CN106378020B - 一种混合液制备的控制方法、装置以及系统 - Google Patents

一种混合液制备的控制方法、装置以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合液制备的控制方法、装置以及系统，其中，方法包括：实时采集溶液的流量值；根据预先设定的第一添加剂与溶液的比例值以及溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；根据第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到溶液中，得到第一混合液体；实时获取第一混合液体的PH值；根据第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；根据第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到第一混合液体中，得到目标混合液。本实施例具有效率高、误差小和安全性高的积极效果。

Description

一种混合液制备的控制方法、装置以及系统
技术领域
本发明涉及化学反应技术领域，具体而言，涉及一种混合液制备的控制方法、装置以及系统。
背景技术
目前，在科研生产和化学实验等的现场，在进行混合溶液的制备时，往往需要对其PH值进行控制，以得到具有特定PH值的混合液体；但是现有技术中在混合液的制备过程中，往往是通过人工使用试纸或者PH监测仪等装置进行实时测量每个步骤中得到的混合液体的PH值，并根据该检测得到的PH值再进行人工调整添加剂或者反应物的量的多少来调整PH值，进而最终得到具有特定PH值的混合液；但是上述使用人工控制整个化学反应过程的方法较费时费力，并且在化学反应过程中由于操作人员的技术水平、经验等人为因素会造成许多误差，进一步的，化学反应的过程也会给操作人员本身带来一定的危害性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种混合液制备的控制方法、装置以及系统，以解决上述问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种混合液制备的控制方法，包括：
实时采集溶液的流量值；
根据预先设定的第一添加剂与所述溶液的比例值以及所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
根据所述第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到所述溶液中，得到第一混合液体；
实时获取所述第一混合液体的PH值；
根据所述第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；
根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：
所述方法还包括：
对得到的所述目标混合液进行实时获取其PH值。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：
所述方法，还包括：
当所述目标混合液的PH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作。
结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中：
所述根据所述第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值，包括：
根据所述第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值通过PID运算得出第二添加剂的添加量值。
第二方面，本发明实施例提供了一种混合液制备的控制装置，包括：
流量值采集模块，用于实时采集溶液的流量值；
第一计算模块，用于根据预先设定的第一添加剂与所述溶液的比例值以及所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
第一计量泵控制模块，用于根据所述第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到所述溶液中，得到第一混合液体；
获取模块，用于实时获取第一混合液体的PH值；
第二计算模块，用于根据所述第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；
第二计量泵控制模块，用于根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液。
结合第二方面，本发明实施例提供了上述第二方面的第一种可能的实施方式，其中：
所述获取模块，还用于对得到的所述目标混合液进行实时获取其PH值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例还提供了上述第一方面的第二种可能的实施方式，其中：
所述控制装置，还包括：报警驱动模块，用于当所述混合液的PH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作。
