本發(fā)明屬于加藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠智能在線控制藥液添加的成套裝置，智能在線加藥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

加藥設(shè)備根據(jù)不同的工藝設(shè)計，精確配置各類化學(xué)藥品的溶液，再用計量泵準(zhǔn)確投加，以達到各種設(shè)計要求，如除垢、除氧、混凝、加酸、加堿等。當(dāng)前電廠、藥廠、化工廠和污水處理廠等行業(yè)所應(yīng)用的自動加藥裝置，普遍存在參數(shù)單一、無法實時監(jiān)測維護難等問題，因此，本單位技術(shù)人員借鑒和吸收國內(nèi)外先進的加藥技術(shù)、以高標(biāo)準(zhǔn)提供水處理系統(tǒng)解決方案為產(chǎn)品設(shè)計思路，設(shè)計了多參數(shù)監(jiān)測的智能在線加藥系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對現(xiàn)有加藥裝置存在參數(shù)單一、無法實時監(jiān)測維護的問題，發(fā)明了一種智能在線加藥系統(tǒng)，該加藥系統(tǒng)將藥液存儲罐、計量泵、加藥管路、控制器等高度集成于一體，以PLC為控制核心，將現(xiàn)場采集的PH值、液位、流量和溫度等模擬量作為反饋值，建立PID數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化模糊自適應(yīng)控制算法，建立專家診斷系統(tǒng)，計算出加藥量；進而將控制數(shù)據(jù)輸入至計量泵，實現(xiàn)精確控制藥液的加入量；該加藥系統(tǒng)可在線監(jiān)測，智能控制，實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦退幰禾砑友b置，以克服現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)和功能上的不足。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實施的：一種智能在線加藥系統(tǒng)，包括儲藥設(shè)備、加藥管路、控制系統(tǒng)；所述儲藥設(shè)備包括帶有攪拌器的藥液存儲罐，其特征在于，所述加藥管路包括輸藥管道，輸藥管道上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)輸藥量的計量泵、用于監(jiān)測PH值得PH計，以及用于控制管路啟閉的若干閥門；所述控制系統(tǒng)包括PLC核心控制器、PID數(shù)?？刂破鳌PRS模塊、交換機、DCS控制器；其中，PLC核心控制器，通過電連線分別與PID數(shù)模控制器、GPRS模塊、交換機連通；交換機通過電連線與DCS控制器連通；所述計量泵通過電連線與PLC核心控制器連通，所述PH計通過電連線與PID數(shù)?？刂破鬟B通。

作為優(yōu)選，所述藥液存儲罐上設(shè)置有用于監(jiān)測液面位置的液位計，液位計通過電連線與PLC核心控制器連通。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道上還設(shè)置有用于監(jiān)測壓力的壓力表，壓力表通過電連線與PLC核心控制器連通。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道上還設(shè)置有用于監(jiān)測流量的流量計，流量計通過電連線與PLC核心控制器連通。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道上的若干閥門包括截止閥、電磁閥、三通閥、安全閥。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道上，從起始端至末尾端，依次設(shè)置截止閥、過濾器、止回閥、進液電磁閥、計量泵、排液電磁閥、壓力表支路、流量計支路、截止閥、止回閥、三通閥、PH計支路；其中，壓力表支路上設(shè)置有一截止閥、一壓力表；流量計支路上設(shè)置有一截止閥、一流量計；三通閥與用于輸送工藝水的工藝水管道連通；PH計支路上設(shè)置有一截止閥、一PH計。

作為優(yōu)選，所述PLC核心控制器通過電連線分別與壓力表支路、流量計支路連通；所述PID數(shù)?？刂破魍ㄟ^電連線與PH計支路連通；所述控制系統(tǒng)還包括觸摸屏，觸摸屏通過電連線與交換機連通。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道，在排液電磁閥和壓力表支路之間，還設(shè)置有一安全回路、一緩沖支路；其中，緩沖支路上設(shè)置有一緩沖器、一壓力表，安全回路上設(shè)置有一安全閥，該安全回路的出口端連接于藥液存儲罐的頂部。

作為優(yōu)選，所述輸藥管道的起始端連接于藥液存儲罐的下部側(cè)壁；所述藥液存儲罐的底部設(shè)置有排污管，排污管上設(shè)置有排污閥；所述藥液存儲罐的上部設(shè)置有加藥水管道，加藥水管道上設(shè)置有截止閥。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

本智能在線加藥系統(tǒng)將現(xiàn)場采集的PH值、液位、流量和溫度等模擬量作為反饋值，建立PID數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化模糊自適應(yīng)控制算法，建立診斷系統(tǒng)，計算出加藥量，進而將控制數(shù)據(jù)輸入至計量泵，實現(xiàn)精確控制藥液的加入量實現(xiàn)精確控制藥劑的加入量；旨在提供可在線監(jiān)測，智能控制，實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃幰禾砑友b置，克服現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)和功能上的不足；控制系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和自適應(yīng)能力，配置靈活，是可以滿足用戶任意選擇的全新組合式加藥裝置，現(xiàn)場一站式安裝，節(jié)省空間，外形美觀，智能高效，維護方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號為：1、交換機；2、觸摸屏；3、藥液存儲罐；4、攪拌器；5、液位計；6、排污管；7、排污閥；8、加藥水管道；9、截止閥；10、輸藥管道；11、過濾器；12、止回閥；13、進液電磁閥；14、計量泵；15、排液電磁閥；16、三通閥；17、緩沖器；18、壓力表；19、安全閥；20、流量計；21、工藝水管道；22、PH計。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

