CN113651402A

CN113651402A - 一种水处理加氯控制方法和装置

Info

Publication number: CN113651402A
Application number: CN202111016303.9A
Authority: CN
Inventors: 刘惠光; 赵芳; 李洋
Original assignee: Harbin Tianda Control Co ltd
Current assignee: Harbin Tianda Control Co ltd
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2041-08-31
Also published as: CN113651402B

Abstract

本发明提供了一种水处理加氯控制方法和装置，用于对水处理管路上进行加氯控制，水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，该方法包括：获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值；若是，针对至少三个加氯点中除位于水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节；若否，则对该第一加氯点的加氯投加值进行调节。本方案能够提高水处理过程中的加氯控制精度。

Description

一种水处理加氯控制方法和装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种水处理加氯控制方法和装置。

背景技术

在水厂处理过程中，消毒是饮用水生物安全的保障步骤。目前国内饮用水消毒工艺多为氯消毒工艺，我国生活饮用水标准规定出厂水游离余氯量在接触30min后不低于0.3mg/L，管网末梢不低于0.05mg/L，后者的余氯量虽然仍具有消毒能力，但对再次污染的消毒仍有不足。氯化消毒时，投氯量一般应满足杀灭细菌以达到指定的消毒指标和氧化有机物等所消耗的需氯量及抑制水中残存致病菌的再度繁殖所需要的余氯量。同时，投加量过高易产生致癌物质三氯甲烷、四氯甲烷等。因此，在水处理过程中正确控制加氯量至关重要。

目前，水处理过程中的加氯工艺通常由人工控制或PLC系统进行控制，但是由于加氯系统具有大惯性、大滞后的特点，其过渡过程和纯滞后时间均较长，系统的干扰因素较多，使调节比较频繁，控制精度较差，进而导致水处理过程中加氯消毒效果较差。

发明内容

本发明提供了一种水处理加氯控制方法和装置，能够提高水处理过程中的加氯控制精度。

第一方面，本发明提供了一种水处理加氯控制方法，用于对水处理管路上进行加氯控制，所述水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，该方法包括：

获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；

采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量；

针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值；

若是，针对所述至少三个加氯点中除位于所述水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点，根据位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的目标余氯量、位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值、该第二加氯点对应的水流量，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节；

若否，则根据该位于水处理管路末端的余氯测试点所对应的余氯量差值和所述第一加氯点的水流量，对该第一加氯点的加氯投加值进行调节。

可选地，在采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量之后，在对该第二加氯点的加氯投加值进行调节之前，包括：

判断位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量是否相同；

若否，则对该第二加氯点前端的相邻的第二加氯点的加氯投加值进行调节。

可选地，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节，包括：

根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

其中，ΔQ用于表征该第二加氯点的加氯投加值；k_p用于表征比例系数；h(t)用于表征位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值；T_a用于表征积分时间系数；T_b用于表征微分时间系数；Q₀₂用于表征位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的目标余氯量；Q'₀₂用于表征位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的测试余氯量；L₀₂用于表征该第二加氯点对应的水流量。

可选地，所述预设算法中的比例系数、积分时间系数和微分时间系数通过如下方法确定：

将所述位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值输入预先训练的目标参数预测模型中；

得到包括比例系数、积分时间系数和微分时间系数的组合参数。

可选地，所述目标参数预测模型通过如下方法得到：

获取所述水处理管路在历史时间内的每组组合参数分别对应的所述位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值；

根据各组组合参数和相应的组合参数对应位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值，生成训练集和测试集；其中，所述训练集和所述测试集均包括作为输入的位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值以及作为输出的组合参数；

利用所述训练集对神经网络进行训练，得到初始参数预测模型；

将所述训练集中的位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值输入所述初始参数预测模型中，得到预测组合参数；

