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_2

文档序号:8215845阅读:来源:国知局
+浓水回水流量。因此,可使用浓水排水流量计算浓水回水流量。
[0036]浓水侧回水电动球阀5和浓水侧排水电动球阀7均设置于浓水压力传感器6的下游,均为开关电动球阀,用于调节浓水侧的回水与排水的比例。浓水侧浓水部分由排水口 11排出,部分回收经由浓水侧回水电动阀5回流至反渗透膜3的原水进水侧。
[0037]本发明实施例的产水控制方法,需要控制的关键变量为:反渗透膜3的进水侧压力,排水口 11的排水流量,反渗透膜3的浓水侧总流量,产水口 10的产水流量,浓水回流的回收率。总之,目标是在产水流量保持稳定(稳定在目标值)的前提下,调节浓水回水量与浓水排水量的比例,提高回收率。而使得产水流量保持稳定,则是为提高反渗透膜3的使用寿命,使产水流量保持稳定的方法是调节进水侧与浓水侧的压差。
[0038]本发明实施例的产水控制方法,控制点有三个,也就是说被控制器件有三个:高压泵1、浓水侧回水电动球阀5和浓水侧排水电动球阀7。高压泵I在产水工作流程中采用变频控制,反渗透膜3流量及压力变化是个非线性过程,且上述三个控制点的控制皆为非线性控制,这就给整个控制带来了复杂性和难度。针对这些问题,本发明实施例的产水控制方法,具体包含四大步骤,如图2所示,分述如下:
[0039]步骤S1、初始化步骤
[0040]初始化步骤,是进行两个开关电动球阀5、7的开闭度校正计算标定。为了达到节约成本的目的,本发明的超纯水制备系统,采用的电动球阀是开关电动球阀,如不进行校正计算标定,控制本发明所用的电动球阀时不能给定具体开度模拟量,只能给定开关量控制其打开或者关闭。
[0041]首先本发明实施例的超纯水制备系统在启动时进行自检,并且是每次启动时都进行自检,通常是一天启动一次。在自检时,控制浓水侧回水电动球阀5、浓水侧排水电动球阀7完全打开然后完全关闭(或者是先完全关闭再完全打开),分别记录浓水侧回水电动球阀5全开过程需要的时间T05、浓水侧回水电动球阀5全闭过程需要的时间TC5、浓水侧排水电动球阀7全开过程需要的时间T07、浓水侧排水电动球阀7全闭过程需要的时间TC5。之后对这四个时间值进行求倒数,则得到浓水侧回水电动球阀5、浓水侧排水电动球阀7的单位开闭度,分别为:R05 = 1/T05,RC5 = 1/TC5,R07 = 1/T07,RC7 = 1/TC7,单位开闭度的意义为单位时间内电动球阀的开闭度。如果在自检过程中有开关电动球阀不能完全打开或者关闭则进行报警并停止工作。
[0042]步骤S2、开闭控制步骤
[0043]本发明实施例的产水控制方法,在进行上述标定后,就可以对开关电动球阀5、7的开闭度进行控制。这里所说的控制,不在是简单的进行开关控制,而是根据开关电动球阀
5、7的单位开闭度,按照开关电动球阀5、7实际所需的开闭度,进行开闭度控制,因此在低成本的情况下提高了控制的精度。
[0044]根据步骤SI标定的浓水侧回水电动球阀5、浓水侧排水电动球阀7的单位开闭度,控制开关电动球阀5、7的开闭,并实时记录并存储开关电动球阀5、7的实时开闭度值。同时,也需要以一定频率发送检测信号对开关电动球阀5、7的实际开关情况进行检测,当全开或者全闭的反馈开关信号为高电平时,需对实时开闭度和单位开闭度进行校正,消除累计误差,确保控制过程的准确性,以便用于后续步骤。
[0045]步骤S3、压差标定
[0046]本发明实施例的产水控制方法,第三个步骤为反渗透膜3进水侧浓水侧压差计算标定。
[0047]反渗透膜3具有如下特点,反渗透膜3进水侧压力(由进水压力传感器2测定)与浓水侧压力(由浓水压力传感器6测定)的差值与浓水侧流量为一一对应关系,即:当进水侧与浓水侧压力差值一定时,其浓水侧流量一定,同时也就是说,上述压力一定时,产水流量也是一定的。
[0048]而反渗透膜3进行工作时,为了达到较好使用效果延长其使用寿命,需要保证一定的浓水侧流量。根据反渗透膜3厂家提供的产品说明书等资料,可查得反渗透膜3工作时建议的浓水侧目标流量FVg。
