一种杀菌消毒水制造装置及混合液ph值的调控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物体的消毒方法及装置，特别涉及一种杀菌消毒水制造装置及混合液 PH值的调控方法。
【背景技术】
[0002] 目前，次氯酸溶液的制备一般是通过加药栗分别将次氯酸钠溶液与盐酸调整溶液 注入混合器中，混合器将两种溶液同自来水混合均匀后，即可得到次氯酸溶液。混合的过 程需要保持混合溶液的pH值在一定的范围内。现在市面上以次氯酸为主要成分的消毒水 生产装置体型较大，自动化程度低，需要专门人员看守和操作，但是由于次氯酸钠溶液、盐 酸调整溶液的注入量与混合溶液的PH值没有一个固定的线性关系，属于非线性、大时间滞 后的系统，因此采用传统模型难以获得对象的精确模型，具有一定局限性，达不到理想的效 果。如果采用人工进行干预调节，虽然节约了设备成本，却增加了人工成本，也带来了由于 操作失误导致混合溶液pH过低或过高而产生危险的可能。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，本发明提出一种杀菌消毒水制造装置及混合液PH值 的调控方法，解决了必须依赖人工干预才能使次氯酸溶液稳定在一定PH范围内的问题，其 控制精度高，节约成本、降低了操作风险。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种杀菌消毒水制造装置，其技术要点是： 设置电磁阀：用于根据可编程逻辑控制器的输入信号控制自来水输入端的通断； 设置次氯酸钠加药栗、次氯酸钠药罐、盐酸调整液加药栗、盐酸调整液药罐、混合器、缓 冲罐：用于将次氯酸钠、盐酸与水混合形成次氯酸溶液，并对次氯酸溶液进行存储； 设置控制器：用于接收管道内混合溶液的PH值，并与预先设定输出的次氯酸溶液PH浓 度比较，利用模糊控制方法调节盐酸加药栗的脉冲频率，使次氯酸溶液的PH值稳定在一定 的范围内。
[0005] 自来水管路经电磁阀与混合器连接，次氯酸钠药罐经次氯酸钠加药栗连接混合 器，盐酸调整液药罐经盐酸加药栗连接混合器，混合器的输出端连接缓冲器，可编程逻辑控 制器的输出分别连接次氯酸钠加药栗、盐酸加药栗和电磁阀。
[0006] -种杀菌消毒水混合液PH值的调控方法，对上述的杀菌消毒制造装置进行控制， 其技术要点包括： 获取次氯酸溶液的PH测量值；利用PH测量值计算模糊控制器的输入信号；将获取的 输入信号输入模糊控制器，经模糊控制器产生盐酸加药栗频率信号，控制盐酸调节液的栗 出量，使次氯酸溶液的PH值稳定在一定范围内。
[0007] 作为本发明的一种优选方案，获取次氯酸容液的PH测量值时应在设定的采样时 间到来后，才对混合溶液的PH值进行测量。
[0008] 作为本发明的另一种优选方案，利用模糊控制器产生加药栗频率信号的过程，包 括： 首先，将次氯酸溶液在线PH测量值与设定次氯酸溶液pH值做差获得次氯酸溶液PH偏 差值，再获取次氯酸溶液PH偏差值的变化率，将获取的次氯酸溶液PH偏差值和PH偏差值 的变化率作为模糊控制器的输入信号； 其次，利用模糊控制器对两个输入量进行模糊化，根据模糊控制规则进行模糊推理进 而获取输出模糊量； 最后，将输出模糊量转化为控制盐酸加药栗的输出脉冲频率，并调节盐酸加药栗的出 药量，进而调节次氯酸溶液的PH值。
[0009] 作为本发明的再一种优选方案，所述的对两个输入量进行模糊化，包括： 获取次氯酸溶液PH偏差值的基本论域值为[-3, 3]、次氯酸溶液PH偏差值的变化率的 基本论域值为[_0. 6, 0. 6]; 再利用上述两个值获得输出模糊量的基本论域。
[0010] 作为本发明的进一步优选方案，确定模糊控制规则，包括： 先对输出模糊量进行离散化； 再获取次氯酸溶液PH偏差值的基本论域值对应的语言变量词集E、PH值的变化率的基 本论域值对应的语言变量词集EC，均为：[负大，负中，负小，零，正小，正中，正大]; 获取输出模糊量对应的语言变量词集U，为：[零，正小，正中，正大，最大]; 最后，确定模糊规则为： 当E为负大，EC为负大，则U为正大；当E为负中，EC为负大，则U为正大； 当E为负小，EC为负大，则U为正中；当E为零，EC为负大，则U为正中； 当E为正小，EC为负大，则U为正小；当E为正中，EC为负大，则U为零； 当E为正大，EC为负大，则U为零； 当E为负大，EC为负中，则U为正大；当E为负中，EC为负中，则U为正大； 当E为负小，EC为负中，则U为正中；当E为零，EC为负中，则U为正中； 当E为正小，EC为负中，则U为正小；当E为正中，EC为负中，则U为零； 当E为正大，EC为负中，则U为零； 当E为负大，EC为负小，则U为正大；当E为负中，EC为负小，则U为正大； 当E为负小，EC为负小，则U为正中；当E为零，EC为负小，则U为正小； 当E为正小，EC为负小，则U为零；当E为正中，EC为负小，则U为负中； 当E为正大，EC为负小，则U为负中； 当E为负大，EC为零，则U为正大；当E为负中，EC为零，则U为正中； 当E为负小，EC为零，则U为正中；当E为零，EC为零，则U为零； 当E为正小，EC为零，则U为负中；当E为正中，EC为零，则U为负大； 