一种用于汽包锅炉的在线监测加药系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于汽包锅炉的在线监测加药系统。

背景技术：

目前，国内的汽包锅炉炉水控制通常采用磷酸盐处理工艺，具体流程是用加药泵将溶解在加药罐里磷酸盐溶液加到锅炉汽包中。由于其处理费用低廉，所以磷酸盐处理技术已经应用了几十年。根据使用经验来看，这种处理工艺存在着一些技术性能的局限性。例如，管壁易结垢、腐蚀，无法抑制铁铜氧化物等垢类；锅炉排污率高，热能损失严重，综合使用成本高；炉水、蒸汽指标波动较大，难以稳定控制；控制延时严重，高度依赖现场操作人员的技术水平和责任心，难以做到精细化、精准化控制，系统指标波动较大，不利于锅炉的长久稳定安全运行。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种控制及时，对操作人员依赖度低，且能做到精细化、精准化控制的用于汽包锅炉的在线监测加药系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于汽包锅炉的在线监测加药系统，包括有在线检测端，及与在线检测端之间采用无线传输连接的数据平台，及与数据平台连接的加药泵，及与数据平台连接的云服务平台，及与云服务平台采用无线传输连接的远程监控设备，所述在线检测端包括有ph在线检测仪和电导率在线检测仪，及分别与ph在线检测仪和电导率在线检测仪连接的dtu远传发送装置，所述数据平台包括有一用于接收dtu远传发送装置数据的dtu远传接收装置，及一与dtu远传接收装置输出端连接的plc控制器，所述plc控制器与加药泵连接，所述plc控制器内设有pid运算模块和定量微调模块。

作为优选，所述在线检测端设有一个以上、且每一在线检测端对应一ph在线检测仪和一电导率在线检测仪。

进一步的，各个所述在线检测端呈并联式连接。

作为优选，所述数据平台还连接有云服务平台，所述云服务平台采用无线传输连接有远程监控设备。

进一步的，所述plc控制器上设有以太网口和4g接口，所述数据平台经由以太网口和4g接口与云服务平台无线连接。

更进一步的，所述plc控制器经由pid运算模块和定量微调模块与加药泵连接。

优选的，所述的远程监控设备包括有远程pc端和手机app客户端。

在线检测端，由于设备控制现场不方便线缆施工，故采用无线传输；现场采集表具有显示，设置功能，并有通讯接口进行数据传输；采用高精度进口电极，使采集数据稳定精准，dtu采用最新的lora扩频技术，有少量遮挡情况下可以稳定传输1km，并且传输速度可以达到115.2kbps，满足在线检测需要，多个检测端可以同时检测传送到接收端，由接收端进行数据处理，对相应设备进行同时控制。

数据平台，plc控制器预设正常运行模式和异常处理模式，异常处理模式设置为阶梯渐进式多级不同预警及相应处理模式，plc控制器根据数据平台接收到的监测数据实时智能化控制加药过程，即在线监测指标在预设正常区间时，plc按照正常运行模式运行；在线监测指标不在预设正常区间时，plc自动按照异常处理模式运行，装置会根据异常等级自动选择对应处理模式，并通过远程无线功能做出预警提示，提醒现场操作人员排查锅炉水质系统是否有外部异常变动，同时对该处理模式下系统的运行进行监测控制，直至系统指标恢复到合理区间，数据平台可以同时接收最多255个检测端数据，并对对应检测端的加药泵进行精准控制。

本实用新型的有益效果是：

与现有工艺相比，智能化的自控加药体系，大大降低了现场操作的强度和难度；能对锅炉起到更全面的腐蚀防护，提高水、汽品质，提高锅炉的安全系数；对于建立智能化、自动化、远程化、无线化的监测和控制体系，使锅炉实现长期、安全、高效、平稳运行起到了至关重要的作用。

