CN105399255A - 车用尿素溶液生产系统及自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用尿素溶液生产系统及自动控制方法,系统包括:原水预处理子系统,用于对原水进行预处理,以去除原水中的杂质;纯水制备子系统,用于对预处理后的原水进行离子脱除;其中,在所述原水预处理子系统和纯水制备子系统中均设置至少一个闭环控制点,用于采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,以及对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制;所述车用尿素溶液生产系统还包括:监视控制子系统,通过通信线路连接各个闭环控制点,用于监控每个闭环控制点的实时传感数据,以及根据闭环控制算法向所述闭环控制点发送控制命令。本发明能够实现车用尿素溶液生产过程的自动控制和异常处理,降低人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及车用尿素溶液生产领域,尤其涉及一种车用尿素溶液生产系统及自动控制方法。
背景技术
车用尿素溶液是一种使用在选择性催化还原技术(SelectiveCatalyticReductionTechnology,简称SCR)中,用来减少柴油车尾气中的氮氧化物污染的液体。它属于氮氧化物选择性催化还原剂,可以由以一定比例的超纯度车用尿素及纯水合成。柴油车使用这种车用尿素溶液后,尾气排放中的氮氧化物就能被分解为无污染的氮气和水蒸气,可直接减少雾霾污染。
目前,车用尿素溶液的生产涉及到大量的设备,而现场制备的部分较多采用的是机械式调整方法,需要有经验的技术人员不停的通过观察进行调试和异常排查,以便维持生产设备的良好运行。这种机械式调整方法需要耗费大量的人工进行操作和维护,而且调整过程非常依赖于技术人员的经验,因此造成了人工成本高昂。
发明内容
本发明的目的是提出一种车用尿素溶液生产系统及自动控制方法,能够实现车用尿素溶液生产过程的自动控制和异常处理,降低人工成本。
为实现上述目的,本发明提供了一种车用尿素溶液生产系统,包括:
原水预处理子系统,用于对原水进行预处理,以去除原水中的杂质;
纯水制备子系统,用于对预处理后的原水进行离子脱除;
其中,在所述原水预处理子系统和纯水制备子系统中均设置至少一个闭环控制点,用于采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,以及对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制;
所述车用尿素溶液生产系统还包括:
监视控制子系统,通过通信线路连接各个闭环控制点,用于监控每个闭环控制点的实时传感数据,以及根据闭环控制算法向所述闭环控制点发送控制命令。
进一步的,在所述原水预处理子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对引入的原水进行实时压力侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制原水的压力调整和进水启闭。
进一步的,所述原水预处理子系统内的闭环控制点包括:依次设置在原水引入管路上的调压阀、第一压力传感器和进水阀,所述第一压力传感器用于对引入的原水进行实时压力侦测,所述调压阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第一压力传感器侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行自动调压操作,所述进水阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第一压力传感器侦测到的实时传感数值符合预设阈值时开启进水功能。
进一步的,所述纯水制备子系统包括:
反渗透RO子系统,用于对预处理后的原水进行反渗透处理,以脱出水中的电解质离子;
电去离子EDI子系统,用于对脱出电解质离子的水进行电去离子处理,以获得符合车用尿素溶液要求的洁净程度的高纯水或超纯水。
进一步的,在所述反渗透RO子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。
进一步的,所述反渗透RO子系统内的第一闭环控制点包括:设置在一级反渗透装置之前的第二压力传感器、第一流量传感器和一级膜前阀门,所述第二压力传感器用于对预处理后的原水进行实时压力侦测,所述第一流量传感器用于对预处理后的原水进行实时流量侦测,所述一级膜前阀门用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第二压力传感器或所述第一流量传感器侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使预处理后的原水的压力和流量符合所述一级反渗透装置的要求。
进一步的,所述反渗透RO子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述一级反渗透装置之后浓水流道的第三压力传感器、第二流量传感器和第一冲洗阀,以及设置在所述一级反渗透装置之后淡水流道的第四压力传感器和第三流量传感器,所述第三压力传感器用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第二流量传感器用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第四压力传感器用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第三流量传感器用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,所述第一冲洗阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第三压力传感器、所述第二流量传感器、所述第四压力传感器或所述第三流量传感器侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过一级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游处理装置的要求。
