申請(qǐng)日2017.09.26

　　公開(kāi)(公告)日2017.12.26

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)一種用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置和變頻加藥裝置;數(shù)據(jù)采集裝置包括第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀和第二COD監(jiān)測(cè)儀，控制裝置包括PLC和上位機(jī)，上位機(jī)包括基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的前饋控制器、以及PID反饋控制器，變頻加藥裝置包括變頻器和計(jì)量泵。本發(fā)明不僅克服活性炭加藥傳統(tǒng)模型中存在的準(zhǔn)確性低和模型失配的問(wèn)題，且彌補(bǔ)了前饋中各參數(shù)在傳感器和炭漿濃度等方面的誤差，有效提高模型預(yù)測(cè)精度和靈活性，提高投藥的準(zhǔn)確性，節(jié)省藥耗;實(shí)現(xiàn)活性炭投加系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，取代了以往的手動(dòng)操作投加，建立PLC和上位機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞，實(shí)現(xiàn)計(jì)量泵的精準(zhǔn)加藥，減少人工調(diào)節(jié)時(shí)間，保證出水COD穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置和變頻加藥裝置;數(shù)據(jù)采集裝置包括第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀和第二COD監(jiān)測(cè)儀，控制裝置包括PLC和上位機(jī)，上位機(jī)包括基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的前饋控制器、以及PID反饋控制器，變頻加藥裝置包括變頻器和計(jì)量泵;第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀分別與處理池的進(jìn)水端口連通，第二COD監(jiān)測(cè)儀與處理池的出水端口連通，第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀、第二COD監(jiān)測(cè)儀分別與PLC連接;前饋控制器、PID反饋控制器分別與PLC連接，PLC與變頻器連接，變頻器與計(jì)量泵連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：第一COD監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到的COD監(jiān)測(cè)值通過(guò)PLC輸入到前饋控制器，經(jīng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算后將得到的前饋控制器的輸出值作為活性炭預(yù)測(cè)投加量;第二COD監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到的COD監(jiān)測(cè)值通過(guò)PLC輸入到PID反饋控制器，將PID反饋控制器的輸出值作為投藥量修正值，上位機(jī)利用公式計(jì)算后得到活性炭投加流量M并發(fā)送到PLC，其中，Δk表示投藥量修正值，m表示活性炭預(yù)測(cè)投加量，c表示活性炭炭漿濃度，Q表示進(jìn)水流量;PLC根據(jù)活性炭投加流量控制變頻器，再由變頻器控制計(jì)量泵，從而控制粉末活性炭投加量。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水處理粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：還包括儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池與所述計(jì)量泵連通，所述儲(chǔ)液池內(nèi)盛有活性炭炭漿。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種水處理粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)量泵與活性炭反應(yīng)池的進(jìn)水口連通。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污水深度處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，屬于污水處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　污水處理領(lǐng)域中傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)要求建立精確的數(shù)學(xué)模型，并且必須遵循一些嚴(yán)格的線性化假設(shè)。然而實(shí)際水處理系統(tǒng)存在復(fù)雜性、時(shí)變性和不確定性等特性，一般無(wú)法獲得與假設(shè)相符的精確數(shù)學(xué)模型，因此采用傳統(tǒng)控制理論建立的水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用上仍存在著出水水質(zhì)波動(dòng)較大等問(wèn)題，這也是粉末活性炭投加系統(tǒng)亟需解決的問(wèn)題。

　　國(guó)內(nèi)的活性炭投加系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)單，由于資金不足、技術(shù)力量薄弱以及生產(chǎn)的季節(jié)性等原因，加藥手段是靠取樣后測(cè)定，再根據(jù)測(cè)定結(jié)果去調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，由于是非連續(xù)監(jiān)測(cè)，且設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整滯后，常常導(dǎo)致投藥量準(zhǔn)確性不高、出水水質(zhì)不穩(wěn)定，而要保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，需要投加過(guò)量的活性炭，這就提高了污水處理廠運(yùn)行和管理費(fèi)用。可以看出，目前的控制系統(tǒng)存在自動(dòng)化水平低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大和藥耗大等一系列問(wèn)題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)，以提高投藥量的準(zhǔn)確性。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明用于水處理的粉末活性炭加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制裝置和變頻加藥裝置;數(shù)據(jù)采集裝置包括第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀和第二COD監(jiān)測(cè)儀，控制裝置包括PLC和上位機(jī)，上位機(jī)包括基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的前饋控制器、以及PID反饋控制器，變頻加藥裝置包括變頻器和計(jì)量泵;第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀分別與處理池的進(jìn)水端口連通，第二COD監(jiān)測(cè)儀與處理池的出水端口連通，第一COD監(jiān)測(cè)儀、流量監(jiān)測(cè)儀、第二COD監(jiān)測(cè)儀分別與PLC連接;前饋控制器、PID反饋控制器分別與PLC連接，PLC與變頻器連接，變頻器與計(jì)量泵連接。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明將第一COD監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到的COD監(jiān)測(cè)值通過(guò)PLC輸入到前饋控制器，經(jīng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算后將得到的前饋控制器的輸出值作為活性炭預(yù)測(cè)投加量;第二COD監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到的COD監(jiān)測(cè)值通過(guò)PLC輸入到PID反饋控制器，將PID反饋控制器的輸出值作為投藥量修正值，上位機(jī)利用公式計(jì)算后得到活性炭投加流量M并發(fā)送到PLC，其中，Δk表示投藥量修正值，m表示活性炭預(yù)測(cè)投加量，c表示活性炭炭漿濃度，Q表示進(jìn)水流量;PLC根據(jù)活性炭投加流量控制變頻器，再由變頻器控制計(jì)量泵，從而控制粉末活性炭投加量。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池與所述計(jì)量泵連通，所述儲(chǔ)液池內(nèi)盛有活性炭炭漿。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明所述計(jì)量泵與活性炭反應(yīng)池的進(jìn)水口連通。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)由于采用了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的前饋控制器和PID反饋控制器復(fù)合控制的方式，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力和PID修正誤差能力有機(jī)結(jié)合起來(lái)，不僅克服了活性炭加藥傳統(tǒng)模型中存在的準(zhǔn)確性低和模型失配的問(wèn)題，又能根據(jù)出水COD及時(shí)修正當(dāng)前的活性炭投加量，可彌補(bǔ)前饋中各參數(shù)在傳感器和炭漿濃度等方面的誤差，有效提高了模型預(yù)測(cè)精度和靈活性，提高了投藥的準(zhǔn)確性，節(jié)省了藥耗。

　　(2)實(shí)現(xiàn)了活性炭投加系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，取代了以往的手動(dòng)操作投加，建立了PLC和上位機(jī)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞，上位機(jī)結(jié)合前饋預(yù)測(cè)活性炭投加量和反饋控制參數(shù)誤差的功能，進(jìn)而通過(guò)公式計(jì)算實(shí)現(xiàn)了計(jì)量泵的精準(zhǔn)加藥，減少了原先的人工調(diào)節(jié)時(shí)間，降低了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，且保證了出水COD實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。