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专利号: 2018104857290
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种污水处理在线智能控制系统,其特征在于,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。

2.根据权利要求1所述的污水处理在线智能控制系统,其特征在于,还包括流量计(5)和单向阀(6);所述流量计(5)和单向阀(6)依次安装在污水泵(4)与喷射泵(7)之间,所述流量计(5)与PLC控制中心(14)连接。

3.根据权利要求2所述的污水处理在线智能控制系统,其特征在于,还包括液位计(3);

所述液位计(3)安装调和池(1)上,用于测量调和池(1)的液位高度。

4.根据权利要求1所述的污水处理在线智能控制系统,其特征在于,所述酸性药物池(10)的PH值小于5;所述碱性药物池(11)的PH值大于10。

5.根据权利要求1所述的污水处理在线智能控制系统,其特征在于,还包括上位机(15),所述上位机(15)与PLC控制中心(14)通信连接。

6.一种根据权利要求3所述的污水处理在线智能控制系统的控制方法,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PHa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PHa>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PHa<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≤PHa≤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=PHa;

Qa—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Qk,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(Qk),PLC控制中心(14)控制第一阀门(8)的开度,具体为:Δu8(k)=Kp(e1(k)-e1(k-1)+KIe1(k)+Kd(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Qk,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(Qk),PLC控制中心(14)控制第二阀门(9)的开度,具体为:Δu9(k)=Kp(e2(k)-e2(k-1)+KIe2(k)+Kd(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;

Kp—比例增益系数;

KI—积分系数;

Kd—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(Qk+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(Qk-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(Qk-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(Qk+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(Qk-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(Qk-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。

7.根据权利要求6所述的污水处理在线智能控制方法,其特征在于,所述启动液位H1具体为:其中:

H1—启动液位,米;

Qa—污水泵输出的流量,立方米/秒;

T—污水泵运行周期,分钟;

A—调和池底面面积,平方米。