进一步的,所述反渗透RO子系统内设有两级反渗透装置,所述反渗透RO子系统内的第三闭环控制点包括:设置在二级反渗透装置之后浓水流道的第五压力传感器、第四流量传感器和第二冲洗阀,以及设置在所述二级反渗透装置之后淡水流道的第六压力传感器和第五流量传感器,所述第五压力传感器用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第四流量传感器用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第六压力传感器用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第五流量传感器用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,所述第二冲洗阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第五压力传感器、所述第四流量传感器、所述第六压力传感器或所述第五流量传感器侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过二级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游的所述电去离子EDI子系统的要求。
进一步的,所述电去离子EDI子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。
进一步的,所述电去离子EDI子系统内反渗透水箱内的淡水通过增压泵进入电去离子装置,在所述增压泵和所述电去离子装置之间设有淡水、浓水和极水三级流道,所述电去离子EDI子系统内的第一闭环控制点包括:在淡水、浓水和极水三级流道均设置的第七压力传感器、第六流量传感器和调节阀,所述第七压力传感器用于对所在流路的水进行实时压力侦测,所述第六流量传感器用于对所在流路的水进行实时流量侦测,所述调节阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所在流道中的所述第七压力传感器或所述第六流量传感器侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以确保所述电去离子装置的进水压力和流量符合要求。
进一步的,所述电去离子EDI子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述电去离子装置和产水箱之间纯水流道的品质传感器和产水阀,以及设置在所述电去离子装置和所述反渗透水箱之间回水流道的回流阀,所述品质传感器用于对经过电去离子处理后得到的纯水进行水质侦测,所述产水阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述品质传感器侦测的水质合格时开启进水功能,所述回流阀用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述品质传感器侦测的水质不合格时开启回流功能,使经过电去离子处理后得到的纯水回流到所述反渗透水箱。
进一步的,所述监视控制子系统包括设置在车用尿素溶液生产现场的控制柜和远程服务器。
为实现上述目的,本发明还提供了一种基于前述车用尿素溶液生产系统的自动控制方法,包括:
监视控制子系统通过通信线路从原水预处理子系统和纯水制备子系统中设置的至少一个闭环控制点获取生产环节中的实时传感数据;
所述监视控制子系统根据所述实时传感数据对原水预处理子系统和纯水制备子系统中生产环节的阀门进行闭环控制。
进一步的,所述原水预处理子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对引入的原水进行实时压力侦测,并控制原水的压力调整和进水启闭。
进一步的,纯水制备子系统包括:用于对预处理后的原水进行反渗透处理,以脱出水中的电解质离子的反渗透RO子系统,和用于对脱出电解质离子的水进行电去离子处理,以获得符合车用尿素溶液要求的洁净程度的高纯水或超纯水的电去离子EDI子系统;
所述反渗透RO子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量;
所述电去离子EDI子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量。
基于上述技术方案,本发明在车用尿素溶液生产系统中的原水预处理子系统和纯水制备子系统中均设置了至少一个闭环控制点,然后利用闭环控制点采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,并对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制,而这些闭环控制点可由监视控制子系统统一监控和控制,进而可以在监视控制子系统中实现车用尿素溶液生产系统运行过程中的监控和异常自动处理,从而避免耗费大量的人工进行操作和维护,并减少对技术人员的经验依赖,进而降低了人工成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明车用尿素溶液生产系统的一实施例的结构示意图。
图2为本发明车用尿素溶液生产系统的另一实施例的结构示意图。