實施例1：

如圖1所示，一種智能在線加藥系統(tǒng)，包括儲藥設(shè)備、加藥管路、控制系統(tǒng)，圖中箭頭為液體流動方向。

所述控制系統(tǒng)包括PLC核心控制器、PID數(shù)模控制器、GPRS模塊、交換機1、DCS控制器、觸摸屏2；其中，PLC核心控制器，通過電連線分別與PID數(shù)?？刂破?、GPRS模塊、交換機1連通，形成通訊連接；交換機1通過電連線與DCS控制器形成通訊連接；觸摸屏2通過電連線與交換機1連通，形成通訊連接。

所述儲藥設(shè)備包括帶有攪拌器4的藥液存儲罐3，藥液存儲罐3的一側(cè)壁面設(shè)置有用于監(jiān)測液面位置的磁翻板液位計5，藥液存儲罐3的底部有一排污管6，排污管6上有一排污閥7；藥液存儲罐3的頂部有一加藥水管道8，加藥水管道8上有一截止閥9。

所述加藥管路包括輸藥管道10，輸藥管道10的起始端連接于藥液存儲罐3的下部側(cè)壁、與藥液存儲罐3連通。

所述輸藥管道10，從起始端至末尾端，依次設(shè)置截止閥9、Y型過濾器11、止回閥12、進液電磁閥13、計量泵14、排液電磁閥15、安全回路、緩沖支路、壓力表支路、背壓閥23、流量計支路、截止閥9、止回閥12、三通閥16、PH計支路；其中，緩沖支路上設(shè)置有一緩沖器17、一壓力表18，安全回路上設(shè)置有一安全閥19，該安全回路的出口端連接于藥液存儲罐3的頂部；壓力表支路上設(shè)置有一截止閥9、一壓力表18；流量計支路上設(shè)置有一截止閥9、一流量計20；三通閥16與用于輸送工藝水的工藝水管道21連通；PH計支路上設(shè)置有一截止閥9、一PH計22。

所述PLC核心控制器分別與壓力表支路、流量計支路之間形成通訊連接；所述PID數(shù)?？刂破髋cPH計支路形成通訊連接。

所述加藥液計量泵采用智能化可以直接模擬量驅(qū)動控制的電磁計量泵；控制系統(tǒng)所采用各元器件性能穩(wěn)定，實現(xiàn)高智能全自動控制，更有獨特的自動/人工雙系統(tǒng)，自由切換，安全穩(wěn)定，使用方便。

智能在線加藥系統(tǒng)采用機電一體化結(jié)構(gòu)形式，通過計量泵的電磁脈沖作用和沖程調(diào)節(jié)原理來實現(xiàn)向系統(tǒng)計量添加藥液的。

智能在線加藥系統(tǒng)，按需要將定量的藥劑加入藥液存儲罐內(nèi)進行間歇式的攪拌，再通過計量泵送至投加點，加藥量的大小可自由任意調(diào)節(jié)，以滿足不同加藥量的場所或不同行業(yè)的生產(chǎn)工藝要求。液位計用于在線監(jiān)測加藥系統(tǒng)的藥液存儲罐中藥液的余量，藥液存儲罐中的藥液處于低液位時，設(shè)備現(xiàn)場發(fā)出聲光報警，又通過控制系統(tǒng)并將報警信號發(fā)送給DCS操作人員；通過PLC和SMART LINE系列觸摸屏在線監(jiān)測PH值等工藝參數(shù)，連續(xù)顯示水體中PH值變化情況，當(dāng)PH值到達上限或者下限設(shè)定值（與最適PH值對應(yīng)）時自動開啟或關(guān)閉計量泵、進口電磁閥、出口電磁閥，并發(fā)信號給控制系統(tǒng)（遠程控制室），提醒值班人員；本加藥系統(tǒng)還可以將溫度，流量和液位等模擬量作為控制對象，用各控制器來精確控制計量泵定量加藥。通過SMART LINE觸摸屏來設(shè)定相關(guān)控制量參數(shù)，來滿足不同行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求，帶有運行歷史記錄，故障記錄和報警功能，方便維護管理。

