CN113521836A - 一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式 - Google Patents

Abstract

本发明属于过滤系统领域，涉及一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式，包括进液积液器与出液积液器，并联设置在进液积液器与出液积液器之间的过滤罐体与反洗罐体，以及PLC控制主机；进液积液器与出液积液器上分别设置有进液压力传感器、出液压力传感器，出液积液器上还设置有浊度传感器与流量传感器；进液压力传感器、出液压力传感器、流量传感器以及浊度传感器与PLC控制主机连通。本发明依托水质考核指标浊度来控制反洗间隔，利用压差来判断是否破损，通过流量来监测过滤单元是否淤堵或进水侧发生故障，从液体本身改变来精准调节相应参数以及进行故障诊断报警和自动处理技术，优化了过滤站系统的工作性能，节省了人力和物力。

Description

一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式

技术领域

本发明属于过滤系统领域，涉及一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式。

背景技术

目前，普遍的过滤控制系统采用时间差或压力差的方式来控制对过滤单元的反洗操作，但是因过滤介质不同(有颗粒状、纤维状、泥状等)和过滤单元机构的不同(有折叠网状、微孔状、环缝状等)，导致不能精准的对过载的过滤筒进行反洗；有的过滤单元已严重过载甚至被挤破(压差反而降低)，但压力差不超标或时间不到始终得不到反洗，长时间过载应用后过滤筒很难能冲洗干净甚至破损，还有的过滤筒还未到需清洗的状态，因到了设定时差或压差，系统进入反洗，导致资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式，从液体本身来监测保护、自动储值、自动调控及进行预警和响应处理的过滤、冲洗系统的控制。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多重监护过滤、反洗系统，包括连通的进液积液器与出液积液器，并联设置在进液积液器与出液积液器之间的过滤罐体与反洗罐体，以及PLC控制主机；

进液积液器与出液积液器上分别设置有进液压力传感器、出液压力传感器，出液积液器上还设置有浊度传感器与流量传感器；进液压力传感器、出液压力传感器、流量传感器以及浊度传感器与PLC控制主机连通。

可选的，过滤罐体与进液积液器之间设置有进液电动阀，反洗罐体与进液积液器之间设置有反洗电动阀，进液电动阀、反洗电动阀与PLC控制主机连通。

可选的，进液积液器上设置有进液口，出液积液器上设置有出液口；浊度传感器与出液积液器之间还设置有与PLC控制主机连通的采样电动阀。

可选的，过滤罐体上配合设置有刮刷马达以及排污电动阀；刮刷马达以及排污电动阀分别与PLC控制主机连通。

可选的，PLC控制主机上设置有DOP显示屏以及按钮，该PLC控制主机还设置有连通监测系统的通讯接口。

可选的，还增配有远程液位传感器，根据蓄水设备的液位高低来控制是否产水或暂停。

一种多重监护过滤、反洗系统自动调控方式，应用如上述的一种多重监护过滤、反洗系统，包括以下步骤：

S1，过滤状态；通过PLC控制主机的按钮启动过滤工作状态，此时进液电动阀、采样电动阀打开，反冲电动阀、排污电动阀关闭；

S11，正常产水，开机后的5-10min钟内，系统自动采集流量值、压差值、浊度值，并以该值在此时间段内的平均值自动保存为初始值，即获得流量初值、压差初值、浊度初值；

S12，自动过滤产水期间采样电动阀根据设定要求，间断或持续采水监测出水水质，除用水侧水位满溢报警，或系统暂停产水外，会持续产水直到水质浊度监测值超过目标设定值，此时停止过滤产水状态转入反洗状态；

S2，反洗状态；通过PLC控制主机的按钮启动反洗工作状态，此时进液电动阀、采样电动阀关闭，反洗电动阀、排污电动阀打开，刮刷马达启动，反洗系统产生净水一部分用来冲洗过滤单元，一部分仍就供应后方用水；

S21，系统默认反冲洗时间为10min，反冲洗结束后自动转入过滤产水状态，系统对出水浊度值进行监测，如未达到初次投入使用时的浊度初值，系统停止供水，进行二次反洗，时间仍是10min，冲洗完后自动转入过滤产水状态，并再次监测冲洗后的浊度值，直至反洗后的出水浊度值达到浊度初值，才能再次投入过滤工作产水状态。

可选的，系统在正常过滤状态中，如果监测到进液压力超过设定允许值，系统自动关闭进液口停止运行，保护罐体不受破坏；如果监测压力差变小低于压差初值的50％，系统将进水口关闭并通过PLC控制主机进行声光报警，提示系统有破损异常。