第三方面，本发明实施例给出了一种混合液制备的系统，包括：上述任一项实施例中所述的控制装置、流量传感器、射流器、第一混合液罐、第二混合液罐、在线PH值监测仪、第一计量泵和第二计量泵；
其中，所述流量传感器、在线PH值监测仪、第一计量泵和第二计量泵分别与所述控制装置相连接；
溶液在流入到第一混合液罐的过程中，所述流量传感器实时测量溶液的流量值，所述控制装置实时采集该溶液的流量值，并根据预先设定的所述第一添加剂与所述溶液的比例值、所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值，所述控制装置根据所述第一添加剂的添加量值控制所述第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和通过射流器混合加入到所述溶液中，得到第一混合液体；控制装置通过在线PH值监测仪实时获取所述第一混合液体的PH值，并根据第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；控制装置进一步利用PID算法根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中：
所述系统还包括：报警装置，当所述混合液的PH值超出标准值范围时，所述控制装置驱动所述报警装置进行报警工作。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中：
所述系统，还包括：触摸显示屏；
所述触摸显示屏与所述控制装置相连接，所述触摸显示屏用于提供人机交互界面，通过触摸显示屏设定第一添加剂与溶液的比例值、目标混合液的PH值
本发明实施例提供的一种混合液制备的控制方法、装置以及系统，在混合液制备的过程中能够根据预先设定的第一添加剂与所述溶液的比例关系以及溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值，然后根据该第一添加剂的添加量值自动控制第一计量泵进行取量和将第一添加剂加入到第一混合液体中，进而得到第一混合液体，然后自动获取第一混合液体的PH值，在得到第一混合液体的PH值以后，结合最终要得到的目标混合液的PH值自动计算出第二添加剂的添加量值，根据该添加量值控制第二计量泵的取量和将第二添加剂加入到第一混合液体中，得到目标混合液；整个过程是动态实时进行的，并且是自动进行的；整个制备过程避免了人工的干预，具有效率高、误差小和安全性高的积极效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种混合液制备的控制方法流程示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种混合液制备的控制装置结构示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种混合液制备的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，在进行混合液制备等的化学反应过程中，往往需要对其PH值进行控制，但是现有技术中控制得到一定PH值的方式都需要人工进行PH值测试和人工进行添加剂量的多少的调节，存在着效率比较低下、误差较高和容易造成安全隐患的缺陷；基于此，本申请提供的一种混合液制备的控制方法、装置以及系统，可以实现对混合液制备的过程进行自动控制，以克服上述现有技术中所存在的缺陷。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种混合液制备的控制方法进行详细介绍；
如图1所示的实施例，本实施例中提供了一种混合液制备的控制方法，该方法包括以下步骤：
S110、实时采集溶液的流量值；
上述溶液可以为水或者其他溶剂，上述溶液的流量值由流量传感器获得；该流量值为实时流量，流量传感器的输出为模拟量，可以用PLC将模拟量采集进行转换为数字量，进而由控制装置读取该数字量。
S120、根据预先设定的第一添加剂与上述溶液的比例值以及上述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
需要说明的是，上述的第一添加剂与水(或者其它溶液)之间的比例值可以为浓度比值，并且该比例值可以在一定范围内任意调整，控制第一添加剂按照第一添加剂的添加量值进行添加也可以是通过控制其流量的形式实现，此时第一添加剂的添加过程也是实时进行的；或者上述计算得到的第一添加剂的添加量值可以是每间隔特定时间加入到水或其它溶液中的第一添加剂的重量值。
S130、根据第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到上述溶液中，得到第一混合液体；
S140、实时获取上述第一混合液体的PH值；
S150、根据上述第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；
该步骤中，还包括：
根据第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值通过PID运算得出第二添加剂的添加量值；
S160、根据上述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照该第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到上述第一混合液体中，进而得到目标混合液；