图3为本发明基于车用尿素溶液生产系统的自动控制方法的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示,为本发明车用尿素溶液生产系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中,车用尿素溶液生产系统包括:原水预处理子系统、纯水制备子系统和监视控制子系统。其中,原水预处理子系统用于对原水进行预处理,以去除原水中的杂质。纯水制备子系统可以进一步包括:反渗透RO子系统和电去离子EDI子系统。反渗透RO子系统用于对预处理后的原水进行反渗透处理,以脱出水中的电解质离子;电去离子EDI子系统用于对脱出电解质离子的水进行电去离子处理,以获得符合车用尿素溶液要求的洁净程度的高纯水或超纯水。在所述原水预处理子系统和纯水制备子系统中均设置至少一个闭环控制点,用于采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,以及对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制。
监视控制子系统通过通信线路连接各个闭环控制点,用于监控每个闭环控制点的实时传感数据,以及根据闭环控制算法向所述闭环控制点发送控制命令。
在本实施例中,在车用尿素溶液生产系统中的原水预处理子系统、纯水制备子系统中均设置了至少一个闭环控制点,然后利用闭环控制点采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,并对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制,而这些闭环控制点可由监视控制子系统统一监控和控制,进而可以在监视控制子系统中实现车用尿素溶液生产系统运行过程中的监控和异常自动处理,从而避免耗费大量的人工进行操作和维护,并减少对技术人员的经验依赖,进而降低了人工成本。
如图2所示,本发明车用尿素溶液生产系统的另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比,原水预处理子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对引入的原水进行实时压力侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制原水的压力调整和进水启闭。原水预处理子系统内的闭环控制点包括:依次设置在原水引入管路上的调压阀1、第一压力传感器3和进水阀4,第一压力传感器3用于对引入的原水进行实时压力侦测,调压阀1用于在监视控制子系统的控制下,当第一压力传感器3侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行自动调压操作,进水阀4用于在监视控制子系统的控制下,当第一压力传感器3侦测到的实时传感数值符合预设阈值时开启进水功能。
图2中的原水预处理子系统还可以包括用于对原水进行快速加热的速热加热器2、用于泵送原水的原水泵5和多个实现原水内泥沙、颗粒、胶体以及微生物过滤的过滤元件,例如滤网6、pp过滤7、炭块过滤8和超滤9。
在图2中,在所述反渗透RO子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。其中,反渗透RO子系统内的第一闭环控制点包括:设置在一级反渗透装置15之前的第二压力传感器12、第一流量传感器13和一级膜前阀门14,第二压力传感器12用于对预处理后的原水进行实时压力侦测,第一流量传感器13用于对预处理后的原水进行实时流量侦测。一级膜前阀门14用于在监视控制子系统的控制下,当第二压力传感器12或第一流量传感器13侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使预处理后的原水的压力和流量符合一级反渗透装置15的要求。
反渗透RO子系统内的第二闭环控制点包括:设置在一级反渗透装置15之后浓水流道的第三压力传感器16、第二流量传感器17和第一冲洗阀18,以及设置在一级反渗透装置15之后淡水流道的第四压力传感器19和第三流量传感器20,第三压力传感器16用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,第二流量传感器17用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,第四压力传感器19用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,第三流量传感器20用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,第一冲洗阀18用于在监视控制子系统的控制下,当第三压力传感器16、第二流量传感器17、第四压力传感器19或第三流量传感器20侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过一级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游处理装置的要求。
反渗透RO子系统内可以设置一级或多级反渗透装置,例如图2中的反渗透RO子系统内设有两级反渗透装置,反渗透RO子系统内还包括了第三闭环控制点,该闭环控制点包括:设置在二级反渗透装置22之后浓水流道的第五压力传感器23、第四流量传感器24和第二冲洗阀25,以及设置在二级反渗透装置22之后淡水流道的第六压力传感器26和第五流量传感器27,第五压力传感器23用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,第四流量传感器24用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,第六压力传感器26用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,第五流量传感器27用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,第二冲洗阀25用于在监视控制子系统的控制下,当第五压力传感器23、第四流量传感器24、第六压力传感器26或第五流量传感器27侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过二级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游的电去离子EDI子系统的要求。