可选的，如果监测过滤时出水量低于流量初值的50％并且进水压力降低，系统只通过PLC控制主机进行声光报警，提示进水侧出现异常；如果流量降低合并压差升高，变化值都超过了初值的50％，PLC控制主机将认为过滤单元淤堵，自动转入反洗状态；

除进水压力和出水浊度超标外，系统不会关闭进水口停止产水，只通过PLC控制主机进行声光报警并给出相应的问题提示或处理结果。

本发明的有益效果在于：本发明一种多重监护过滤、反洗系统及其自动调控方式，从液体本质出发，不靠压差和时差来决定是否反洗，而是监测出水浊度，浊度超标后启动反洗，且冲洗后能够通过反洗后的浊度数据来获知过滤单元冲洗后的洁净程度，并根据数据对冲洗的间隔时间及冲洗时长进行针对性调整；通过监测流量来预警过滤筒是否面临堵塞或者供水系统出现问题；系统进出水口各设压力传感器，除用来预警监测进水压力是否超过罐体承受压力以外，还可作为过滤单元损毁的报警监测，一旦过滤单元破损进出口压差就会降低，控制主机根据压差减少就会做出判断并报警。本专利依托水质考核指标浊度来控制反洗间隔，利用压差来判断是否破损，通过流量来监测过滤单元是否淤堵或进水侧发生故障，从液体本身改变来精准调节相应参数以及进行故障诊断报警和自动处理技术，极大的优化了过滤站系统的工作性能，节省了人力和物力。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的控制系统示意图。

附图标记：出液口1、出液积液器2、出液压力传感器3、排污电动阀4、过滤罐体5、刮刷马达6、PLC控制主机7、DOP显示屏8、进液电动阀9、进液压力传感器10、进液积液器11、进液口12、通讯接口13、反洗电动阀14、按钮15、反洗罐体16、浊度传感器17、采样电动阀18、流量传感器19、液位传感器20。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种多重监护过滤、反洗系统，包括连通的进液积液器11与出液积液器2，并联设置在进液积液器11与出液积液器2之间的过滤罐体5与反洗罐体16，以及PLC控制主机7；进液积液器11与出液积液器2上分别设置有进液压力传感器10、出液压力传感器3，出液积液器2上还设置有浊度传感器17与流量传感器19；进液压力传感器10、出液压力传感器3、流量传感器19以及浊度传感器17与PLC控制主机7连通。过滤罐体5与进液积液器11之间设置有进液电动阀9，反洗罐体16与进液积液器11之间设置有反洗电动阀14，进液电动阀9、反洗电动阀14与PLC控制主机7连通，进液积液器11上设置有进液口12，出液积液器2上设置有出液口1；浊度传感器17与出液积液器2之间还设置有与PLC控制主机7连通的采样电动阀18。过滤罐体5上配合设置有刮刷马达6以及排污电动阀4；刮刷马达6以及排污电动阀4分别与PLC控制主机7连通。PLC控制主机7上设置有DOP显示屏8以及按钮15，该PLC控制主机7还设置有连通监测系统的通讯接口13。还增配有远程液位传感器20，根据蓄水设备的液位高低来控制是否产水或暂停。

在本实施例中，按钮15包括自动运行按钮15、手动按钮15、参数设置按钮15、停机按钮15等，根据实际生产需要进行配置。

在本实施例中，PLC控制主机7带有报警功能，进水压力超限报警并停机；流量降低合并进水压力降低，系统报警提示缺水；进出口压力差值达低限提示过滤单元损毁并报警停机；流量低限合并压差超限报警提示淤堵并倒计时进入反洗；浊度超限自动转入反洗；多次反洗后时长超限报警并停机；传感器无信号传回报警；阀门未打开(或关闭)报警；进水超压(＞设定值)报警并停机；其它故障报警(欠压、过压、过电流、过载、缺相等)，声光和显示同时报警。

在本实施例中，过滤站由过滤及反冲洗两部分系统组成。过滤系统在过滤净化工作时，反冲洗系统处于等待状态，两部分系统由PLC控制主机7自动调控呈交替工作。PLC控制主机7通过按钮15实现人机交互，可人为设定浊度目标值(根据客户需求设定)、采样间隔和采样时长(如不设定则默认持续不间断采样)、允许进水压力值(据罐体耐压能力设定)、流量比较值(30％-80％可调，默认50％)、压力(或压差)比较值(30％-80％可调，默认50％)，以及反洗时长(默认10min)等，上述所涉及参数、比值皆可在停机状态时手动输入调整。

