[发明专利]一种钢铁工业数字化水网系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，涉及一种钢铁工业数字化水网系统，特别涉及一种由数字计算机控制的钢铁工业数字化水网在线监测、诊断及预警系统。

背景技术

随着人口的增长和工业的发展，我国面临水资源严重紧张的局面，结构性和水质性缺水又加剧了问题的严重性。虽然水资源是宝贵的战略资源，但是浪费现象十分严重，用水效率低，在现有的钢铁工业水网中，多数企业未安装水网在线监测系统，工作人员从现场采集水样进行实验室化学及仪器分析，不能及时掌握各个用水节点的详细情况和采取应对措施；或者是只对某一个用水节点安装了监测系统，在这种用水状态下，用水网络和排水网络都没有得到优化管理，也不能从系统宏观角度上对水网进行控制，结果导致钢铁工业水节点运行不能有效控制和水资源的不合理利用。与此同时，“十一五”规划的约束性指标中规定“万元工业增加值取水量下降30％”的硬指标，面对这些挑战，企业不断改进技术挖掘节水潜力，实现水资源最大化利用和最小化排放。

数字化水网是依托计算机和通讯技术，结合专家知识库，通过对水网节点进行有效的、有序地整合，建设具有统一信息平台和完善的各类信息数据库，形成整个水网管理和服务功能的信息数字化，实现水网在线监测控制、诊断和预警。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种钢铁工业系统用水网络的数字化系统，能够使工作人员随时掌握水质水量运行状况，从宏观上管理控制水网系统，挖掘节水潜力，将水资源浪费降到最低。

一种钢铁工业数字化水网系统，其特征是：本系统由上位机控制系统1、数据通讯网络2、PLC控制系统3和在线仪表及传感器4组成，其中在线仪表柜由水位计5、pH分析仪6、水温仪7、悬浮物分析仪8、硬度分析仪9、碱度分析仪10、油分析仪11、电导分析仪12、热阻分析仪13、氯分析仪14、钙分析仪15、镁分析仪16、SiO₂分析仪17、总溶固分析仪18组成。在水网现场安装在线监测仪器，通过传感器及其组件将数据传送至PLC(Programmable Logic Controller)，再经过PLC控制输送到系统的人机界面，通过软件的编程实现数据的显示、判断和警示功能。由于现场数据能够及时传输至PC(Personal Computer)机，操作人员可以实时掌握水网运行情况，通过诊断系统的结果来指导控制现场运行。

本发明针对的是能使当前的钢铁工业水网实时在线监测、诊断和预警的系统，为了达到此目的，操作者通过在线仪表和传感器，实时从现场采集水位(m)、pH值、SS(悬浮物浓度)(mg/L)、硬度(以碳酸钙计，mg/L)、碱度(mg/L)、含油量(mg/L)、Cl^-(氯离子浓度)(mg/L)、Ca²⁺(钙离子浓度)(mg/L)、Mg²⁺(镁离子浓度)(mg/L)、SiO₂浓度(mg/L)、总溶解固体浓度(mg/L)、温度(℃)、电导率(μS/cm)和热阻值(m²·K/W)参数值，通过系统的人机界面将关键参数在线显示出来，它们由操作员在诊断过程中选定，即操作者从采集的数据中选择出于诊断有关的参数，然后将这些参数输入诊断系统，最后将诊断结果和警示信息通过人机界面显示。例如，在净环水补充水系统中，从现场实时采集总溶解固体浓度(mg/L)、温度(℃)、硬度(mg/L)、碱度(mg/L)和pH值，将这些采集的参数值输入诊断系统，经过经验公式计算得出相应的饱和pH值和平衡pH值，分别用Langelier，Ryznar，Puckorius三种指数判断标准进行判断，按照判定结果和加药专家系统共同确定投加药剂。与此同时，运行水系统采集pH值、钙离子浓度(mg/L)、氯离子浓度(mg/L)、含油量(mg/L)，悬浮物浓度(mg/L)，硬度(mg/L)，水温(℃)，电导率(μS/cm)和热阻值(m²·K/W)，将实时采集值与标准值对比，若超过标准，在报警界面上显示，此外判定系统采集运行水氯离子浓度(mg/L)、补充水氯离子浓度(mg/L)、运行水钙离子浓度(mg/L)、补充水钙离子浓度(mg/L)进行判定，输出判定结果。

本发明优点是能够使工作人员随时掌握水质水量运行状况，从宏观上管理控制水网系统，挖掘节水潜力，将水资源浪费降到最低。

附图说明