专利名称：全膜水处理设备的智能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能控制系统，尤其涉及一种全膜水处理设备的智能控制系 统。
背景技术：
膜技术被称为是21世纪的水处理技术，是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技 术，水处理领域是膜技术最重要的应用领域。目前工业生产中用于水处理的膜技术主要有以下几种类型超滤 (Ultrafiltration, UF)(Reverse Osmosis, R0)(Electrodialysis, EDI)寸。超滤是一个单纯的物理筛孔分离过程，UF膜具有一定形状和大小的孔，在压力作 用下溶剂水和小溶质粒子透过膜而到达低压侧，大粒子组分被膜阻挡。UF膜的孔径介于 纳米与微米之间，其中分离过程没有化学反应、相变或稀释过程。为了兼顾分离精度和透 过率，一般UF膜为0. 01 μ m左右。原水在一定压力驱动下，通过微孔膜可截留所有大于 0. 01 μ m的颗粒，如胶体(胶体硅)、花粉、藻类、寄生虫、细菌、病毒、病原体及有机大分子 等。通过UF的出水，水质稳定，特别是胶体硅的去除率非常稳定，受原水水质、运行操作条 件的影响很小。反渗透是一种借助于选择透过(半透过)性膜的功能，以压力差为推动力的膜分 离技术。当系统中所加的压力大于溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流 入中心管，然后在出水端流出，复合膜组件能连续地除去水中绝大部分无机盐和溶解性有 机物、细菌、病毒等，将其截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目 的。电除盐又称为电渗析，是通过阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源来进行 水处理的技术。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子通过；而阳离子交换膜 只允许阳离子透过，不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴、阳离子交换膜之间形成单 个处理单元，并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开，形成浓水室。在单元组两端的 直流电源阴、阳电极形成电场。来水水流流经淡水室，水中的阴、阳离子在电场作用下通过 阴、阳离子交换膜被清除，进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高 了离子被清除的速度。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离 子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。将以上三种膜技术结合起来进行水处理的设备，我们称之为全膜水处理设备。相 比传统的离子交换水处理技术相比，全膜水处理具有出水水质高、连续生产、使用方便、不 用酸碱、不污染环境、占地面积小、运行经济等优点，是一种环保高效的水处理技术，因此已 越来越广泛地应用于发电厂等行业的水处理中。全膜水处理设备目前已发展至第三代，主要包括超滤装置、反渗透装置、电除盐装 置以及水泵、储水箱等外围设备。由于全膜水处理设备的运行步骤复杂，水质、流量和压力等参数控制要求较高，工况较复杂，因此通常采用工作站+PLC的控制系统，操作人员从工 作站发出控制指令，通过PLC控制与PLC相连接的各执行机构动作，如开启/关闭水泵、调 整阀门等，达到对整个设备运行的控制。现有的这种控制系统对于整个全膜水处理设备的 控制还停留在人工判断的基础上，采用软手操作的控制方式，通过对单个阀门、泵等单操作 控制，完成水处理设备的运行，整个运行过程中操作人员要不断调整参数、启停相应设备； 另外控制操作时的判断基础，例如浊度、电导率、PH值等参数，目前是采用人工采集水样并 进行离线分析，对系统的调整较为滞后，时效性差；此外，持续的过滤过程中累积在膜表面 的污染物会影响水的处理效率，需要采用反洗甚至化学加强反洗来去除，目前对全膜水处 理设备的膜失效判断主要通过运行时间累计量、产水累计量、人工分析水质等参数判断，因 受原水水源、季节、用水方式等影响，判断的准确性较差，已有部分厂家开始利用膜两端水 的压差来判断膜是否失效，但也仅仅是作为一种检测手段，未与控制系统结合起来，实现实 时在线的控制。综上所述，现有全膜水处理设备的控制系统虽采用了自动控制技术，但各解决方 案是分散的，未发现集成在一起形成一套完整的智能控制系统，所以目前的全膜水处理设 备的控制水平不高，装置的运转效率有待提高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服目前全膜水处理设备的控制系统存在的缺陷，将全膜 水处理控制和检测技术集成在一起，提供一种全膜水处理设备的智能控制系统，使全膜水 处理设备安全高效运行。本实用新型采用如下技术方案一种全膜水处理设备的智能控制系统，包括工作站和分别与工作站信号连接的超 滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元、外围设备控制单元；所述超 滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元及外围设备控制单元均包括 PLC控制器及与PLC控制器连接的执行机构；其特征在于所述超滤装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的浊度测量装置及第一压 差测量装置；浊度测量装置的测量端位于超滤装置的出水管道内，测量信号输出至PLC控 制器；第一压差测量装置的两个压力测量端分别位于超滤装置的进水管道内和出水管道 内，测量信号输出至PLC控制器；所述反渗透装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的PH值测量装置及第 二压差测量装置；PH值测量装置的测量端位于反渗透装置的出水管道内，测量信号输出至 PLC控制器；第二压差测量装置的两个压力测量端分别位于反渗透装置的进水管道内和出 水管道内，测量信号输出至PLC控制器；所述电除盐装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的电导率测量装置及第 三压差测量装置；电导率测量装置的测量端位于电除盐装置的出水管道内，测量信号输出 至PLC控制器；第三压差测量装置的两个压力测量端分别位于电除盐装置的进水管道内和 出水管道内，测量信号输出至PLC控制器。进一步的，上述技术方案中所述超滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐 装置控制单元、外围设备控制单元共用一个PLC控制器。[0017]在进行实际控制时，上述各控制单元中的测量装置实时将测量信号传输至PLC控 制器，PLC控制器根据预先设定的程序进行分析判断后发出控制指令控制相应的执行机构 动作，同时将相关信息传输至工作站供操作人员进行实时监控，操作人员可随时通过工作 站对相关参数进行调整。本实用新型将实时在线测量与自动控制结合，通过对现场数据的分析判断智能合 理地安排过程流程，实现全膜水处理设备的优化运行。相比现有技术，本实用新型提高了全 膜水处理设备的出水品质，保证了设备安全高效运行。
