[发明专利]一种污水处理在线智能控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种污水处理在线智能控制系统的控制方法，所述在线智能控制系统包括调和池(1)、第一PH计量仪(2)、第二PH计量仪(13)、污水泵(4)、第一阀门(8)、第二阀门(9)、喷射泵(7)、酸性药物池(10)、碱性药物池(11)、排放池(12)和PLC控制中心(14)；所述调和池(1)依次与污水泵(4)、喷射泵(7)和排放池(12)连通；所述调和池(1)上安装第一PH计量仪(2)；所述排放池(12)上安装第二PH计量仪(13)；所述酸性药物池(10)依次与第一阀门(8)和喷射泵(7)连通，所述碱性药物池(11)依次与第二阀门(9)和喷射泵(7)连通；所述PLC控制中心(14)与第一PH计量仪(2)、第二PH计量仪(13)、污水泵(4)、第一阀门(8)、第二阀门(9)连接；其特征在于，包括如下步骤：

启动条件的判断：所述PLC控制中心(14)根据液位计(3)输入的信号判断是否满足泵的一次运行的启动液位H₁，不满足则发出报警信号；

确定PH调节剂的加药流量Q：所述第一PH计量仪(2)将检测的PH_a值输入PLC控制中心(14)，所述PLC控制中心(14)计算出PH调节剂的加药流量，具体为：

若PH_a＞7.5，则调和池(1)中污水为碱性，酸性药物池(10)加入量Q为：

PLC控制中心(14)将酸性药物池(10)加入量Q查表得出第一阀门(8)的开度K₁，PLC控制中心(14)控制第一阀门(8)开度为K₁；

若PH_a＜6.5，则调和池(1)中污水为酸性，碱性药物池(11)加入量Q为：

PLC控制中心(14)将碱性药物池(11)加入量Q查表得出第二阀门(9)的开度K₂，PLC控制中心(14)控制第二阀门(9)开度为K₂；

若6.5≤PH_a≤7.5，则调和池(1)中污水为中性，加药物的流量Q＝0；

其中：

PH₀—酸性药物池(10)的PH值；

PH₂—碱性药物池(11)的PH；

Q—加药物的流量，立方米/秒；

g(PH)—关于调和池污水的PH与加药物的流量Q的函数；

PH—调和池污水的PH值即PH＝PH_a；

Q_a—污水泵输出的流量，立方米/秒；

通过第二PH计量仪(13)反馈控制第一阀门(8)或第二阀门(9)：所述排放池(12)中第二PH计量仪(13)检测的PH₁₃输入PLC控制中心(14)，所述PLC控制中心(14)反馈控制第一阀门(8)或者第一阀门(9)，具体为：

当PH₁₃＞7.5时，根据g(PH₁₃)计算第k次采样时刻理论调节剂的加药流量Q_k，通过查阅阀门开度与流量的曲线函数f(Q)，得出第一阀门(8)的阀门开度为f(Q_k)，PLC控制中心(14)控制第一阀门(8)的开度，具体为：

Δu₈(k)＝K_p(e₁(k)-e₁(k-1)+K_Ie₁(k)+K_d(e₁(k)-2e₁(k-1)+e₁(k-2))；

当PH₁₃＜6.5时，根据g(PH₁₃)计算第k次采样时刻理论调节剂的加药流量Q_k，通过查阅阀门开度与流量的曲线函数f(Q)，得出第二阀门(9)的阀门开度为f(Q_k)，PLC控制中心(14)控制第二阀门(9)的开度，具体为：

Δu₉(k)＝K_p(e₂(k)-e₂(k-1)+K_Ie₂(k)+K_d(e₂(k)-2e₂(k-1)+e₂(k-2))；

当6.5≤PH₁₃≤7.5时，所述PLC控制中心(14)不反馈控制第一阀门(8)或者第一阀门(9)，即Δu₈(k)＝0，Δu₉(k)＝0；

其中：

k—采样次数，k＝1,2…N，采样周期为T，N为最大取样值；

K_p—比例增益系数；

K_I—积分系数；

K_d—微分系数；

e₁(k)—第k次采样时刻输入的第一阀门(8)开度偏差值，e₁(k)＝f(Q_k+Q)-K₁；

e₁(k-1)—第k-1次采样时刻输入的第一阀门(8)开度偏差值，e₁(k-1)＝f(Q_k-1+Q)-K₁，当k＝1时，e₁(k-1)＝0；

e₁(k-2)—第k-2次采样时刻输入的第一阀门(8)开度偏差值，e₁(k-2)＝f(Q_k-2+Q)-K₁，当k＝1或者k＝2时，e₁(k-2)＝0；

e₂(k)—第k次采样时刻输入的第二阀门(9)开度偏差值，e₂(k)＝f(Q_k+Q)-K₂；

e₂(k-1)—第k-1次采样时刻输入的第二阀门(9)开度偏差值，e₂(k-1)＝f(Q_k-1+Q)-K₂，当k＝1时，e₂(k-1)＝0；

e₂(k-2)—第k-2次采样时刻输入的第二阀门(9)开度偏差值，e₂(k-2)＝f(Q_k-2+Q)-K₂，当k＝1或者k＝2时，e₂(k-2)＝0；

Q—加药物的流量，立方米/秒；

Δu₈(k)—第k次采样时刻第一阀门(8)的阀门开度调整输出值；

Δu₈(k)—第k次采样时刻第二阀门(9)的阀门开度调整输出值。