图2中的反渗透RO子系统还可以包括用于排出被过滤的杂质水的排水阀10、用于泵送预处理后的原水的一级高压泵11和用于泵送经过一级反渗透处理的二级高压泵21。
在图2中,电去离子EDI子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。电去离子EDI子系统内反渗透水箱28内的淡水通过增压泵30进入电去离子装置42,在增压泵30和电去离子装置42之间设有淡水、浓水和极水三级流道。电去离子EDI子系统内可以包括多个闭环控制点,例如电去离子EDI子系统内的第一闭环控制点包括:在淡水流道设置的第七压力传感器38、第六流量传感器41和调节阀35,在浓水流道设置的第七压力传感器36、第六流量传感器39和调节阀33,以及在极水流道设置的第七压力传感器37、第六流量传感器40和调节阀34,第七压力传感器36,37,38用于对所在流路的水进行实时压力侦测,第六流量传感器39,40,41用于对所在流路的水进行实时流量侦测,调节阀33,34,35用于在监视控制子系统的控制下,当所在流道中的第七压力传感器36,37,38或第六流量传感器39,40,41侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以确保电去离子装置42的进水压力和流量符合要求。
电去离子EDI子系统内的第二闭环控制点包括:设置在电去离子装置42和产水箱46之间纯水流道的品质传感器43和产水阀45,以及设置在电去离子装置42和反渗透水箱28之间回水流道的回流阀31,品质传感器43用于对经过电去离子处理后得到的纯水进行水质侦测,产水阀45用于在监视控制子系统的控制下,当品质传感器43侦测的水质合格时开启进水功能,回流阀31用于在监视控制子系统的控制下,当品质传感器43侦测的水质不合格时开启回流功能,使经过电去离子处理后得到的纯水回流到反渗透水箱28。
图2中的电去离子EDI子系统还可以包括用于通断反渗透水箱28和增压泵30之间流道的EDI泵前阀29、用于对输入电去离子装置42的淡水、浓水和极水进行过滤的精滤32和用于检测电去离子装置42输出的纯水压力的压力传感器44。
在上述车用尿素溶液生产系统的实施例中,监视控制子系统包括设置在车用尿素溶液生产现场的控制柜和远程服务器,其中控制柜用于在车用尿素溶液生产现场进行生产过程的监视和控制,远程服务器用于实现远程的监视和控制,在图2中虚线表示的是控制柜到各个子系统中的泵和各个闭环控制点中的阀门的控制回路,各个闭环控制点中的传感器通过模拟线路或者数字线路(图中未示出)与控制柜通信。
下面结合图2,说明一下车用尿素溶液生产系统的水处理过程。图2中给出了车用尿素溶液生产系统中纯水制备的相关设备,制备得到的纯水能够与尿素混合获得尿素水溶液。首先从图左侧引入市政自来水,第一压力传感器3对流入的自来水进行实时压力侦测,当压力值高于预设阈值时,监视控制子系统会控制调压阀1自动泄压,以保证进入系统的自来水压力在允许的要求范围内;之后打开进水阀4,进入的自来水经过原水泵5、滤网6、pp过滤7、炭块过滤8和超滤9后到一级高压泵11,经一级高压泵11加压后,流向一级反渗透装置15的期间会有第二压力传感器12和第一流量传感器13分别对压力和流量进行监测,如果压力值或流量值超过了预设阈值(即工艺要求设定值),则监视控制子系统将会自动调节一级膜前阀门14的阀门开度大小,直到调整在工艺要求设定范围,以保证一级反渗透装置15前的进水压力和流量符合要求。
当一级反渗透装置15的进水压力符合要求后,一级反渗透装置15对进水进行反渗透处理,处理后分为浓水和淡水两种水,对应的两条流道中的每条流道设有压力传感器和流量传感器,其中浓水流道中设有第三压力传感器16、第二流量传感器17和第一冲洗阀18,淡水流道中设有第四压力传感器19和第三流量传感器20,监视控制子系统可以根据第三压力传感器16、第二流量传感器17、第四压力传感器19和第三流量传感器20采集的传感数值调节第一冲洗阀18的阀门开度,以使第三压力传感器16、第二流量传感器17、第四压力传感器19和第三流量传感器20调整在工艺要求设定范围,以便在满足产水效率满足要求的同时,保证二级高压泵21之前的进水压力和流量的恒定。
当二级高压泵21的进水压力和流量处于工艺要求设定范围时,进水经二级高压泵21加压,流入二级反渗透装置22,经二级反渗透装置22处理后也分为浓水和淡水两种水,对应的两条流道中的每条流道设有压力传感器和流量传感器,其中浓水流道中设有第五压力传感器23、第四流量传感器24和第二冲洗阀25,淡水流道中设有第六压力传感器26和第五流量传感器27,监视控制子系统可以根据第五压力传感器23、第四流量传感器24、第六压力传感器26和第五流量传感器27采集的传感数值调节第二冲洗阀25的阀门开度,以使第五压力传感器23、第四流量传感器24、第六压力传感器26和第五流量传感器27调整在工艺要求设定范围。
当水从反渗透水箱28中流出经过EDI泵前阀29、增压泵30和超滤32流入电去离子装置42,在增压泵30和电去离子装置42之间水会被分为三级,即淡水、浓水和极水进入电去离子装置42进行处理。无论淡水、浓水和极水三级流道中的第七压力传感器36,37,38,还是第六流量传感器39,40,41出现设定值偏差,则监视控制子系统会通过出现偏差的流道上的调节阀33,34,35进行阀门开度微调,以使该流道满足工艺要求设定范围,进而保证电去离子装置42的进水压力和流量正常。经过电去离子装置42处理后,输出的纯水需要通过品质传感器43进行水质检测,如果水质合格,就开启产水阀45将水输送到产水箱46,如果水质检测不合格,则开启回流阀31将不满足水质要求的水输送回反渗透水箱28中,以保证产水完全达标。
如图3所示,为本发明基于车用尿素溶液生产系统的自动控制方法的一实施例的流程示意图。在本实施例中,自动控制方法包括:
步骤101、监视控制子系统通过通信线路从原水预处理子系统和纯水制备子系统中设置的至少一个闭环控制点获取生产环节中的实时传感数据;
步骤102、监视控制子系统根据所述实时传感数据对原水预处理子系统和纯水制备子系统中生产环节的阀门进行闭环控制。
