[发明专利]自来水生产中加药的智能控制方法及其装置

说明书

                      技术领域

本发明涉及自来水生产中加药的控制方法及其装置。

                      背景技术

自来水企业面临着如何以更低的成本生产出高质量水的问题，其中混凝加矾(又称加药)控制是制水系统中极为重要的环节。准确投加所需药量是取得较好混凝效果的关键，同时加药量是制水成本的主要组成部分。当加药过量时，不仅使制水成本上升还会影响人的身体健康；当加药不足时，又会造成水的质量不合格。由于加药过程是一个非线性、纯滞后很大的特殊过程，同时影响混凝加药量的因素很多，如原水浊度、水温、流量、碱度、电导率、氨氮、耗氧量、净水设备的负荷与状态等。因此混凝加药过程的控制一直是控制界的一个难点。

现在制水的加药控制方法有手动控制和自动控制。手动控制主要采用烧杯搅拌试验，方法如下：采集几个原水样本，在各个原水样本中加入不同数量的药，过了少许时间后，对各个水样的质量进行评估，其中以水质量最好的样本的加药量作为该原水加药控制的设定值。当水的质量发生改变后，操作人员需要重新做一次烧杯搅拌试验。烧杯搅拌试验的缺点是：试验过程需要操作人员的干预，同时该方法不适合反馈自动控制。自动控制一般采用流动电流检测仪(SCD)，当原水性质变化不大时，SCD自动加药系统的效果较好，但该方法对不同的原水品质的适应性较差，也就是说SCD自动加药系统的鲁棒性较差。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种自来水生产过程中能根据不同的原水品质自动改变加药量的控制方法及实现该方法的装置。

本发明提出的自来水生产中加药的智能控制方法，是以众多自来水厂实际制水过程中得到的数学模型：

Y＝f(A、B、C、D、E、F)    -(1)为基础的。(1)式中净水加药量Y是原水浊度A、原水流量B、原水温度C、原水pH值D、原水碱度E和沉淀池出水浊度F的函数。

发明的控制方法是采取将相关传感器输出的原水浊度、原水流量、原水温度、原水pH值、原水碱度和沉淀池出水浊度等模拟信号，经A/D转换器转换成数字信号输入计算机，由计算机进行运算处理后确定每升水所需的加药量，同时据此计算出控制加药计量泵的冲程或运转频率值，该值经D/A转换器转换成模拟信号输给加药计量泵，来控制给原水加药的加药量。实现根据不同的原水品质自动改变加药量的智能控制的。

实施本发明控制方法的装置包括：与原水浊度、原水流量、原水温度、原水pH值、原水碱度和沉淀池出水浊度相对应的水浊度传感器，流量传感器、温度传感器、pH值传感器、碱度传感器，各传感器的输出端分别与A/D转换器的输入端相连，A/D转换器的输出端接计算机输入端，计算机的输出端接D/A转换器的输入端，D/A转换器的输出端与加药计量泵相连。

工作时，从现场来的原水浊度、流量、温度、pH值、碱度和沉后水浊度等信号经相关传感器变送后输出的模拟信号输入A/D转换器，由A/D转换器转换成数字信号输入计算机，计算机进行运算处理后确定所需的加药量，同时据此计算出控制计量泵的冲程或运行频率值，该值经D/A转换器转换成模拟信号用于控制给原水加药的计量泵的加药量。本发明结构简单，能对自来水生产中的加药实现智能控制。

                           附图说明

附图是本发明构成原理图。

                         具体实施方式

参照附图，实现本发明控制方法的装置包括：与原水浊度和沉淀池出水浊度对应的浊水传感器1、6，流量传感器2、温度传感器3、pH值传感器4、碱度传感器5，各传感器输出的模拟信号输入A/D转换器7，由A/D转换器转换成数字信号输给计算机，这里计算机也可用中央处理器CPU或可编程控制器PLC，如S7-200PLC控制器，经运算后输出的用于控制计量泵冲程或频率的数字信号由D/A转换器9转换成模拟信号输给计量泵10，由此可以完成使向原水供药的计量泵的加药量根据原水品质自动变化。