当E为正大，EC为零，则U为负大； 当E为负大，EC为正小，则U为负中；当E为负中，EC为正小，则U为零； 当E为负小，EC为正小，则U为零；当E为零，EC为正小，则U为负小； 当E为正小，EC为正小，则U为负中；当E为正中，EC为正小，则U为负大； 当E为正大，EC为正小，则U为负大； 当E为负大，EC为正中，则U为零；当E为负中，EC为正中，则U为零； 当E为负小，EC为正中，则U为负小；当E为零，EC为正中，则U为负中； 当E为正小，EC为正中，则U为负中；当E为正中，EC为正中，则U为负大； 当E为正大，EC为正中，则U为负大； 当E为负大，EC为正大，则U为零；当E为负中，EC为正大，则U为零； 当E为负小，EC为正大，则U为负小；当E为零，EC为正大，则U为负中； 当E为正小，EC为正大，则U为负中；当E为正中，EC为正大，则U为负大； 当E为正大，EC为正大，则U为负大。
[0011] 作为本发明的又一种优选方案，次氯酸溶液PH值的范围为5. 5~6. 8。
[0012] 本发明的优点及有益效果是：该杀菌消毒水制造装置及控制方法，首先获取次氯 酸溶液的PH测量值，利用PH测量值计算模糊控制器的输入信号，将获取的输入信号输入模 糊控制器，经模糊控制器产生加药栗频率信号，控制盐酸溶液栗出量使次氯酸溶液的PH值 稳定在一定范围内。该方法通过模糊控制器对整个生产过程进行控制，使输出次氯酸溶液 的PH值变化曲线趋于理想，克服了传统控制方法非线性、大时间滞后的缺陷，具有良好的 有效性和鲁棒性，同时利用该系统和方法还减少了管理人员的工作量，提高了工作效率，真 正做到无人值守、安全可靠。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明： 图1为本发明杀菌消毒水制造装置结构示意图； 图2为本发明杀菌消毒水制造装置的控制方法流程图； 图中序号说明如下电磁阀、2电磁流量计、3混合器、4缓冲罐、5次氯酸钠加药栗、6 次氯酸钠药罐、7盐酸调整液加药栗、8盐酸调整液药罐、9可编程逻辑控制器、IOPH传感 器、11触摸屏、12GPRS模块、13漏液传感器、14蜂鸣器。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的说明： 本实施例采用的杀菌消毒水制造装置如图1所示。混合器3为一个纯管道构件，具有 三个输入口一个输出口，三个输入口分别用于接收：经电磁阀1注入混合器的自来水、由次 氯酸钠加药栗5抽取的来自次氯酸钠药罐6内的次氯酸钠溶液及由盐酸调整液加药栗7抽 取的来自盐酸调整液药罐8内的盐酸溶液，三者在混合器3内混合后形成次氯酸溶液。混合 器3经输出口将次氯酸溶液注入缓冲罐4。在缓冲罐4内设置有测量次氯酸溶液PH值的PH 传感器10,在安装电磁阀1的管道内设置有测量水流量的电磁流量计2,电磁流量计2及PH 传感器10均与可编程逻辑控制器9连接，另外，次氯酸钠药罐6和盐酸药罐8内部均安装有 液位传感器，液为传感器的输出均与可编程控制器9的输入端相连，为可编程逻辑控制器9 提供输入信号，本实施例中采用的可编程逻辑控制器9型号为欧姆龙CP1E-N30S1DT-D。可 编程逻辑控制器9的两个输出端分别与次氯酸钠加药栗6控制输入端和盐酸调整液加药栗 7控制输入端连接，用于控制次氯酸钠加药栗的加药量和盐酸调整液加药栗的加药量。
[0015] 杀菌消毒水制造装置开机后，可编程逻辑控制器9控制电磁阀1打开，自来水经由 电磁阀1流入电磁流量计2,电磁流量计2能够将当前流量实时反馈给可编程逻辑控制器 9,自来水通过电磁流量计2注入混合器3,同时可编程逻辑控制器9根据电磁流量计2的反 馈值、PH传感器10的反馈值以及设定输出次氯酸溶液浓度值，利用智能模糊控制方法来控 制盐酸加药栗7的脉冲频率。本装置工作过程中，可编程逻辑控制器9还通过漏液传感器 13实时监测是否漏液（一旦漏液则通过蜂鸣器14进行报警），通过次氯酸钠药罐6以及盐 酸调整液药罐8内部的液位探测器监测上述两个溶液的液位。可编程逻辑控制器9可以通 过GPRS模块12将系统工作状态以及各项参数传输到远程控制服务器，远程监控服务器可 以对所有接入设备进行统一管理。操作人员也可以通过触摸屏11来观察系统工作状态或 者设定系统参数。
[0016] 本实施例中，对于杀菌消毒水制造装置的控制，主要分为两种：一种是对输出次氯 酸溶液浓度控制，另一种是对输出次氯酸溶液pH值控制。输出次氯酸溶液浓度控制是指： 输出次氯酸溶液浓度与水的流量以及注入次氯酸钠溶液量成线性关系，因此只需根据电磁 流量计的反馈值，即可获得需要注入次氯酸钠溶液的量，实现对输出次氯酸溶液浓度的控 制。而对于输出溶液pH值的控制，由于pH值控制具有非线性、大时间滞后的特性，本实施 例则采用了模糊控制方法，其流程如图2所示，包括： 将获取的输入信号输入模糊控制器，经模糊控制器产生盐酸加药栗频率信号，通过控 制盐酸调整液的栗出量使次氯酸溶液的PH值稳定在一定范围内。
[0017] 步骤1 :获取次氯酸溶液的pH测量值。等待采样时间到来，一旦采样时间到则执 行步骤2。采样时间由用户自行设定，本实施例设置采样时间为100~500ms。
[0018] 步骤2 :利用次氯