在本实施例中,监视控制子系统可以从各个子系统中获得生产环节的实时传感数据,并对其所在子系统中生产环节的阀门进行闭环控制,而与监视控制子系统交互的这些闭环控制点可由监视控制子系统统一监控和控制,进而可以在监视控制子系统中实现车用尿素溶液生产系统运行过程中的监控和异常自动处理,从而避免耗费大量的人工进行操作和维护,并减少对技术人员的经验依赖,进而降低了人工成本。
在另一个实施例中,原水预处理子系统内的闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:所述监视控制子系统对引入的原水进行实时压力侦测,并控制原水的压力调整和进水启闭。原水预处理子系统内的闭环控制点包括:依次设置在原水引入管路上的调压阀1、第一压力传感器3和进水阀4,所述第一压力传感器3用于对引入的原水进行实时压力侦测,该闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:
所述监视控制子系统对从所述第一压力传感器3获取的实时传感数值进行阈值比较,如果高于预设阈值,则控制所述调压阀1执行自动泄压操作,否则控制所述进水阀4开启进水功能。
在另一个实施例中,所述反渗透RO子系统内的闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:所述监视控制子系统对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量。反渗透RO子系统内的第一闭环控制点包括:设置在一级反渗透装置15之前的第二压力传感器12、第一流量传感器13和一级膜前阀门14,所述第二压力传感器12用于对预处理后的原水进行实时压力侦测,所述第一流量传感器13用于对预处理后的原水进行实时流量侦测,所述反渗透RO子系统内的第一闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:
所述监视控制子系统对从所述第二压力传感器12和所述第一流量传感器13获取的实时传感数值进行阈值比较,如果高于预设阈值,则控制所述一级膜前阀门14执行阀门开度调节,以使预处理后的原水的压力和流量符合所述一级反渗透装置15的要求。
在另一个实施例中,反渗透RO子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述一级反渗透装置15之后浓水流道的第三压力传感器16、第二流量传感器17和第一冲洗阀18,以及设置在所述一级反渗透装置15之后淡水流道的第四压力传感器19和第三流量传感器20,所述第三压力传感器16用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第二流量传感器17用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第四压力传感器19用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第三流量传感器20用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,反渗透RO子系统内的第二闭环控制点的闭环控制操作可具体包括:
所述监视控制子系统对从所述第三压力传感器16、所述第二流量传感器17、所述第四压力传感器19和所述第三流量传感器20获取的实时传感数值进行阈值比较,如果高于预设阈值,则控制所述第一冲洗阀18执行阀门开度调节,以使经过一级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游处理装置的要求。
在另一个实施例中,所述反渗透RO子系统内设有两级反渗透装置,所述反渗透RO子系统内的第三闭环控制点包括:设置在所述二级反渗透装置22之后浓水流道的第五压力传感器23、第四流量传感器24和第二冲洗阀25,以及设置在所述二级反渗透装置22之后淡水流道的第六压力传感器26和第五流量传感器27,所述第五压力传感器23用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第四流量传感器24用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第六压力传感器26用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第五流量传感器27用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,所述反渗透RO子系统内的第三闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:
所述监视控制子系统对从所述第五压力传感器23、所述第四流量传感器24、所述第六压力传感器26和所述第五流量传感器27获取的实时传感数值进行阈值比较,如果高于预设阈值,则控制所述第二冲洗阀25执行阀门开度调节,以使经过二级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游的所述电去离子EDI子系统的要求。
在另一个实施例中,电去离子EDI子系统内的闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:所述监视控制子系统对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量。所述电去离子EDI子系统内反渗透水箱28内的淡水通过增压泵30进入电去离子装置42,在所述增压泵30和所述电去离子装置42之间设有淡水、浓水和极水三级流道,所述电去离子EDI子系统内的第一闭环控制点包括:在淡水、浓水和极水三级流道均设置的第七压力传感器36,37,38、第六流量传感器39,40,41和调节阀33,34,35,所述第七压力传感器36,37,38用于对所在流路的水进行实时压力侦测,所述第六流量传感器39,40,41用于对所在流路的水进行实时流量侦测;所述电去离子EDI子系统内的第一闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:
所述监视控制子系统对所述淡水、浓水和极水三级流道中的所述第七压力传感器36,37,38或所述第六流量传感器39,40,41侦测到的实时传感数值进行阈值比较,如果高于预设阈值,则控制所述调节阀33,34,35执行阀门开度调节,以确保所述电去离子装置42的进水压力和流量符合要求。
在另一个实施例中,所述电去离子EDI子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述电去离子装置42和产水箱46之间纯水流道的品质传感器43和产水阀45,以及设置在所述电去离子装置42和所述反渗透水箱28之间回水流道的回流阀31,所述品质传感器43用于对经过电去离子处理后得到的纯水进行水质侦测;所述电去离子EDI子系统内的第二闭环控制点的闭环控制操作可以具体包括:
所述监视控制子系统对所述品质传感器43侦测的水质进行判断,如果水质合格,则控制所述产水阀45开启进水功能,否则控制所述回流阀31开启回流功能,使经过电去离子处理后得到的纯水回流到所述反渗透水箱28。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (15)
1.一种车用尿素溶液生产系统,其特征在于,包括:
原水预处理子系统,用于对原水进行预处理,以去除原水中的杂质;
纯水制备子系统,用于对预处理后的原水进行离子脱除;
其中,在所述原水预处理子系统和纯水制备子系统中均设置至少一个闭环控制点,用于采集其所在子系统中生产环节中的实时传感数据,以及对其所在子系统中生产环节的阀门进行控制;
所述车用尿素溶液生产系统还包括:
监视控制子系统,通过通信线路连接各个闭环控制点,用于监控每个闭环控制点的实时传感数据,以及向所述闭环控制点发送控制命令。
2.根据权利要求1所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,在所述原水预处理子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对引入的原水进行实时压力侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制原水的压力调整和进水启闭。
3.根据权利要求2所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述原水预处理子系统内的闭环控制点包括:依次设置在原水引入管路上的调压阀(1)、第一压力传感器(3)和进水阀(4),所述第一压力传感器(3)用于对引入的原水进行实时压力侦测,所述调压阀(1)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第一压力传感器(3)侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行自动调压操作,所述进水阀(4)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第一压力传感器(3)侦测到的实时传感数值符合预设阈值时开启进水功能。
4.根据权利要求1所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述纯水制备子系统包括:
反渗透RO子系统,用于对预处理后的原水进行反渗透处理,以脱出水中的电解质离子;
电去离子EDI子系统,用于对脱出电解质离子的水进行电去离子处理,以获得符合车用尿素溶液要求的洁净程度的高纯水或超纯水。
5.根据权利要求4所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,在所述反渗透RO子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。
6.根据权利要求5所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述反渗透RO子系统内的第一闭环控制点包括:设置在一级反渗透装置(15)之前的第二压力传感器(12)、第一流量传感器(13)和一级膜前阀门(14),所述第二压力传感器(12)用于对预处理后的原水进行实时压力侦测,所述第一流量传感器(13)用于对预处理后的原水进行实时流量侦测,所述一级膜前阀门(14)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第二压力传感器(12)或所述第一流量传感器(13)侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使预处理后的原水的压力和流量符合所述一级反渗透装置(15)的要求。
7.根据权利要求6所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述反渗透RO子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述一级反渗透装置(15)之后浓水流道的第三压力传感器(16)、第二流量传感器(17)和第一冲洗阀(18),以及设置在所述一级反渗透装置(15)之后淡水流道的第四压力传感器(19)和第三流量传感器(20),所述第三压力传感器(16)用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第二流量传感器(17)用于对经过一级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第四压力传感器(19)用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第三流量传感器(20)用于对经过一级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,所述第一冲洗阀(18)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第三压力传感器(16)、所述第二流量传感器(17)、所述第四压力传感器(19)或所述第三流量传感器(20)侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过一级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游处理装置的要求。