过滤状态：整体系统在新投入使用时都要获取流量初值、压差初值、浊度初值，并以此作为后面控制动作的判断标准。每次断电重新开机后，通过按钮15在PLC控制主机7上将参数设定好后(不设定自动使用上一次保存值)，按下自动运行的按钮15，系统倒计时10S进入自动产水的过滤工作状态，此时进液电动阀9、采样电动阀18打开，反冲电动阀、排污电动阀4关闭。开始正常产水，开机后的5-10min钟内，系统自动采集流量值、压差值、浊度值，并以该值在此时间段内的平均值自动保存为初始值，即获得流量初值、压差初值、浊度初值。自动过滤产水期间采样电动阀18根据设定要求，间断或持续采水监测出水水质，除用水侧水位满溢报警，系统暂停产水外，会持续产水直到水质浊度监测值超过目标设定值，就会停止过滤产水状态转入反洗状态。

反洗状态：进液电动阀9、采样电动阀18关闭，反洗电动阀14、排污电动阀4打开，刮刷马达6启动，反洗系统产生净水一部分用来冲洗过滤单元，一部分仍就供应后方用水，系统默认反冲洗时间为10min，反冲洗结束后自动转入过滤产水状态，通过对出水浊度值进行监测，如未达到初次投入使用时的浊度初值，系统停止供水，进行二次反洗，时间仍是10min，冲洗完后自动转入过滤，并再次监测冲洗后的浊度值，直至反洗后的出水浊度值达到浊度初值，才能再次投入过滤工作产水状态。

PLC控制主机7会记录反洗的次数和总时间，下次反洗时在前10min内会通过DOP显示屏8显示是否更新时间，如按下按钮15，系统仍执行10min的设定时间，如不操作，自动按上次的冲洗总时长来进行反洗。下次反洗后如仍不合格，每次递增反洗的时间为10min，进行累加。如果累计反洗总时长超过60min，PLC控制主机7会进行声光报警，提示反洗时长超标异常。

系统在正常过滤运行过程中，如果监测到进水压力超过设定允许值，系统自动关闭进水阀停止运行，保护罐体不受破坏；如果监测压力差变小低于压差初值的50％，系统将进液电动阀9关闭并进行声光报警，提示过滤单元有破损异常。如果监测过滤时出水量低于流量初值的50％并且进水压力降低，系统只进行声光报警，提示进水侧出现异常；如果流量降低合并压差升高，变化值都超过了初值的50％，控制系统将认为过滤单元淤堵，自动转入反洗状态。除了进水压力和出水浊度超标外，系统不会关闭进水阀停止产水，只是进行声光报警并给出相应的问题提示或处理结果。系统声光报警后，必须人为干预排除故障后按下PLC控制主机7上的对应按钮15返回或人工手动重启后重新投入运行。整个过滤及反冲洗、排污、监测各值并存储、倒计时、液位满溢暂停、报警及故障停机的工作过程采用PLC可编程自动控制系统来完成。

系统监测监控：根据监测罐体的出水浊度是否达到预定反冲的浊度目标值，控制进-出液管路中、反冲洗管路中以及排污管路中电动阀的开或关状态，实现对过滤及反冲洗工作状态的自动判别及实时在线监测监控。通过浊度传感器17，流量传感器19、压力传感器，实现对供液系统浊度、流量、压力的在线监测。通过实时监测过滤罐体5进、出水的压力差异常降低的趋势，实现对过滤单元是否进入损坏阶段进行自诊判断与预警提示，并发出声光警示；通过实时监测系统流量并结合进水压力变化来实现对供水系统是否进入缺水阶段进行自诊判断与预警提示；进水压力超过罐体承压能力(可设定)，自动关闭所有进液阀、停止产水并报警；监测压力差值增加合并流量降低，系统预测过滤单元淤堵，进行自动反洗工作；同时还可增配远程液位传感器20，根据蓄水设备的液位高低来控制是否产水或暂停。系统监测监控通过PLC控制主机7实现，并预留通讯接口13，进入远程安监大系统，实现对过滤反洗系统实时远程在线监测监控。

