CN108996659A - 一种出水臭氧浓度的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种出水臭氧浓度的控制方法及系统，其中，所述出水臭氧浓度的控制方法包括如下步骤：S1、获取出水臭氧浓度与设定臭氧浓度之间的差值：设定出水臭氧浓度值SV，采集出水臭氧浓度值PV，将SV与PV进行比较运算，并根据运算结果输出浓度差值C1out；S2、对进水流量进行调节：采集进水流量值FLOWin，根据FLOWin输出C2out，根据C1out和C2out输出水流量调节值P1；S3、确定臭氧补偿值：采集补偿的臭氧的臭氧浓度Cin，并输出C3out，根据C3out、水流量调节值P1输出臭氧补偿值Pout。本发明具有控制精度高，减小出水臭氧浓度波动，有利于提高出水品质的优点。此外，本发明还具有响应速度快，在环境条件变化时，能快速调节给定值，实现快速响应的优点。

Description

一种出水臭氧浓度的控制方法及系统

技术领域

本发明涉水处理技术领域，尤其涉及一种出水臭氧浓度的控制方法及系统。

背景技术

在自来水生产过程中，越来越多的水厂增加了臭氧消毒环节，要求在出厂水中保持一定浓度的臭氧，需要实现出水臭氧浓度的自动调节。但此调节过程具有：大延迟、大惯性等特性，且有影响调节过程的外部扰动。

出水臭氧浓度调节过程中的外部扰动有进水流量、进水水质及臭氧发生器出口臭氧浓度变化等，这就给调节带来很多的困难。目前大多数调节系统采用PID控制，现场实际运行表明这样的控制，并不能很好地克服外部扰动对控制系统的影响。造成了出水水质不稳定，严重的存在安全患。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种出水臭氧浓度的控制方法及系统，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种出水臭氧浓度的控制方法，其包括如下步骤：

S1、获取出水臭氧浓度与设定臭氧浓度之间的差值：设定出水臭氧浓度值SV，采集出水臭氧浓度值PV，将SV与PV进行比较运算，并根据运算结果输出浓度差值C1out；

S2、对进水流量进行调节：采集进水流量值FLOWin，根据FLOWin输出C2out，根据C1out和C2out输出水流量调节值P1；

S3、确定臭氧补偿值：采集补偿的臭氧的臭氧浓度Cin，并输出C3out，根据C3out、水流量调节值P1输出臭氧补偿值Pout。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，步骤S1中，将SV与PV进行比较运算，运算结果输入PID控制器，输出C1out。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，步骤S2中，将FLOWin输入前馈控制器，输出C2out。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，所述前馈控制器具有基准流量FLOWstd及时滞参数Td1，所述前馈控制器按照如下方式输出C2out：

在前馈控制器的每个采样周期Ts1内，采集一个进水流量值FLOWin，并将其依次保存为FLOWin1、FLOWin2…FLOWinx，采集数量Qs为时滞参数Td1/采样周期Ts1，在下一采样周期开始时，将保存的各进水流量值的序位依次提前一位，并将后续采集的FLOWin赋值给FLOWinx，输出值C2out等于FLOWin1/FLOWin。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，步骤S3中，采集臭氧发生器补偿的臭氧的出口臭氧浓度Cin。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，将Cin输入浓度补偿控制器，并输出C3out。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，所述浓度补偿控制器C3具有标准浓度Cstd，所述C3out等于Cstd/Cin。

作为本发明的出水臭氧浓度的控制方法的改进，将C3out、水流量调节值P1相乘，输出臭氧补偿值Pout，根据Pout控制臭氧投加电动调节阀的开度。

为实现上述发明目的，本发明提供一种出水臭氧浓度的控制系统，其包括：PLC、PID控制器、前馈控制器、浓度补偿控制器、臭氧发生器、臭氧发生器出口臭氧浓度计、出水水池臭氧浓度计、臭氧投加电动调节阀、进水流量计；

所述出水水池臭氧浓度计与所述PID控制器相连接，所述PID控制器与PLC相连接，所述进水流量计与所述前馈控制器相连接，所述前馈控制器与所述PLC相连接，所述臭氧发生器出口臭氧浓度计与所述臭氧发生器相连接，所述浓度补偿控制器与所述臭氧发生器出口臭氧浓度计相连接，所述PLC与所述浓度补偿控制器相连接，所述臭氧投加电动调节阀由所述PLC控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有控制精度高，减小出水臭氧浓度波动，有利于提高出水品质的优点。此外，本发明还具有响应速度快，在环境条件变化时，能快速调节给定值，实现快速响应的优点。

具体实施方式

下面结合具体地实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本发明的出水臭氧浓度的控制方法包括如下步骤：

S1、获取出水臭氧浓度与设定臭氧浓度之间的差值：设定出水臭氧浓度值SV，采集出水臭氧浓度值PV，将SV与PV进行比较运算，并根据运算结果输出浓度差值C1out。

步骤S1中，将SV与PV进行比较运算，运算结果输入PID控制器，输出C1out。其中，PID控制器C1采用负反馈控制方式。具体地，PID参数由现场测试确定，或将控制器联网接入电脑版的PID参数优化软件确定。

