗余子模块，可在采用算法对传感器进行判断冗余，当某一传感器值异常时自动切换备用的冗余传感器值，剔除异常监测值。设备故障冗余子模块，用于在设备故障时自动切换至备用设备，例如排风机、循环水泵以及加药泵等。数据丢失冗余子模块，用于对系统历史数据进行备份冗余，防止单一服务器的失效导致数据丢失。

可选的，参见图2，所述控制平台10还包括：与所述控制器101连接的人机界面模块105；所述人机界面模块105用于向所述控制器101发出控制指令；

所述人机界面模块105，还用于显示所述负压监测值、所述废气排放检测数值。

可选的，所述人机界面模块包括系统帮助键、蜂鸣键和显示单元。

具体的，人机界面显示模块可以包括显示单元和数据采集与监视控制(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)子模块，人机界面模块采用多窗口和动态图形方式，可以通过触点的方式选择操作对象或操作指令。

系统帮助键用于在收到用户点击后提供具体操作显示内容，蜂鸣键用于提供可听见的报警蜂鸣声，显示单元上可显示报警摘要和信息摘要，显示单元上还包括命令行、查看图形信息页、检测监控点、控制监控点、查看信息摘要、开始/停止测试、确认报警、手动修改等选择，根据现场实际工况需求，使用人员可增减、启屏、引用、联锁、修改工艺处理流程逻辑，系统的高度可扩展性，便于后期设备硬件扩展。

可选的，参见图2，其特征在于，所述控制器101通过工业级远程采集与控制模块106分别与所述人机界面模块105，以及所述废气监测模块102连接。

其中，工业级远程采集与控制(IO)模块可以接入数字量、模拟量、系统通信对下(ModbusRTU、TCP/IP)、对上OPCProFinet等。

综上所述，本申请实施例提供的废气监测自动控制系统包括：控制平台以及与所述控制平台通信连接的废水处理结构，所述废水处理结构包括依次连接的多级喷淋塔组件、分别和每级所述喷淋塔组件连接的加药组件，以及与最后一级所述喷淋塔组件连接的风机；所述控制平台，用于基于所述废水处理结构的负压监测值进行所述风机的功率自动调频，以实时满足工艺排风要求。所述控制平台，用于基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配，从而可以节约药剂，完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，并进一步的提高废气处理的可靠性。

图3示出了本申请实施例提供的另一种废气监测自动控制方法的流程示意图，应用于图1所示的废气监测自动控制系统中，如图3所示，所述方法包括：

步骤301：控制平台基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配。

综上所述，本申请实施例提供的废气监测自动控制方法，控制平台基于最后一级所述喷淋塔组件废气排放检测数值，控制每级所述喷淋塔组件对应的所述加药组件的启停和/或加药流量，以控制最后一级所述喷淋塔组件对应的所述废气排放检测数值和预设废气排放检测达标限值匹配，以实时满足工艺排风要求，从而可以节约药剂，完成全闭环自动化排放达标的功能完成对废气在废气检测自动控制系统中的全闭环自动化排放达标的功能，也即是完成对废气的一整套处理过程，并进一步的提高废气处理的可靠性。

本申请提供的一种废气监测自动控制方法，用于在如图1所示的废气监测自动控制系统中实现，为避免重复，这里不再赘述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。