本发明通过实时监测过滤罐体5出水端浊度是否向超标值趋势发展的手段，实现对过滤装置单元是否进入失效阶段进行自诊判断与预警提示。另外通过监测出水流量降低、进出口压差升高合并判断过滤单元发生淤堵。一旦判断出过滤装置进入损坏失效或淤堵阶段时，通过一级声光显示预警来提示检修，二级倒计时(5-30s可调)自动关断过滤罐体5进水电动阀并自动切换到另外一个罐体工作状态进行反洗。多次反洗后冲洗时间超时，系统默认出现故障发出关闭装置进水和反冲电动阀、停机并报警的指令，实现自诊后的响应处理。本发明通过实则监测系统流量及进水压力变化趋势的手段，实现对过滤装置否进入缺水阶段进行自诊判断与预警提示；一旦判断出过滤装置进入缺水阶段时，通过一级声光显示预警来提示检查，但系统不停止产水，仍保持持续工作状态实现自诊后的响应处理。

本发明依靠监测处理介质——液体的流量和浊度值来控制调节整个系统的状态转换；开机监测介质各初值自动存储并作为比较参数，免去人为估值产生的误差；故障自动诊断、趋势预警并响应处理，完全自动化。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：包括连通的进液积液器与出液积液器，并联设置在进液积液器与出液积液器之间的过滤罐体与反洗罐体，以及PLC控制主机；

进液积液器与出液积液器上分别设置有进液压力传感器、出液压力传感器，出液积液器上还设置有浊度传感器与流量传感器；进液压力传感器、出液压力传感器、流量传感器以及浊度传感器与PLC控制主机连通。

2.根据权利要求1所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：过滤罐体与进液积液器之间设置有进液电动阀，反洗罐体与进液积液器之间设置有反洗电动阀，进液电动阀、反洗电动阀与PLC控制主机连通。

3.根据权利要求1所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：进液积液器上设置有进液口，出液积液器上设置有出液口；

浊度传感器与出液积液器之间还设置有与PLC控制主机连通的采样电动阀。

4.根据权利要求1所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：过滤罐体上配合设置有刮刷马达以及排污电动阀；

刮刷马达以及排污电动阀分别与PLC控制主机连通。

5.根据权利要求1所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：PLC控制主机上设置有DOP显示屏以及按钮，该PLC控制主机还设置有连通监测系统的通讯接口。

6.根据权利要求1所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于：还增配有远程液位传感器，根据蓄水设备的液位高低来控制是否产水或暂停。

7.一种多重监护过滤、反洗系统自动调控方式，应用如权利要求1～6任一所述的一种多重监护过滤、反洗系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1，过滤状态；通过PLC控制主机的按钮启动过滤工作状态，此时进液电动阀、采样电动阀打开，反冲电动阀、排污电动阀关闭；

S11，正常产水，开机后的5-10min钟内，系统自动采集流量值、压差值、浊度值，并以该值在此时间段内的平均值自动保存为初始值，即获得流量初值、压差初值、浊度初值；

S12，自动过滤产水期间采样电动阀根据设定要求，间断或持续采水监测出水水质，除用水侧水位满溢报警，或系统暂停产水外，会持续产水直到水质浊度监测值超过目标设定值，此时停止过滤产水状态转入反洗状态；

S2，反洗状态；通过PLC控制主机的按钮启动反洗工作状态，此时进液电动阀、采样电动阀关闭，反洗电动阀、排污电动阀打开，刮刷马达启动，反洗系统产生净水一部分用来冲洗过滤单元，一部分仍就供应后方用水；

S21，系统默认反冲洗时间为10min，反冲洗结束后自动转入过滤产水状态，系统对出水浊度值进行监测，如未达到初次投入使用时的浊度初值，系统停止供水，进行二次反洗，时间仍是10min，冲洗完后自动转入过滤产水状态，并再次监测冲洗后的浊度值，直至反洗后的出水浊度值达到浊度初值，才能再次投入过滤工作产水状态。

8.根据权利要求7所述的一种多重监护过滤、反洗系统自动调控方式，其特征在于：系统在正常过滤状态中，如果监测到进液压力超过设定允许值，系统自动关闭进液口停止运行，保护罐体不受破坏；如果监测压力差变小低于压差初值的50％，系统将进水口关闭并通过PLC控制主机进行声光报警，提示系统有破损异常。

9.根据权利要求7所述的一种多重监护过滤、反洗系统自动调控方式，其特征在于：如果监测过滤时出水量低于流量初值的50％并且进水压力降低，系统只通过PLC控制主机进行声光报警，提示进水侧出现异常；如果流量降低合并压差升高，变化值都超过了初值的50％，PLC控制主机将认为过滤单元淤堵，自动转入反洗状态；

除进水压力和出水浊度超标外，系统不会关闭进水口停止产水，只通过PLC控制主机进行声光报警并给出相应的问题提示或处理结果。

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