附图说明

图1为本实用新型的用于汽包锅炉的在线监测加药系统的结构示意图；

图2为模拟pid控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例

参阅图1所示，一种用于汽包锅炉的在线监测加药系统，包括有在线检测端1，及与在线检测端1之间采用无线传输连接的数据平台2，及与数据平台2连接的加药泵5，及与数据平台2连接的云服务平台3，及与云服务平台3采用无线传输连接的远程监控设备4，所述在线检测端1包括有ph在线检测仪和电导率在线检测仪，及分别与ph在线检测仪和电导率在线检测仪连接的dtu远传发送装置，所述数据平台2包括有一用于接收dtu远传发送装置数据的dtu远传接收装置21，及一与dtu远传接收装置21输出端连接的plc控制器22，所述plc控制器22与加药泵5连接，所述plc控制器22内设有pid运算模块和定量微调模块。

所述在线检测端1设有一个以上、且每一在线检测端1对应一ph在线检测仪和一电导率在线检测仪，各个所述在线检测端1呈并联式连接，所述plc控制器22上设有以太网口和4g接口，所述数据平台2经由以太网口和4g接口与云服务平台3无线连接，所述plc控制器22经由pid运算模块和定量微调模块与加药泵5连接，所述的远程监控设备4包括有远程pc端和手机app客户端。

智能控制系统根据指标自动调整工艺参数，稳定炉水指标在预设最佳区间；远传系统将数据与工况实时上传到云平台和接收端，远程实时监控和优化建议，以便主管部门随时掌握锅炉一线运行工况，智能化的自动控制模式克服了人工间歇加药与检测的弊端，极大地减少人工操作强度和指标波动。

plc控制器22上的以太网口和4g接口，只要插入4g流量卡或者接入以太网，就能及时快速上传到云端，当设备运行中出现检测值阈值报警，就会在手机app端或者远程计算机客户端推送报警信息，以便及时查看、调整参数。

远程监控端可以是远程计算机或者是手机app，远程计算机和手机app端有着同控制端触摸屏的相同画面，并且操作同步，登录也简单方便，可以设置访客的访问时长，更好的管理设备。

ph值，电导率和温度数据通过dtu远传接收装置21接收到plc控制器22，plc控制器22内部通过设置的参数进行pid运算+定量微调，定量微调技术是把理想控制范围和合格控制范围进行细分，做到小数点后2位的细分；然后根据实时检测的数据对加药泵5进行变频调速，简单的定量微调不能满足理想的控制，需要配合pid运算，变频的输出＝pid运算值+定量微调值，这是加药泵1最佳速度，它能保证水质始终保持在理想控制范围内。

plc控制器22通过调节加药泵5变频的转速，从而改变加药量；加药泵5可以进行连续加药和间歇加药2种模式，2种模式都能够进行pid运算+定量微调，以保证加药的精准。

pid运算+定量微调原理如下：

在模拟控制系统中，plc控制器22最常用的控制规律是pid控制。模拟pid控制系统原理框图如图2所示。系统由模拟pid控制器和被控对象组成。

pid控制器是一种线性控制器，它根据给定值yd(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差：err＝yd-y。

pid的控制规律为：

其中，kp为比例系数；ti为积分时间常数；td为微分时间常数。

简单来说，pid控制器各校正环节的作用如下：

1)比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号error(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

2)积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数ti，ti越大，积分作用越弱，反之则越强。

3)微分环节：反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。

上述pid运行是通过plc对其进行指令封装，客户仅仅需要输入目标值即可完成pid的自动控制，pid参数可通过按钮转换自动设置和手动参数设置。

通过pid基本可以满足控制精度的需求，为达到更好的控制精度，我们在此基础上增加的定量微调功能，即pid运行值+-定量微调值＝实际输出调整，这样就是在pid基础上增加了细微的调整。

本实用新型的有益效果是：

与现有工艺相比，智能化的自控加药体系，大大降低了现场操作的强度和难度；能对锅炉起到更全面的腐蚀防护，提高水、汽品质，提高锅炉的安全系数；对于建立智能化、自动化、远程化、无线化的监测和控制体系，使锅炉实现长期、安全、高效、平稳运行起到了至关重要的作用。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。