一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法。

背景技术

传统的工业循环冷却水系统主要包括主流程和旁流水处理系统、加药系统、菌藻处理系统、加酸系统、监测换热系统共5个相关系统，工业循环冷却水系统在运行过程中，由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩，其中所含的阴离子和阳离子的浓度增加、pH值变化等致使水质恶化，引起腐蚀或结垢，而循环水的温度、pH值和营养成分有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。

现有技术中，对循环冷却水中阴离子和阳离子的浓度、pH值以及温度进行监控，得到监控数据后，往往需要工人根据经验对循环冷却水进行补给水、加药量进行调节，这就导致了容易出现调节不准确的情况，不利于对循环冷却水的处理效果。

因此我们对此做出改进，提出一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法。

发明内容

（一）本发明要解决的技术问题是：如何自动化对循环水进行控制补给水，并且自动化对加药量进行计算并控制进行加药。

（二）技术方案

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种循环冷却水处理自动控制系统，包括监控终端处理控制系统，所述监控终端处理控制系统均通过无线数据传输网络与控制指令执行系统和数据监测系统相连；

所述监控终端处理控制系统包括编辑录入模块、指令模型数据库、数据库调取模块、数据获取模块、数据审核模块、模型建立模块、模型对比模块、指令生成模块以及指令发送模块，所述编辑录入模块通过数据传输技术与指令模型数据库相连，用于上传存储模型指令数据，所述指令模型数据库通过数据传输技术与数据库调取模块相连，用于调取指令模型数据库中存储的数据和指令，所述数据获取模块通过数据传输技术与数据审核模块相连，用于对数据的精确度进行审核，所述数据审核模块通过数据传输技术与模型建立模块相连，用于根据获取的数据建立数据模型，所述数据库调取模块和模型建立模块均通过数据传输技术与模型对比模块相连，用于将建立的模型与调取的模型进行对比，所述模型对比模块通过数据传输技术与指令生成模块相连，所述指令生成模块通过数据传输技术与指令发送模块相连，用于根据对比数据生成指令，并将指令通过无线数据传输网络发送至控制指令执行系统。

优选的，所述数据审核模块还通过数据传输技术与数据库调取模块相连，用于在审核获取数据正确时，控制数据库调取模块启动，从指令模型数据库中调取相关的数据。

优选的，所述数据监测系统包括循环水pH值传感器、电动阀门状态传感器、补给水流量传感器、补给水温度传感器、补给水电导率传感器、冷却塔液位传感器、循环水导电率传感器、循环水温度传感器、循环水流量传感器以及加药泵流量传感器，所述补给水电导率传感器和循环水导电率传感器用于对补给水和循环水的电导率进行监测，所述补给水温度传感器和循环水温度传感器用于对补给水和循环水和温度进行监测，所述补给水流量传感器和循环水流量传感器用于对补给水和循环水的流量进行监测，所述电动阀门状态传感器用于对电动阀门开启状态进行监测，所述循环水pH值传感器用于对循环水的pH值进行监测，所述冷却塔液位传感器用于对冷却塔中的液位高度进行监测，所述加药泵流量传感器用于对加药泵的流量进行监测。

优选的，所述控制指令执行系统包括加药泵流量控制器、补给水阀门控制器、加酸泵流量控制器、排污泵流量控制器以及循环水泵流量控制器，所述加药泵流量控制器用于对加药泵的流量进行控制，所述补给水阀门控制器用于对补给水阀门流量进行控制，所述加酸泵流量控制器用于对加酸泵流量进行控制，所述排污泵流量控制器用于对排污泵的流量进行控制，所述循环水泵流量控制器用于对循环水泵的流量进行控制。

优选的，所述模型建立模块对循环水浓度N模型公式为

C

C

Q

Q

Q

Q

Q

优选的，所述指令生成模块生成加药量G

一种循环冷却水处理自动控制方法，应用于上述任一项的一种循环冷却水处理自动控制系统，包括以下步骤：

S1、通过监控终端处理控制系统中的编辑录入模块将模型和对应的指令发送至指令模型数据库中进行存储；

S2、当数据监测系统对循环冷却水系统中监测到异常数据时，将数据通过无线数据传输网络传输至监控终端处理控制系统中；

S3、在监控终端处理控制系统中的数据获取模块接收到异常数据时，将数据传输至数据审核模块中，对异常数据进行审核，并在审核完成后上传至模型建立模块中，同时控制数据库调取模块启动调取指令模型数据库中的相关数据；