[0049]针对上述特点,本发明实施例的产水控制方法,压差标定步骤的具体步骤为:
[0050]如图1所示,首先将浓水侧回水电动球阀5完全关闭,打开浓水侧排水电动球阀7,然后以工频启动高压泵I。由于浓水侧回水电动球阀5全闭,因此浓水侧排水流量计8测得的是反渗透膜3的浓水侧总流量。根据浓水侧排水流量计8的测量值来调节浓水侧排水电动球阀7,使浓水侧排水流量计8达到目标流量FVg ;当浓水侧排水流量计8测量值达到目标流量FVg且稳定下来时,记录进水压力传感器2与浓水压力传感器6的压力差值PSg。后续产水工作控制时,即以此压力差值PSg作为控制目标值,也即目标压力。
[0051]步骤S4、联动调节步骤
[0052]本发明实施例的产水控制方法,步骤S4为联动调节步骤,也就是通过依次对高压泵1、浓水侧排水电动球阀7和浓水侧回水电动球阀5进行调节,对反渗透膜3产水流量、回收率及压力差值进行联动控制,达到各自的目标值。
[0053]反渗透膜3产水工作时需要控制的关键变量如下:反渗透膜3的进水侧压力,排水口 11的排水流量,反渗透膜3的浓水侧总流量,浓水回水的回收率,产水口 10的产水流量。
[0054]开始工作时,首先根据以往各控制点的工作参数记录,来对浓水侧回水电动球阀5和浓水侧排水电动球阀7的开度进行预调节。
[0055]具体步骤如下:
[0056]步骤S41,通过产水流量控制高压泵I的变频器工作频率,控制反渗透膜3的进水侧压力,该控制从进水压力传感器2的压力值得到反馈,使得产水流量稳定,且达到目标值;
[0057]步骤S42,通过调节浓水侧排水电动球阀7的开度来控制浓水侧排水流量,该控制从浓水侧排水流量计8的流量值得到反馈,使得使浓水侧排水流量计8达到目标流量FVg,保证回收率;
[0058]步骤S43,浓水侧排水电动球阀7的开闭度固定不变,开始调节浓水侧回水电动球阀5的开闭度,此时进水压力传感器2和浓水压力传感器6的测量值会随之变化,当浓水侧回水电动球阀5开度增大时,进水压力传感器2和浓水压力传感器6之间的压力差会增大,反之,当浓水侧回水电动球阀5开度减小时,进水压力传感器2和浓水压力传感器6之间的压力差则变小,当进水压力和浓水压力差值稳定达到目标压差值PSg时,停止调节浓水侧回水电动球阀5,此时反渗透膜3的浓水侧总流量亦达到目标流量FVg ;当反渗透膜3的浓水侧总流量达到目标流量FVg,且通过步骤S42稳定浓水侧排水流量之后,两者之差即为浓水回水流量,原水回收率(产水流量与产水流量+浓水排水流量之和的比值)也就确定了。
[0059]步骤S44,通过控制高压泵I的工作频率可调节反渗透膜3的进水侧压力,同步进行步骤S43稳定浓水流量,此时可控制产水口 10的产水流量,即产水流量计4的测量值达到目标值。
[0060]重复以上步骤S44可控制各关键变量使之达到目标值。
[0061 ] 本发明实施例的产水控制方法,在超纯水制备系统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。之前已提到,初始化步骤在所述超纯水制备系统启动时进行,而其他步骤,则依赖于一检测结果。本发明实施例的产水控制方法还包括检测产水流量是否超过目标产水流量范围的上限或低于目标产水流量的下限的步骤,检测到所述产水流量超过目标产水流量范围的上限或低于目标产水流量的下限时,依次进行所述开闭控制步骤、压差标定步骤和所述联动调节步骤。上述检测的时间间隔,可以是一秒,也就是说频率为I次/秒。
[0062]但是,也可以在联动控制步骤中,实时记录与存储此时各个控制点的工作参数,也即以上一次所述联动调节步骤完成时存储的高压泵1、浓水侧排水电动球阀7和所述浓水侧回水电动球阀5的工作参数直接进行所述联动调节步骤,提高效率。
[0063]下面简要介绍一下本发明实施例的产水控制装置。
[0064]如
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