如果所述预测组合参数与所述训练集中对应该余氯量差值的组合参数之间的差值小于预设参数阈值，则确定所述初始参数预测模型为目标参数预测模型。

可选地，在重新确定该第二加氯点的加氯投加值之后，包括：

利用预先训练的时间预测模型确定延迟时间；

将重新确定该第二加氯点的加氯投加值并进行调节时的时间确定为第一时间；

根据所述延迟时间和所述第一时间，确定第二时间；其中，所述第二时间为所述延迟时间和所述第一时间之和；

监测所述位于水处理管路末端的余氯测试点在所述第二时间时的第二余氯量；

当所述第二余氯量与所述位于水处理管路末端的余氯测试点对应的第一目标余氯量相同时，确定完成对所述水处理管路的加氯控制。

第二方面，本发明提供了一种水处理加氯控制装置，用于对水处理管路上进行加氯控制，所述水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，该装置包括：获取模块、采集模块、判断模块和调节模块；

所述获取模块，用于获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；

所述采集模块，用于采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量；

所述判断模块，用于针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断所述获取模块所获取到的该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值；

所述调节模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，针对所述至少三个加氯点中除位于所述水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点，根据位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的目标余氯量、位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值、该第二加氯点对应的水流量，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节；

所述调节模块，还用于在所述判断模块的判断结果为否时，根据该位于水处理管路末端的余氯测试点所对应的余氯量差值和所述第一加氯点的水流量，对该第一加氯点的加氯投加值进行调节。

可选地，所述调节模块还用于执行如下操作：

根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一第一方面所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一第一方面所述的方法。

本发明实施例提供了一种水处理加氯控制方法和装置，应用于对设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点的水处理管路上进行加氯控制。该方法可以通过获取水处理管路中每一个余氯测试点所对应的测试余氯量，针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值，若是，则需要对除位于所述水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点的加氯投加值进行调节；若否，则只需对第一加氯点的加氯投加值进行调节。如此，由于每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，因此位于水处理管路末端的余氯测试点对应的测试余氯量会受到设置在该余氯测试点之前的各第二加氯点的影响，当该余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量的余氯量差值过大时，则需要对各第二加氯点的加氯投加值进行调节；但当该余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量的余氯量差值过小时，则只需调节位于该水处理管路末端的第一加氯点的加氯投加值即可。综上所述，通过多点位加氯的方式，在保证出厂水微生物安全性的前提下，将氯进行分散多点位投加，既能减少预氯化和后氯化的氯投加量，实现水中藻类和消毒副产物协同削减的处理工艺；还可以进一步提高水处理过程中的加氯控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种水处理加氯控制方法流程图；

图2是本发明一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；

图3是本发明一实施例提供的一种水处理加氯控制装置的结构图；

图4是本发明一实施例提供的另一种水处理加氯控制装置的结构图；

图5是本发明一实施例提供的一种水处理加氯控制系统的结构图。

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的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通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。

下面描述以上构思的具体实现方式。

请参考图1，本发明实施例提供了一种水处理加氯控制方法，用于对水处理管路上进行加氯控制，水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，该方法包括：

步骤100，获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；

步骤102，采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量；

步骤104，针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值；

步骤106，若是，针对至少三个加氯点中除位于水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点，根据位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的目标余氯量、位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值、该第二加氯点对应的水流量，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节；

步骤108，若否，则根据该位于水处理管路末端的余氯测试点所对应的余氯量差值和第一加氯点的水流量，对该第一加氯点的加氯投加值进行调节。

本发明实施例中，应用于对设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点的水处理管路上进行加氯控制。由于每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，因此位于水处理管路末端的余氯测试点对应的测试余氯量会受到设置在该余氯测试点之前的各第二加氯点的影响，当该余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量的余氯量差值过大时，则需要对各第二加氯点的加氯投加值进行调节；但当该余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量的余氯量差值过小时，则只需调节位于该水处理管路末端的第一加氯点的加氯投加值即可。综上所述，通过多点位加氯的方式，在保证出厂水微生物安全性的前提下，既能减少预氯化和后氯化的氯投加量，实现水中藻类和消毒副产物协同削减的处理工艺；还可以进一步提高水处理过程中的加氯控制精度。