S4、在模型建立模块生成模型后，与数据库调取模块同步将调取的模型和生成的模型上传至模型对比模块中，模型进行对比，并将对比结果上传至指令生成模块中生成控制指令；

S5、通过指令发送模块发送至控制指令执行系统中，对应启动加药泵流量控制器、补给水阀门控制器、加酸泵流量控制器、排污泵流量控制器或循环水泵流量控制器。

优选的，所述步骤S4中，模型对比模块对数据模型进行对比并通过指令生成模块生成指令包括以下步骤：

a、不灵敏区域坐标原点的确定，当系统处于手动控制时，确定不灵敏区域坐标原点，为从手动控制切换到自动控制做好准备，此时

b、系统运行于不灵敏区域内时的算法，当系统切换至自动控制状态后，此时PV(n)在

当

从而，控制器输出

c、系统运行于不灵敏区域外时的算法，当系统切换到自动控制状态后，若此时PV(n)超过

从而，控制器以偏差E

优选的，所述步骤b中，当系统处于自动控制状态下，通过手动改变设定值SP

优选的，所述步骤c中，当系统处于自动控制下，通过人工改变设定值SP

。

（三）有益效果

本发明所提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法，其有益效果是：

通过将监测数据通过无线数据传输网络发送监控终端处理控制系统中，模型建立模块中进行建模，并同时控制数据库调取模块从指令模型数据库中调取模型和对应的指令，并发送至模型对比模块中进行模型对比计算，确定调节位置和调节量，并通过指令生成模块生成指令，最终通过指令发送模块发送至控制指令执行系统中，对应启动加药泵流量控制器、补给水阀门控制器、加酸泵流量控制器、排污泵流量控制器或循环水泵流量控制器，对循环冷却水进行调节，实现了自动化对循环冷却水的补给水量和加药量进行调节，避免了人工调节导致调节精度不够，进而避免了因对循环冷却水调节精度不够而导致的循环冷却水处理效果不佳的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法的总系统示意图；

图2为本申请提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法的监控终端处理控制系统示意图；

图3为本申请提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法的数据监测系统示意图；

图4为本申请提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法的控制指令执行系统示意图；

图5为本申请提供的一种循环冷却水处理自动控制系统及控制方法的存在不灵敏区区域控制算法结构框架示意图。

图中：1、监控终端处理控制系统；2、无线数据传输网络；3、控制指令执行系统；4、数据监测系统；5、编辑录入模块；6、指令模型数据库；7、数据库调取模块；8、数据获取模块；9、数据审核模块；10、模型建立模块；11、模型对比模块；12、指令生成模块；13、指令发送模块；14、循环水pH值传感器；15、电动阀门状态传感器；16、补给水流量传感器；17、补给水温度传感器；18、补给水电导率传感器；19、冷却塔液位传感器；20、循环水导电率传感器；21、循环水温度传感器；22、循环水流量传感器；23、加药泵流量传感器；24、加药泵流量控制器；25、补给水阀门控制器；26、加酸泵流量控制器；27、排污泵流量控制器；28、循环水泵流量控制器。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1-图5所示，本实施方式提出了一种循环冷却水处理自动控制系统，包括监控终端处理控制系统1，监控终端处理控制系统1均通过无线数据传输网络2与控制指令执行系统3和数据监测系统4相连；

监控终端处理控制系统1包括编辑录入模块5、指令模型数据库6、数据库调取模块7、数据获取模块8、数据审核模块9、模型建立模块10、模型对比模块11、指令生成模块12以及指令发送模块13，编辑录入模块5通过数据传输技术与指令模型数据库6相连，用于上传存储模型指令数据，指令模型数据库6通过数据传输技术与数据库调取模块7相连，用于调取指令模型数据库6中存储的数据和指令，数据获取模块8通过数据传输技术与数据审核模块9相连，用于对数据的精确度进行审核，数据审核模块9通过数据传输技术与模型建立模块10相连，用于根据获取的数据建立数据模型，数据库调取模块7和模型建立模块10均通过数据传输技术与模型对比模块11相连，用于将建立的模型与调取的模型进行对比，模型对比模块11通过数据传输技术与指令生成模块12相连，指令生成模块12通过数据传输技术与指令发送模块13相连，用于根据对比数据生成指令，并将指令通过无线数据传输网络2发送至控制指令执行系统3。