S2、对进水流量进行调节：采集进水流量值FLOWin，根据FLOWin输出C2out，根据C1out和C2out输出水流量调节值P1。

步骤S2中，将FLOWin输入前馈控制器，输出C2out。其中，所述前馈控制器具有基准流量FLOWstd及时滞参数Td1，具体地，所述前馈控制器采用数据滚动移位，自动覆盖，采用先进先出的方法，其按照如下方式输出C2out：

在前馈控制器的每个采样周期Ts1内，采集一个进水流量值FLOWin，并将其依次保存为FLOWin1、FLOWin2…FLOWinx，采集数量Qs为时滞参数Td1/采样周期Ts1，在下一采样周期开始时，将保存的各进水流量值的序位依次提前一位，并将后续采集的FLOWin赋值给FLOWinx，输出值C2out等于FLOWin1/FLOWin。

S3、确定臭氧补偿值：采集补偿的臭氧的臭氧浓度Cin，并输出C3out，根据C3out、水流量调节值P1输出臭氧补偿值Pout。

步骤S3中，采集臭氧发生器补偿的臭氧的出口臭氧浓度Cin。此时，将Cin输入浓度补偿控制器，并输出C3out。其中，所述浓度补偿控制器C3具有标准浓度Cstd，所述C3out等于Cstd/Cin。从而，将C3out、水流量调节值P1相乘，输出臭氧补偿值Pout，根据Pout控制臭氧投加电动调节阀的开度。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种出水臭氧浓度的控制系统，其包括：PLC、PID控制器、前馈控制器、浓度补偿控制器、臭氧发生器、臭氧发生器出口臭氧浓度计、出水水池臭氧浓度计、臭氧投加电动调节阀、进水流量计。

具体地，所述出水水池臭氧浓度计与所述PID控制器相连接，所述PID控制器与PLC相连接，所述进水流量计与所述前馈控制器相连接，所述前馈控制器与所述PLC相连接，所述臭氧发生器出口臭氧浓度计与所述臭氧发生器相连接，所述浓度补偿控制器与所述臭氧发生器出口臭氧浓度计相连接，所述PLC与所述浓度补偿控制器相连接，所述臭氧投加电动调节阀由所述PLC控制。

综上所述，本发明具有控制精度高，减小出水臭氧浓度波动，有利于提高出水品质的优点。此外，本发明还具有响应速度快，在环境条件变化时，能快速调节给定值，实现快速响应的优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，所述出水臭氧浓度的控制方法包括如下步骤：

S1、获取出水臭氧浓度与设定臭氧浓度之间的差值：设定出水臭氧浓度值SV，采集出水臭氧浓度值PV，将SV与PV进行比较运算，并根据运算结果输出浓度差值C1out；

S2、对进水流量进行调节：采集进水流量值FLOWin，根据FLOWin输出C2out，根据C1out和C2out输出水流量调节值P1；

S3、确定臭氧补偿值：采集补偿的臭氧的臭氧浓度Cin，并输出C3out，根据C3out、水流量调节值P1输出臭氧补偿值Pout。

2.根据权利要求1所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，步骤S1中，将SV与PV进行比较运算，运算结果输入PID控制器，输出C1out。

3.根据权利要求1所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，步骤S2中，将FLOWin输入前馈控制器，输出C2out。

4.根据权利要求3所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，所述前馈控制器具有基准流量FLOWstd及时滞参数Td1，所述前馈控制器按照如下方式输出C2out：

在前馈控制器的每个采样周期Ts1内，采集一个进水流量值FLOWin，并将其依次保存为FLOWin1、FLOWin2…FLOWinx，采集数量Qs为时滞参数Td1/采样周期Ts1，在下一采样周期开始时，将保存的各进水流量值的序位依次提前一位，并将后续采集的FLOWin赋值给FLOWinx，输出值C2out等于FLOWin1/FLOWin。

5.根据权利要求1所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，步骤S3中，采集臭氧发生器补偿的臭氧的出口臭氧浓度Cin。

6.根据权利要求5所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，将Cin输入浓度补偿控制器，并输出C3out。

7.根据权利要求6所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，所述浓度补偿控制器C3具有标准浓度Cstd，所述C3out等于Cstd/Cin。

8.根据权利要求5所述的出水臭氧浓度的控制方法，其特征在于，将C3out、水流量调节值P1相乘，输出臭氧补偿值Pout，根据Pout控制臭氧投加电动调节阀的开度。

9.一种出水臭氧浓度的控制系统，其特征在于，所述出水臭氧浓度的控制系统包括：PLC、PID控制器、前馈控制器、浓度补偿控制器、臭氧发生器、臭氧发生器出口臭氧浓度计、出水水池臭氧浓度计、臭氧投加电动调节阀、进水流量计；

所述出水水池臭氧浓度计与所述PID控制器相连接，所述PID控制器与PLC相连接，所述进水流量计与所述前馈控制器相连接，所述前馈控制器与所述PLC相连接，所述臭氧发生器出口臭氧浓度计与所述臭氧发生器相连接，所述浓度补偿控制器与所述臭氧发生器出口臭氧浓度计相连接，所述PLC与所述浓度补偿控制器相连接，所述臭氧投加电动调节阀由所述PLC控制。