下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。

首先，针对步骤100，可以通过余氯仪实时测得各余氯测试点对应的测试余氯量；针对步骤102，可以通过流量计实时测得各加氯点所在水处理管路位置处的水流量。

其次，在一些实施方式中，在步骤102之后，在步骤106之前具体包括如下步骤：

具体地，当位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量相同时，则无需对该第二加氯点前端的相邻的第二加氯点的加氯投加值进行调节，具体调节方法参照上述步骤106。需要说明的是，由于各余氯测试点依次串联连接在水处理管路上，当位于该余氯测试点前端的任一余氯测试点均满足其对应的测试余氯量与其对应的目标余氯量相同时，位于水处理管路末端的余氯测试点对应的测试余氯量才能达到与其对应的目标余氯量相同。如此，为了保证位于水处理管路末端的余氯测试点达到其目标余氯量，需要对各第二加氯点的加氯投加值进行调节，以通过逐级调节保证加氯控制的精度。

需要说明的是，确定完成对水处理管路的加氯控制，可以是使水处理管路末端的余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量相同，还可以是使余氯量差值小于第二预设阈值，且该第二预设阈值小于第一预设阈值。

例如，A厂的水处理管路上设置有四个加氯点和三个余氯测试点，按照水流方向，依次设置有1号加氯点、1号余氯测试点、2号加氯点、2号余氯测试点、3号加氯点、3号余氯测试点和4号加氯点。其中，4号加氯点即为第一加氯点；1、2、3号加氯点即为第二加氯点。在步骤104中，当3号余氯测试点对应的目标余氯量(0.7mg/L)与对应的测试余氯量(0.5mg/L)的余氯量差值大于第一预设阈值(0.10mg/L)时，则需首先确定1、2、3号加氯点前端的1、2号余氯测试点对应的测试余氯量与其对应的目标余氯量是否均相同，如果是，则只需要调节3号加氯点的加氯投加值，便能将3号余氯测试点的测试余氯量调节至0.7mg/L。

在一些实施方式中，在步骤106中，根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

在本发明中，为了使位于该余氯测试点前端的任一余氯测试点满足其对应的测试余氯量与其对应的目标余氯量相同，需要对影响余氯测试点的测试余氯量的各第二加氯点的投加量进行调节。在该水处理管路中，根据各余氯测试点、加氯点的设置关系，可以确定位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的测试余氯量受该第二加氯点的加氯量和该第二加氯点前端的余氯测试点的测试余氯量以及当前该水处理管路的水流量的影响。

具体地，当Q₀₂-Q'₀₂的值为0时，即无需对第二加氯点前端的相邻的第二加氯点的加氯投加值进行调节，仅通过位于该第二加氯点后端的余氯测试点反馈的余氯量差值h(t)就能够确定出需要调节的第二加氯点的加氯投加量。当Q₀₂-Q'₀₂的值不为0时，还需先对第二加氯点前端的相邻的第二加氯点的加氯投加值进行调节，因此需要考虑将该第二加氯点对应的测试余氯量调节成其对应的目标余氯量时的加氯量，即需考虑原有水处理管路中所残余的余氯量变化时的影响。如此，在包括至少三个加氯点的水处理管路中，通过上述方法可以自动实现对各加氯点的加氯投加值的确定，从而避免人力控制带来的控制精度低的问题；而且通过该多点位加氯的方式，在水处理管理的各阶段均可设置余氯测试点和加氯点，从而可以缩短任两个加氯点之间的距离，降低滞后导致控制精度低的问题。

例如，接前例所述，当仅2号余氯测试点对应的测试余氯量与其对应的目标余氯量不相同，即当Q₀₂-Q'₀₂的值不为0，需基于步骤106对2号加氯点的加氯投加值进行调节。此时，由于1号余氯测试点对应的测试余氯量与其对应的目标余氯量相同，所以在利用步骤106中的公式进行计算是，当Q₀₂-Q'₀₂的值为0，则此时

其中，ΔQ₂用于表征2号加氯点的加氯投加值；k_p1用于表征比例系数；h(t)用于表征2号余氯测试点所对应的余氯量差值；T_a1用于表征积分时间系数；T_b1用于表征微分时间系数。

在一些实施方式中，预设算法中的比例系数、积分时间系数和微分时间系数通过如下方法确定：

将位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值输入预先训练的目标参数预测模型中；

为了能够精准地确定各第二加氯点的加氯投加值，需要根据水处理管路的实际情况，确定影响加氯投加值的比例系数、积分时间系数和微分时间系数。

在一些实施方式中，目标参数预测模型通过如下方法得到：

获取水处理管路在历史时间内的每组组合参数分别对应的位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值；