本实施例中，数据审核模块9还通过数据传输技术与数据库调取模块7相连，用于在审核获取数据正确时，控制数据库调取模块7启动，从指令模型数据库6中调取相关的数据。

本实施例中，数据监测系统4包括循环水pH值传感器14、电动阀门状态传感器15、补给水流量传感器16、补给水温度传感器17、补给水电导率传感器18、冷却塔液位传感器19、循环水导电率传感器20、循环水温度传感器21、循环水流量传感器22以及加药泵流量传感器23，补给水电导率传感器18和循环水导电率传感器20用于对补给水和循环水的电导率进行监测，补给水温度传感器17和循环水温度传感器21用于对补给水和循环水和温度进行监测，补给水流量传感器16和循环水流量传感器22用于对补给水和循环水的流量进行监测，电动阀门状态传感器15用于对电动阀门开启状态进行监测，循环水pH值传感器14用于对循环水的pH值进行监测，冷却塔液位传感器19用于对冷却塔中的液位高度进行监测，加药泵流量传感器23用于对加药泵的流量进行监测。

本实施例中，控制指令执行系统3包括加药泵流量控制器24、补给水阀门控制器25、加酸泵流量控制器26、排污泵流量控制器27以及循环水泵流量控制器28，加药泵流量控制器24用于对加药泵的流量进行控制，补给水阀门控制器25用于对补给水阀门流量进行控制，加酸泵流量控制器26用于对加酸泵流量进行控制，排污泵流量控制器27用于对排污泵的流量进行控制，循环水泵流量控制器28用于对循环水泵的流量进行控制。

本实施例中，模型建立模块10对循环水浓度N模型公式为

C

C

Q

Q

Q

Q

Q

本实施例中，指令生成模块12生成加药量G

一种循环冷却水处理自动控制方法，应用于上述任一项的一种循环冷却水处理自动控制系统，包括以下步骤：

S1、通过监控终端处理控制系统1中的编辑录入模块5将模型和对应的指令发送至指令模型数据库6中进行存储；

S2、当数据监测系统4对循环冷却水系统中监测到异常数据时，将数据通过无线数据传输网络2传输至监控终端处理控制系统1中；

S3、在监控终端处理控制系统1中的数据获取模块8接收到异常数据时，将数据传输至数据审核模块9中，对异常数据进行审核，并在审核完成后上传至模型建立模块10中，同时控制数据库调取模块7启动调取指令模型数据库6中的相关数据；

S4、在模型建立模块10生成模型后，与数据库调取模块7同步将调取的模型和生成的模型上传至模型对比模块11中，模型进行对比，并将对比结果上传至指令生成模块12中生成控制指令；

S5、通过指令发送模块13发送至控制指令执行系统3中，对应启动加药泵流量控制器24、补给水阀门控制器25、加酸泵流量控制器26、排污泵流量控制器27或循环水泵流量控制器28。

本实施例中，步骤S4中，模型对比模块11对数据模型进行对比并通过指令生成模块12生成指令包括以下步骤：

a、不灵敏区域坐标原点的确定，当系统处于手动控制时，确定不灵敏区域坐标原点，为从手动控制切换到自动控制做好准备，此时

b、系统运行于不灵敏区域内时的算法，当系统切换至自动控制状态后，此时PV(n)在

从而，控制器输出

c、系统运行于不灵敏区域外时的算法，当系统切换到自动控制状态后，若此时PV(n)超过

从而，控制器以偏差E

本实施列中，步骤b中，当系统处于自动控制状态下，通过手动改变设定值SP

本实施例中，步骤c中，当系统处于自动控制下，通过人工改变设定值SP

。

本发明通过数据监测系统4对循环冷却水中的各项数值进行监测，并将监测数据通过无线数据传输网络2发送监控终端处理控制系统1中，当监控终端处理控制系统1中的数据获取模块8获取到数据后，通过数据审核模块9对数据进行审核，当审核结果为精确数据时，将数据发送至模型建立模块10中进行建模，并同时控制数据库调取模块7从指令模型数据库6中调取模型和对应的指令，并发送至模型对比模块11中进行模型对比计算，确定调节位置和调节量，并通过指令生成模块12生成指令，最终通过指令发送模块13发送至控制指令执行系统3中，对应启动加药泵流量控制器24、补给水阀门控制器25、加酸泵流量控制器26、排污泵流量控制器27或循环水泵流量控制器28，对循环冷却水进行调节，实现了自动化对循环冷却水的补给水量和加药量进行调节，避免了人工调节导致调节精度不够，进而避免了因对循环冷却水调节精度不够而导致的循环冷却水处理效果不佳的情况发生。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。