该实施例中，实时监测最终所得混合液的PH值，当该PH值超出标准值范围时，报警系统会进行报警工作，向控制装置进行信号反馈，由控制装置进行控制操作调整或者提示进行人工干预操作。
本实施例中所提供的一种混合液制备的控制方法，能够按照最初溶液的流量和第一添加剂与溶液的比例进行自动计算所需第一添加剂的比例或者重量，然后自动控制添加剂的添加，得到第一混合液，然后实时进行初始所得第一混合液的PH值测定，再根据该第一混合液的PH值控制计算得到第二添加剂的添加量，并自动控制按照该添加量值进行第二添加剂的添加，得到最终的目标混合液，当最终的目标混合液不在预设值范围内时，系统进一步进行报警工作或进行添加剂量的调整；整个化学反应过程自动、实时进行，系统能够根据实时测得的流量值或者PH值的变化进行添加剂量值的调整，控制准确，误差率小。
进一步的，上述实施例在具体实施时，上述的溶液可以为水，上述控制方法可以用于将液体控制到特定的PH值和得到有效氯浓度的自动控制过程中；包括：通过流量传感器(以脉冲输出)测出水的实时流量，用PLC将该流量由模拟量转换成数字量的流量数值，控制装置实时采集上述流量数值(脉冲值)，在控制装置进行计算后，得到所需的第一添加剂与所述流量值之间的比例值，该比例值的单位为ML/MIN(毫升每分钟，或者具体根据实际情况而定)，该比例值以电流脉冲值的形式输出，控制装置将该电流脉冲值施加到碱液计量泵(即第一计量泵)，完成碱液取量，并将碱液按水流量成比例的加入到水中，得到第一混合液体；同时，在线PH计或者在线PH监测仪检测第一混合液体的PH值，将该PH值转化成脉冲值输送到控制装置，控制装置获取该第一混合液体的PH值，控制装置计算出应该添加的酸量即第二添加剂的添加量值，将该第二添加剂的添加量值转化成脉冲值施加给酸液计量泵，完成酸液的取量和将酸液加入到第一混合液体中，得到最终的目标混合液。上述实施例中，也可以是通过控制添加剂的流速以控制得到具有特定PH值的目标混合液，整个过程采用PID算法实现控制，最终达到一种动态的平衡过程，保证最终所得目标溶液的PH值在某一标准值范围内，或者为某一特定值。
进一步的，对最终得到的所述目标混合液进行实时获取其PH值，当该混合液的PH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作；
进一步的，上述实施例中，在整个控制过程中，为了消除水流量的波动及其他影响因素对PH值的影响，以准确控制液体的PH值，优选地，在控制装置内使用PID控制算法。
如图2所示的实施例，本实施例中还提供了一种混合液制备的控制装置，该装置包括：
流量值采集模块210，用于实时采集溶液的流量值；
第一计算模块220，用于预先设定的第一添加剂与溶液的比例值以及上述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
第一计量泵控制模块230，用于根据上述的第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照该第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到所述的溶液中，进而得到第一混合液体；
获取模块240，用于实时获取上述的第一混合液体的PH值；
第二计算模块250，用于根据上述的第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；
第二计量泵控制模块260，用于根据上述的第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照该第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到上述所得的第一混合液体中，得到目标混合液。
进一步的，上述获取模块，还用于对得到的上述混合液进行实时获取其PH值。
上述实施例中，所述的控制装置，还包括：报警驱动模块，用于当上述获取模块获取的混合液的PH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作。
进一步的，作为优选的，上述的控制装置采用PID运算方法实现上述的控制过程。
如图3所示的实施例，本实施例中提供了一种混合液制备的系统，该系统包括：上述任一实施例中所述的控制装置310、流量传感器320、在线PH值监测仪350、第一计量泵340和第二计量泵330；还包括：射流器、第一混合液罐、第二混合液罐；
其中，上述流量传感器320、在线PH值监测仪350、第一计量泵340和第二计量泵330分别与控制装置310相连接；
上述系统在工作时，溶液在流入到第一混合液罐的过程中，流量传感器实时测量溶液的流量值，并且控制装置实时采集该溶液的流量值，并根据预先设定的所述第一添加剂与溶液的比例值、溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值，控制装置根据该第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和通过上述的射流器混合加入到所述溶液中，得到第一混合液体；控制装置通过在线PH值监测仪实时获取所述第一混合液体的PH值，并根据第一混合液体的PH值和预先设定的目标混合液的PH值计算出第二添加剂的添加量值；控制装置进一步利用PID算法根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液。