根据各组组合参数和相应的组合参数对应位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值，生成训练集和测试集；其中，训练集和测试集均包括作为输入的位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值以及作为输出的组合参数；

利用训练集对神经网络进行训练，得到初始参数预测模型；

将训练集中的位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值输入初始参数预测模型中，得到预测组合参数；

如果预测组合参数与训练集中对应该余氯量差值的组合参数之间的差值小于预设参数阈值，则确定初始参数预测模型为目标参数预测模型。

在本发明中，基于神经网络训练得到参数预测模型能够获得具有最佳组合的比例系数、积分时间系数和微分时间系数，从而提高所确定的加氯投加量的准确性，进一步提高加氯控制精度。

在一些实施方式中，在步骤106之后，包括：

利用预先训练的时间预测模型确定延迟时间；

根据延迟时间和第一时间，确定第二时间；其中，第二时间为延迟时间和第一时间之和；

监测位于水处理管路末端的余氯测试点在第二时间时的第二余氯量；

当第二余氯量与位于水处理管路末端的余氯测试点对应的第一目标余氯量相同时，确定完成对水处理管路的加氯控制。

需要说明的是，时间预测模型的训练方法包括：

采集历史时间内水处理管路的参数数据；其中，参数数据包括不同位置水处理管路的管路布局、管路尺寸、水流量和第二加氯点与位于第二加氯点后端的余氯测试点之间的管路长度；

监测历史时间内水处理管路在第二加氯点的加氯投加值和位于第二加氯点后端的余氯测试点的测试余氯量；

根据参数数据、第二加氯点的加氯投加值和位于第二加氯点后端的余氯测试点的测试余氯量，利用延时识别算法确定延迟时间；

将同一时间下得到的参数数据和延迟时间确定为样本数据；

根据样本数据生成训练集，利用训练集对XGBoost模型进行训练，得到时间预测模型；其中，将训练集中的参数数据作为时间预测模型的输入，将延迟时间为作为时间预测模型的输出。

在本发明中，由于水处理加氯控制过程中，会因传输距离和加氯系统传输工况的原因存在响应时间延迟，因此当重新调节加氯点的加氯投加量时，水处理管路中的余氯量达到新的平稳点时的时间与重新调节加氯点的加氯投加量的时间之间的差值即为温度延迟时间。因此，为了确保加氯的精度和准确性，针对每一个加氯点及位于其后端的相邻的余氯测试点，均需根据上述方法训练时间预测模型以确定延迟时间，避免因误判调节精度差进行再次调节时造成加氯过多的问题。

需要说明的是，在步骤104中，针对位于水处理管路末端的余氯测试点，该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值大于第一预设阈值，需要在第二加氯点原有的加氯量的基础上，增加一个加氯投加值；当该余氯测试点对应的测试余氯量大于对应的目标余氯量的余氯量时，需要执行步骤106，并在第二加氯点原有的加氯量的基础上，减少一个加氯投加值。

针对步骤108，接前例所述，当3号余氯测试点对应的目标余氯量(0.7mg/L)与对应的测试余氯量(0.62mg/L)的余氯量差值不大于第一预设阈值(0.10mg/L)时，则只需调节4号加氯点的加氯投加值，即通过微调将水处理管路出口处水中的余氯量调节至0.7mg/L。具体地，4号加氯点的加氯投加值通过如下公式计算得到：

ΔQ₀₁＝(Q₀₁-Q'₀₁)×L₀₁

其中，ΔQ₀₁用于表征4号加氯点的加氯投加值，Q₀₁用于表征3号余氯测试点对应的目标余氯量；Q'₀₁用于表征位于3号余氯测试点对应的测试余氯量；L₀₂用于表征该4号加氯点对应的水流量。

如图2、图3所示，本发明实施例提供了一种水处理加氯控制装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图2所示，为本发明实施例提供的一种水处理加氯控制装置所在计算设备的一种硬件架构图，除了图2所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的计算设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图3所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在计算设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种水处理加氯控制装置，用于对水处理管路上进行加氯控制，所述水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，包括：获取模块301、采集模块302、判断模块303和调节模块304；