图1为本实用新型全膜水处理设备的智能控制系统的结构框图；图2为使用本实用新型的智能控制系统的全膜水处理设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明如附图1所示，本实用新型的全膜水处理设备的智能控制系统，包括工作站和分 别与工作站信号连接的超滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元、外 围设备控制单元；所述超滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元及外 围设备控制单元均包括PLC控制器及与PLC控制器连接的执行机构；其特征在于所述超滤装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的浊度测量装置及第一压 差测量装置；浊度测量装置的测量端位于超滤装置的出水管道内，测量信号输出至PLC控 制器；第一压差测量装置的两个压力测量端分别位于超滤装置的进水管道内和出水管道 内，测量信号输出至PLC控制器；所述反渗透装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的PH值测量装置及第 二压差测量装置；PH值测量装置的测量端位于反渗透装置的出水管道内，测量信号输出至 PLC控制器；第二压差测量装置的两个压力测量端分别位于反渗透装置的进水管道内和出 水管道内，测量信号输出至PLC控制器；所述电除盐装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的电导率测量装置及第 三压差测量装置；电导率测量装置的测量端位于电除盐装置的出水管道内，测量信号输出 至PLC控制器；第三压差测量装置的两个压力测量端分别位于电除盐装置的进水管道内和 出水管道内，测量信号输出至PLC控制器。本具体实施方式
中，所述超滤装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控 制单元、外围设备控制单元共用一个PLC控制器。使用本实用新型的智能控制系统的全膜水处理设备的结构如附图2所示，原水由 超滤水泵1进入超滤装置2，超滤装置2的进/出水管路内分别安装第一压差测量装置3的 两个压力测量端，超滤装置2的出水管路内安装有浊度测量装置4的测量端。超滤生产的 水进入超滤水箱5。反渗透水泵6将水泵入一级反渗透装置7，一级反渗透装置7的进/出水管路内分 别安装第二压差测量装置8的两个压力测量端，一级反渗透装置7的出水管路内安装PH值 测量装置9的测量端。一级反渗透装置7生产的水进入中间水箱10。中间水泵11将中间水箱10中的水泵入二级反渗透装置12，二级反渗透装置12的进/出水管路内分别安装第 二压差测量装置I3的两个压力测量端，二级反渗透装置12的出水管路内安装有PH值测量 装置14的测量端。二级反渗透装置12生产的水进入反渗透水箱15。电除盐水泵16将反渗透水箱15中的水泵入电除盐装置17，电除盐装置17的进/ 出水管路内分别安装第三压差测量装置18的两个压力测量端，电除盐装置17的出水管路 内安装有电导率测量装置19的测量端。电除盐装置17生产的水进入除盐水箱20，这是全 膜水处理设备的最终合格产水，适合工业锅炉等生产用的净化水。上述第一、第二、第三压差测量装置、PH值测量装置、电导率测量装置、各执行机 构、PLC控制器之间的连接采用工业现场总线。
权利要求1.一种全膜水处理设备的智能控制系统，包括工作站和分别与工作站信号连接的超滤 装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元、外围设备控制单元；所述超滤 装置控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元及外围设备控制单元均包括PLC 控制器及与PLC控制器连接的执行机构；其特征在于所述超滤装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的浊度测量装置及第一压差测 量装置；浊度测量装置的测量端位于超滤装置的出水管道内，测量信号输出至PLC控制器； 第一压差测量装置的两个压力测量端分别位于超滤装置的进水管道内和出水管道内，测量 信号输出至PLC控制器；所述反渗透装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的PH值测量装置及第二压差 测量装置；PH值测量装置的测量端位于反渗透装置的出水管道内，测量信号输出至PLC控 制器；第二压差测量装置的两个压力测量端分别位于反渗透装置的进水管道内和出水管道 内，测量信号输出至PLC控制器；所述电除盐装置控制单元还包括分别与PLC控制器连接的电导率测量装置及第三压 差测量装置；电导率测量装置的测量端位于电除盐装置的出水管道内，测量信号输出至 PLC控制器；第三压差测量装置的两个压力测量端分别位于电除盐装置的进水管道内和出 水管道内，测量信号输出至PLC控制器。
2.如权利要求1所述的全膜水处理设备的智能控制系统，其特征在于，所述超滤装置 控制单元、反渗透装置控制单元、电除盐装置控制单元、外围设备控制单元共用一个PLC控 制器。
3.如权利要求1所述的全膜水处理设备的智能控制系统，其特征在于，所述第一、第 二、第三压差测量装置、PH值测量装置、电导率测量装置、各执行机构、PLC控制器之间的连 接采用工业现场总线。
专利摘要本实用新型公开了一种全膜水处理设备的智能控制系统。该智能控制系统结合压差测量装置、浊度测量装置、pH值测量装置以及电导率测量装置，来对所处理水的各项指标进行实时在线测量，并通过PLC控制器对测量得到的测量数据进行分析判断，进而控制各执行机构执行相应动作。本实用新型将实时在线测量与自动控制结合，通过对现场数据的分析判断智能合理地安排过程流程，实现全膜水处理设备的优化运行。相比现有技术，本实用新型提高了全膜水处理设备的出水品质，保证了设备安全高效运行。
文档编号G05B19/418GK201837881SQ20102052954
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者薛绍玉 申请人:南京科律自动化设备有限公司