基于电动球阀调节的产水控制方法及装置、超纯水制备系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗用超纯水制备技术领域，尤其涉及一种基于电动球阀调节的产水控制方法及产水控制装置，和具有该产水控制装置的超纯水制备系统。
【背景技术】
[0002]血液透析用超纯水制备系统(本说明书中均简称为超纯水制备系统)需要通过控制反渗透膜进水侧压力及反渗透膜浓水侧流量及压力来使反渗透膜达到最佳使用状态，保证产血液透析用超纯水质量的同时，提高反渗透膜的使用寿命。
[0003]现有的超纯水制备系统，在反渗透膜浓水侧采用的是手动球阀来控制水流通路各支路的开度，进而控制浓水侧排水流量以及回收率，从而可控制产水流量及压力等参数。而手动球阀须由专门技术人员进行调节，且在医院现场调节好后固定不变，因而其使用具有一定的局限性。特别是当对现有超纯水制备系统进行工艺流程改进时，手动球阀的局限限制了新工艺流程的改进设计。
[0004]针对上述问题，本领域技术人员考虑利用电动球阀代替手动球阀，并基于电动球阀设计新的使用和控制方法，从而使超纯水制备系统具有更高的可控度。
[0005]然而，电动球阀可以分为两种，一种是仅可以进行开关控制的电动球阀，本说明书中称之为开关电动球阀；另一种是既可以进行开关控制，还可以直接进行开闭度调节的电动球阀，本说明书称之为开度调节电动球阀。前者成本低，但不能直接进行开度调节，而后者可以直接用于产水控制，提高了控制精度，但大大提高了生产成本。
[0006]因此，需要开发一种新的用于超纯水制备系统的产水控制方法，以解决上述技术冋题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种产水控制方法，以解决现有技术中的超纯水制备系统中降低成本与提高控制精度不能兼顾的技术问题。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种产水控制装置，以解决现有技术中的超纯水制备系统中降低成本与提高控制精度不能兼顾的技术问题。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种具有本发明产水控制装置的超纯水制备系统。
[0010]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0011]一种基于电动球阀调节的产水控制方法，用于超纯水制备系统，所述超纯水制备系统包括反渗透膜、高压泵、浓水侧排水电动球阀、浓水侧回水电动球阀、进水压力传感器、浓水压力传感器及产水流量计、浓水排水流量计；所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀均为开关电动球阀，所述产水控制方法包括:
[0012]初始化步骤，检测所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀全开和全闭所用时间，获得所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的单位开闭度；
[0013]开闭控制步骤，根据所述单位开闭度，控制所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀开闭，记录实时开闭度，并通过检测信号的反馈对记录的所述实时开闭度和所述单位开闭度进行校正；
[0014]压差标定步骤，通过调节所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的开闭度，获得所述反渗透膜的浓水侧达到目标流量时所述反渗透膜进水侧与浓水侧的压差，作为目标压差；
[0015]联动调节步骤，通过调节所述高压泵、所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的开闭度，达到所述目标压差和所述目标流量。
[0016]一种产水控制装置，用于超纯水制备系统，所述超纯水制备系统包括反渗透膜、高压泵、浓水侧排水电动球阀、浓水侧回水电动球阀、进水压力传感器、浓水压力传感器及产水流量计；其特征在于，所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀均为开关电动球阀，所述产水控制装置包括:
[0017]初始化模块，用以检测所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀全开和全闭所用时间，获得所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的单位开闭度；
[0018]开闭控制模块，用以根据所述初始化模块传来的所述单位开闭度，控制所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀开闭，记录实时开闭度，并通过检测信号的反馈对记录的所述实时开闭度和所述单位开闭度进行校正；
[0019]压差标定模块，用以根据所述开闭控制模块传来的校正结果，调节所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的开闭度，获得所述反渗透膜的浓水侧达到目标流量时所述反渗透膜进水侧与浓水侧的压差，作为目标压差；
[0020]联动调节模块，用以根据所述开闭控制模块传来的校正结果和所述压差标定模块传来的所述目标压差，调节所述高压泵、所述浓水侧排水电动球阀和所述浓水侧回水电动球阀的开闭度，达到所述目标压差和所述目标流量。
[0021]本发明的超纯水制备系统，具有本发明的产水控制方法。
[0022]本发明的有益效果在于，本发明的产水控制方法，由于使开关电动球阀具有开闭度调节的功能，因此给新工艺流程的改进设计带来了便利。针对开关电动球阀的特点，本发明在电动球阀的开闭度计算、电动球阀开闭度控制、反渗透膜进水侧浓水侧压差计算标定以及反渗透产水流量及压力控制方面提出了一些新的使用和控制方法，从而提高了开关电动球阀的可控度，并改进了超纯水制备系统产水控制流程及方法，使超纯水制备系统具备更高的自动化程度。
[0023]本发明的产水控制方法，能利用简单的方法控制复杂的多变量系统，有效地将一个复杂非线性系统的控制问题简化成线性系统，利用本方法能有效地提高整个反渗透装置可控性，并提高了控制可靠性。
[0024]本发明的基于电动球阀调节的产水控制方法在反渗透装置产水工艺流程中实时进行，从而保证各关键变量稳定达到目标值。本发明利用成本较低的开关电动球阀来控制产水工作流程，在保证产血液透析用超纯水质量的同时降低了系统的制造成本，有效延长超纯水制备系统中反渗透膜的使用寿命，且方法简单可靠，避免了复杂的控制算法，提高了整个系统的鲁棒性。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例的超纯水制备系统的结构示意图。
[0026]图2为本发明实施例产水控制方法的流程示意图。
[0027]图3为本发明实施例产水控制装置的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的保护范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0029]本发明实施例的产水控制方法，适用于本发明实施例的产水控制装置，也适用于本发明实施例的超纯水制备装置。
[0030]本发明实施例的超纯水制备系统，具有本发明实施例的产水控制装置。
[0031]图1为本发明实施例的超纯水制备系统结构示意图，其主要工作部件为反渗透膜
3、高压泵1、两个开关电动球阀5、7、两个流量计4、8和两个压力传感器2、6 ;另外，本发明实施例的超纯水制备系统具有进水口 9、产水口 10和排水口 11。
[0032]反渗透膜3是本发明实施例的超纯水制备系统的核心部件，进水口 9、产水口 10和排水口 11分别位于反渗透膜3的原水进水侧、产水出水侧和浓水出水侧。
[0033]其中，高压泵I为整个产水循环提供动力，设置在进水口 9与反渗透膜3之间。通过对高压泵I的变频控制，调节反渗透膜3的进水侧压力，最终使得产水流量达到目标值。但本发明并不局限于使用变频高压泵，也可以是采取变频控制的高压泵，也可以使用其它类型的高压泵。
[0034]进水压力传感器2和浓水压力传感器6紧邻反渗透膜3，分别设置于反渗透膜3的原水进水侧和浓水出水侧，分别用于感测反渗透膜3的原水进水侧压力和浓水出水侧压力。
[0035]产水流量计4和浓水侧排水流量计8，分别用于计量本发明实施例的超纯水制备系统的产水流量和浓水排水流量，其中，原水进水流量等于产水流量+浓水排水量，浓水侧总流量等于浓水排水流量