获取模块301，用于获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；

采集模块302，用于采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量；

判断模块303，用于针对位于水处理管路末端的余氯测试点，判断获取模块301所获取到的该余氯测试点对应的目标余氯量与对应的测试余氯量的余氯量差值是否大于第一预设阈值；

调节模块304，用于在判断模块303的判断结果为是时，针对至少三个加氯点中除位于水处理管路末端的第一加氯点之外的每一个第二加氯点，根据位于该第二加氯点前端的余氯测试点对应的目标余氯量、位于该第二加氯点后端的余氯测试点所对应的余氯量差值、由采集模块302采集到的该第二加氯点对应的水流量，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节；

调节模块304，还用于在判断模块304的判断结果为否时，根据该位于水处理管路末端的余氯测试点所对应的余氯量差值和由采集模块302采集到的第一加氯点的水流量，对该第一加氯点的加氯投加值进行调节。

在本发明的一个实施例中，判断模块303，还用于执行如下操作：

判断位于该第二加氯点后端的余氯测试点对应的测试余氯量与对应的目标余氯量是否相同；

若否，则对该第二加氯点的加氯投加值进行调节。

在本发明的一个实施例中，调节模块304，还用于执行如下操作：

根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

在本发明的一个实施例中，该装置还包括模型训练模块，该模型训练模块用于执行如下操作：

利用训练集对神经网络进行训练，得到初始参数预测模型；

在本发明的一个实施例中，该装置还包括检验模块，该检验模块用于执行如下操作：

利用预先训练的时间预测模型确定延迟时间；

在本发明中，水处理加氯控制装置还可以包括：ARM9处理器、电源、复位电路、存储芯片、同步动态随机存储器、接口芯片、以太网物理层PHY接口芯片、网络协议单元和转换电路；其中，ARM9处理器用于执行上述水处理加氯控制方法，ARM9处理器中包括获取模块、采集模块、判断模块和调节模块；

ARM9处理器分别与电源、复位电路、存储芯片、同步动态随机存储器、接口芯片、以太网物理层PHY接口芯片、网络协议单元和转换电路相连接。

需要说明的是，转换电路包括四路V/I变换电路、八路I/V变换电路、四通道D/A转换电路和八通道A/D转换电路；四通道D/A转换电路与四路V/I变换电路相连接；八通道A/D转换电路与八路I/V变换电路相连接。

需要说明的是，网络协议单元包括5G模块、4G模块、3G模块和WiFi模块。

具体地，例如，如图4所示的一种水处理加氯控制装置的结构图。在图4中，ARM9(1)处理器芯片选用ST的32位高性能处理器STM32H75；开关电源模块(电源，2)实现DC24V输入电源转换为DC5V和DC3.3V的电源功能，为ARM9处理器及外围电路系统供电；复位电路3为系统提供上电复位和按键复位两种复位方式；扩展FLASH(存储芯片，4)和扩展SDRAM(同步动态随机存储器，5)为ARM9处理器提供扩展的程序存储器和数据存储器；RS232接口电路(接口芯片，6)为装置提供RS232接口，可实现装置的参数配置、固件更新等功能；以太网PHY接口芯片(7)为装置提供以太网接口，通过以太网接口与控制中心联网，实现本地系统监控功能，还可以接入网络，进一步实现远程监控、远程固件维护升级等功能；4G接口模块(网络协议单元，8)实现无线4G网络接入功能；RS485接口芯片(接口芯片，9)实现系统电平与RS485电平转换，通过RS485接口与触摸屏(10)相连；触摸屏10作为装置的人机接口设备，实现参数设置、显示、控制操作等功能；八路I/V转换电路(11)实现四路流量计4～20mA电流信号、三路余氯仪4～20mA电流信号转换为0～5V电压信号及信号调理功能，I/V转换电路通过电阻网络实现；八通道A/D转换电路(12)实现八路0～5V电压信号与数字信号的转换，八通道A/D转换电路(12)选用ADI公司的ADS8688型号；四通道D/A转换电路(13)实现四路数字信号到0～5V模拟信号的转换输出，四路V/I变换电路(14)实现四路0～5V电压信号与4～20mA电流信号的转换，来分别控制加氯点1～4的电磁阀开度，其中四通道D/A转换电路(13)选用ADI公司的LTC2664型号，四路V/I变换电路(14)选用TI公司的高性价比V/I转换芯片XTR111型号。