智能在線加藥系統(tǒng)可以工作在手動/自動兩種運行模式。運行在“手動”模式時，由操作人員按啟動/停止按鈕，逐一啟動攪拌器、電磁閥和電磁計量泵，手動調(diào)節(jié)計量泵旋鈕來控制加藥量。運行在“自動”模式時，PLC控制器自動控制攪拌器間歇性工作，順序啟動進液電磁閥和排液電磁閥。PLC控制器通過PH計采集工藝水的PH實際值，根據(jù)預(yù)設(shè)定PH值（0－14），經(jīng)過內(nèi)部PID運算后，自動調(diào)節(jié)計量泵的模擬量輸出值，通過增加或減少加藥的量來滿足正常生產(chǎn)工藝。自動模式下設(shè)定加藥速度后即自行以恒定速率加藥；藥液儲罐內(nèi)液位低達下限時，自動停泵和發(fā)出聲光報警信號。當(dāng)PH值到達上限或者下限設(shè)定值（與最適PH值對應(yīng)）時自動開啟關(guān)閉計量泵、進液電磁閥和排液電磁閥，并通過控制系統(tǒng)發(fā)信號給遠程控制室，提醒值班人員。

智能在線加藥系統(tǒng)采用強大的以太網(wǎng)通信功能的新型SIMMENS-200SMART PLC和SMART LINE系列觸摸屏，用一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC和觸摸屏中，方便快捷，省去了專用編程電纜。通過交換機以太網(wǎng)接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、遠程計算機進行通信，輕松組網(wǎng)，在線訪問PLC和觸摸屏的實時數(shù)據(jù)，可以遠程修改參數(shù)，系統(tǒng)維護。

在處理速度方面，指令的執(zhí)行時間更短，基本指令的執(zhí)行時間可達0.15μs，在同級別小型 PLC 中遙遙領(lǐng)先。GPRS模塊通過串口與PLC控制器進行連接通訊實時發(fā)送現(xiàn)場數(shù)據(jù)給指定的手機或服務(wù)器，使智能在線加藥系統(tǒng)操作更加方便、靈活、高效、穩(wěn)定、大大降低人力物力成本，提高經(jīng)濟效益。

計量泵選用電磁驅(qū)動方式，帶4—20mA外控控制頻率和手動調(diào)節(jié)旋鈕，隔膜和泵頭材質(zhì)為PVDF。出口設(shè)電磁閥，止回閥可以排液、止回防虹吸。計量泵使用前需定好沖程并標(biāo)定單位沖程流量。在自動狀態(tài)下PLC控制器將現(xiàn)場采集的PH值、液位、流量等模擬量作為反饋值，建立PID數(shù)學(xué)模型，通過控制器輸出模擬量直接驅(qū)動加藥泵實現(xiàn)定量加藥，省去了傳統(tǒng)變頻器控制加藥泵的環(huán)節(jié)，大大節(jié)約了投資費用和運營維護成本。

在產(chǎn)品硬件方面PLC控制器具有集成PROFINET接口，實現(xiàn)低成本與編程設(shè)備的通訊、強大的集成工藝功能，有效的解決方案，滿足自動化需求、靈活的可擴展性、安裝簡單方便、可拆卸的端子、緊湊的結(jié)構(gòu)可大大節(jié)省了控制柜安裝占用空間等特點。因此系統(tǒng)采用了SR60 CPU AC/DC/RLY的PLC控制器作為控制中樞，其工作電源為AC220V，節(jié)省了電源模塊、數(shù)字量輸入為DC24V 36點，可直接與輸入點連接；數(shù)字量輸出為24點輸出，可跟24V中間繼電器連接輸出，與強電系統(tǒng)隔離使系統(tǒng)更加簡單穩(wěn)定可靠。

觸摸屏準(zhǔn)確地提供了人機界面的標(biāo)準(zhǔn)功能，經(jīng)濟實用，具備高性價比。觸摸屏具有集成PROFINET（以太網(wǎng)）接口，實現(xiàn)低成本與PLC控制設(shè)備的通訊，方便，快捷，強大的通訊功能。觸摸屏采用256色真彩顯示，800X480 dpi寬屏顯示設(shè)計和傳統(tǒng)屏幕相比具有更廣闊的可視面積，使單個畫面中可以顯示更多信息，讓操作人員具有更加舒適的視覺體驗，高分辨率使畫面更清晰，畫質(zhì)更細(xì)膩?？筛鶕?jù)計量泵的銘牌參數(shù)和現(xiàn)場工藝參數(shù)，通過觸摸屏進行參數(shù)設(shè)置調(diào)整，來滿足不同行業(yè)工藝條件下的加藥任務(wù)。

本智能在線加藥系統(tǒng)，實現(xiàn)了精確控制藥液的加入量，控制系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和自適應(yīng)能力，是具有先進可靠、配置靈活、滿足用戶任意選擇的全新組合式加藥設(shè)備，可根據(jù)不同的需要投加不同的藥劑，系統(tǒng)所使用的配置是根據(jù)計量泵的數(shù)量和出口來定的，可以根據(jù)工藝需要進行參數(shù)調(diào)整設(shè)置，智能在線加藥系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，一體化組合，可方便地進行能力和功能擴展，現(xiàn)場一站式安裝、節(jié)省空間、外形美觀、智能高效、維護方便。

文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。