8.根据权利要求7所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述反渗透RO子系统内设有两级反渗透装置,所述反渗透RO子系统内的第三闭环控制点包括:设置在二级反渗透装置(22)之后浓水流道的第五压力传感器(23)、第四流量传感器(24)和第二冲洗阀(25),以及设置在所述二级反渗透装置(22)之后淡水流道的第六压力传感器(26)和第五流量传感器(27),所述第五压力传感器(23)用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时压力侦测,所述第四流量传感器(24)用于对经过二级反渗透处理后得到的浓水进行实时流量侦测,所述第六压力传感器(26)用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时压力侦测,所述第五流量传感器(27)用于对经过二级反渗透处理后得到的淡水进行实时流量侦测,所述第二冲洗阀(25)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述第五压力传感器(23)、所述第四流量传感器(24)、所述第六压力传感器(26)或所述第五流量传感器(27)侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以使经过二级反渗透处理后得到的浓水和淡水的压力和流量符合下游的所述电去离子EDI子系统的要求。
9.根据权利要求4所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述电去离子EDI子系统内设有至少一个闭环控制点,用于对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并在所述监视控制子系统的控制下,控制水的压力和流量。
10.根据权利要求9所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述电去离子EDI子系统内反渗透水箱(28)内的淡水通过增压泵(30)进入电去离子装置(42),在所述增压泵(30)和所述电去离子装置(42)之间设有淡水、浓水和极水三级流道,所述电去离子EDI子系统内的第一闭环控制点包括:在淡水、浓水和极水三级流道均设置的第七压力传感器(36,37,38)、第六流量传感器(39,40,41)和调节阀(33,34,35),所述第七压力传感器(36,37,38)用于对所在流路的水进行实时压力侦测,所述第六流量传感器(39,40,41)用于对所在流路的水进行实时流量侦测,所述调节阀(33,34,35)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所在流道中的所述第七压力传感器(36,37,38)或所述第六流量传感器(39,40,41)侦测到的实时传感数值高于预设阈值时,执行阀门开度调节,以确保所述电去离子装置(42)的进水压力和流量符合要求。
11.根据权利要求10所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述电去离子EDI子系统内的第二闭环控制点包括:设置在所述电去离子装置(42)和产水箱(46)之间纯水流道的品质传感器(43)和产水阀(45),以及设置在所述电去离子装置(42)和所述反渗透水箱(28)之间回水流道的回流阀(31),所述品质传感器(43)用于对经过电去离子处理后得到的纯水进行水质侦测,所述产水阀(45)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述品质传感器(43)侦测的水质合格时开启进水功能,所述回流阀(31)用于在所述监视控制子系统的控制下,当所述品质传感器(43)侦测的水质不合格时开启回流功能,使经过电去离子处理后得到的纯水回流到所述反渗透水箱(28)。
12.根据权利要求1所述的车用尿素溶液生产系统,其特征在于,所述监视控制子系统包括设置在车用尿素溶液生产现场的控制柜和远程服务器。
13.一种基于权利要求1~12任一所述的车用尿素溶液生产系统的自动控制方法,其特征在于,包括:
监视控制子系统通过通信线路从原水预处理子系统和纯水制备子系统中设置的至少一个闭环控制点获取生产环节中的实时传感数据;
所述监视控制子系统根据所述实时传感数据对原水预处理子系统和纯水制备子系统中生产环节的阀门进行闭环控制。
14.根据权利要求13所述的自动控制方法,其特征在于,所述原水预处理子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对引入的原水进行实时压力侦测,并控制原水的压力调整和进水启闭。
15.根据权利要求13所述的自动控制方法,其特征在于,纯水制备子系统包括:用于对预处理后的原水进行反渗透处理,以脱出水中的电解质离子的反渗透RO子系统,和用于对脱出电解质离子的水进行电去离子处理,以获得符合车用尿素溶液要求的洁净程度的高纯水或超纯水的电去离子EDI子系统;
所述反渗透RO子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对进入所述反渗透RO子系统和在所述反渗透RO子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量;
所述电去离子EDI子系统内的闭环控制点的闭环控制操作具体包括:所述监视控制子系统对进入所述电去离子EDI子系统和在所述电去离子EDI子系统内运行的水进行实时压力和流量侦测,并控制水的压力和流量。
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