本发明还提供了一种水处理加氯控制系统。该系统包括：上述任一实施例所提供的水处理加氯控制装置、至少两个余氯仪、至少三个流量计和至少三个电磁阀；

流量计、余氯仪和电磁阀分别与水处理加氯控制装置相连接；

流量计用于获取加氯点所在水处理管路中的流量；

电磁阀通过调节开度大小实现对加氯量的调节；其中，每个加氯点处均对应一个电磁阀；

余氯仪用于获取余氯测试点的余氯量。

在一些实施方式中，如图5所示，该系统包括：水处理加氯控制装置、第一流量计111、第二流量计121、第三流量计131、第四流量计141、第一余氯仪113、第二余氯仪123、第三余氯仪133、第一电磁阀112、第二电磁阀122、第三电磁阀132和第四电磁阀142；

第一流量计111和第一电磁阀112位于水处理管路的进水泵房后；

第一余氯仪113、第二流量计121和第二电磁阀122位于水处理管路的沉淀池后；其中，第一余氯仪113位于第二流量计121和第二电磁阀122之前；

第二余氯仪123、第三流量计131和第三电磁阀132位于水处理管路的V型滤池后；其中，第二余氯仪123位于第三流量计131和第三电磁阀132之前；

第三余氯仪133、第四流量计141和第四电磁阀142位于水处理管路的清水池后；其中，第三余氯仪133位于第四流量计141和第四电磁阀142之前；其中，水处理管路依次包括进水泵房、沉淀池、V型滤池和清水池。

在本发明中，如图5所示的水处理加氯控制系统由三个闭环控制和一个开环控制串联组成。第一个闭环系统由第一流量计、第一电磁阀和第一余氯仪组成；第二个闭环系统由第二流量计、第二电磁阀和第一余氯仪组成；第三个闭环系统由第三流量计、第三电磁阀和第三余氯仪组成；开环系统由第四流量计和第四电磁阀组成。如此，在每一个闭环系统中均通过电磁阀调节加氯点的加氯投加值，以控制得到的余氯测试点的测试余氯量达到目标余氯量；在开环系统中，通过第四电磁阀调节加氯点的加氯投加值，控制第三余氯仪处的余氯量，以确保最终从清水池输出的水中余氯量满足设定标准。

在本发明中，通过将原有的大滞后系统划分为多个闭环控制系统，通过预设算法分级控制各子系统，不仅缩短了系统的滞后时间，而且大大提高了控制系统的灵活性、控制精度和响应速度。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种水处理加氯控制装置和系统的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种水处理加氯控制装置和系统可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种水处理加氯控制方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种水处理加氯控制方法。

具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种水处理加氯控制方法，其特征在于，用于对水处理管路上进行加氯控制，所述水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，所述方法包括：

获取每一个余氯测试点分别对应的测试余氯量；

采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采集每一个加氯点所在水处理管路位置处的水流量之后，在对该第二加氯点的加氯投加值进行调节之前，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对该第二加氯点的加氯投加值进行调节，包括：

根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设算法中的比例系数、积分时间系数和微分时间系数通过如下方法确定：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标参数预测模型通过如下方法得到：

6.根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，在重新确定该第二加氯点的加氯投加值之后，包括：

利用预先训练的时间预测模型确定延迟时间；

7.一种水处理加氯控制装置，其特征在于，用于对水处理管路上进行加氯控制，所述水处理管路上设置有至少三个加氯点和至少两个余氯测试点，每相邻两个加氯点之间包括一个余氯测试点，所述装置包括：获取模块、采集模块、判断模块和调节模块；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调节模块还用于执行如下操作：

根据预设算法，重新确定该第二加氯点的加氯投加值；

其中，该第二加氯点的加氯投加值通过如下公式确定：

9.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-6中任一项所述的方法。