需要说明的是，上述在线PH值监测仪可以设置分为两个，分别为第一在线PH值监测仪和第二在线PH值监测仪，其中第一在线PH值监测仪用于监测第一混合液的PH值，上述第二在线PH值监测仪用于监测最终所得的目标混合液的PH值，优选地，上述控制装置获取该第一在线PH值监测仪、第二在线PH值监测仪所测得的PH值后，采用PID算法对待加入的添加剂的量进行调整。
上述系统，还可以包括：报警装置，当最终所得到的混合液的PH值超出标准值范围时，上述控制装置驱动该报警装置进行报警工作。
上述的报警装置包括但不限于：警示灯、蜂鸣器、TTS语音播报器。
在某一具体实施例中，上述系统还包括：触摸显示屏；
上述的触摸显示屏与控制装置相连接，该触摸显示屏用于提供人机交互界面，工作人员通过触摸显示屏设定第一添加剂与溶液的比例值、目标混合液的PH值；该触摸显示屏还可以用于观察设备的运行状态和设备参数等信息。
本发明实施例所提供的一种混合液制备的控制方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种混合液制备的控制方法，其特征在于，包括：
实时采集流量传感器中溶液的流量值对应的模拟量值；
通过可编程逻辑控制器PLC将所述溶液的流量值对应的模拟量值转换为所述溶液的流量值；
根据预先设定的第一添加剂与所述溶液的比例值以及所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
根据所述第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到所述溶液中，得到第一混合液体；
实时获取所述第一混合液体的pH值；
根据所述第一混合液体的pH值和预先设定的目标混合液的pH值通过PID算法计算出第二添加剂的添加量值；
利用所述PID算法根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液；
当所述目标混合液的pH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作。
2.根据权利要求1所述的混合液制备的控制方法，其特征在于，还包括：
对得到的所述目标混合液进行实时获取其pH值。
3.一种混合液制备的控制装置，其特征在于，包括：
流量值采集模块，用于实时采集流量传感器中溶液的流量值对应的模拟量值；
通过可编程逻辑控制器PLC将所述溶液的流量值对应的模拟量值转换为所述溶液的流量值；
第一计算模块，用于根据预先设定的第一添加剂与所述溶液的比例值以及所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值；
第一计量泵控制模块，用于根据所述第一添加剂的添加量值控制第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和加入到所述溶液中，得到第一混合液体；
获取模块，用于实时获取第一混合液体的pH值；
第二计算模块，用于根据所述第一混合液体的pH值和预先设定的目标混合液的pH值计算出第二添加剂的添加量值；
第二计量泵控制模块，利用PID算法用于根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液；
所述控制装置，还包括：报警驱动模块，用于当所述混合液的pH值超出标准值范围时，驱动报警系统进行报警工作。
4.根据权利要求3所述的混合液制备的控制装置，其特征在于，所述获取模块，还用于对得到的所述目标混合液进行实时获取其pH值。
5.一种混合液制备的系统，其特征在于，包括：权利要求3～4任一项所述的控制装置、流量传感器、射流器、第一混合液罐、第二混合液罐、在线pH值监测仪、第一计量泵和第二计量泵；
其中，所述流量传感器、在线pH值监测仪、第一计量泵和第二计量泵分别与所述控制装置相连接；
溶液在流入到第一混合液罐的过程中，所述流量传感器实时测量溶液的流量值对应的模拟量值，通过可编程逻辑控制器PLC将所述溶液的流量值对应的模拟量值转换为所述溶液的流量值，所述控制装置实时采集该溶液的流量值，并根据预先设定的所述第一添加剂与所述溶液的比例值、所述溶液的流量值计算出第一添加剂的添加量值，所述控制装置根据所述第一添加剂的添加量值控制所述第一计量泵按照所述第一添加剂的添加量值进行对第一添加剂的取量和通过射流器混合加入到所述溶液中，得到第一混合液体；控制装置通过在线pH值监测仪实时获取所述第一混合液体的pH值，并根据第一混合液体的pH值和预先设定的目标混合液的pH值计算出第二添加剂的添加量值；控制装置进一步利用PID算法根据所述第二添加剂的添加量值控制第二计量泵按照所述第二添加剂的添加剂量值进行对第二添加剂的取量和加入到所述第一混合液体中，得到目标混合液，当所述混合液的pH值超出标准值范围时，所述控制装置驱动报警装置进行报警工作。
6.根据权利要求5所述的混合液制备的系统，其特征在于，还包括：触摸显示屏；
所述触摸显示屏与所述控制装置相连接，所述触摸显示屏用于提供人机交互界面，通过触摸显示屏设定第一添加剂与溶液的比例值、目标混合液的pH值。
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