WO2014059786A1 - 混床树脂体外分离输送过程智能监测控制装置及控制方法 - Google Patents

混床树脂体外分离输送过程智能监测控制装置及控制方法 Download PDF

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田文华
祝晓亮
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of water treatment, and particularly relates to an intelligent monitoring and control device and a control method for the in vitro separation and transportation process of a mixed bed resin for power plant condensate polishing.
  • the object of the present invention is to provide an intelligent monitoring and controlling device and a control method for the in vitro separation and transportation process of a mixed bed resin which can avoid the disorder of the volume and ratio of the mixed bed resin and ensure the normal operation of the mixed bed.
  • the monitoring control device of the present invention comprises: an image acquisition unit including an image of a resin separation tower disposed on the side of the resin separation tower, and a signal output end of the image acquisition unit and an input of the computer intelligent analysis unit.
  • the computer intelligent analysis unit Connected to the end, the computer intelligent analysis unit is provided with a resin separation and conveying process image of the resin separation tower, the signal output end of the computer intelligent analysis unit is connected with the input end of the signal conversion unit, and the output end of the signal conversion unit is connected with the program control system PLC, signal processing The unit converts the command signal sent by the computer intelligent separation unit, and sends the converted signal to the program control system PLC o
  • the image acquisition unit is composed of an imaging device and an image transmission unit.
  • the control method of the present invention is:
  • the "reference line" of the height of the anode/yin resin is set, and the computer intelligent analysis unit receives the image conveyed by the image acquisition unit, and recognizes the interface position of the cathode/yang resin in the current image, if the resin separation interface is not In the current picture, the difference between the image data of the upper and lower mirrors is compared.
  • the degree of deviation of the amount of the anode/positive resin from the normal amount, that is, the "reference line” is determined; according to the result, the actual loading amount of the male/female resin is confirmed. And the amount of male/female resin that needs to be transported, and position identification on the computer intelligent analysis unit interface image;
  • the calculation intelligent analysis unit displays the appropriate separation and delivery volume of the mixed bed resin, and sends a prompt message to the operator, and the operator conveys the corresponding resin according to the prompt;
  • the computer intelligent analysis unit dynamically and real-time monitors the image data of the conveyance process, and continuously recognizes the position of the separation interface of the cathode/positive resin from the changed screen, and when the interface position reaches the position of the step identification
  • the stop conveying command signal is immediately issued, and the converted signal is sent to the program control system PLC by the signal processing unit to immediately stop the resin separation and conveyance.
  • the invention applies the computer intelligent image analysis technology to the separation and monitoring of the mixed bed resin in vitro, so that the judgment of the resin separation and delivery end point is more reliable, and the resin separation and transportation process is more reasonable. On the one hand, it can avoid the confusion of the volume and proportion of the mixed resin; on the other hand, the volume and ratio of the mixed bed resin which has been confusing can be gradually adjusted during the resin separation process until recovery. In this way, it is very beneficial to maintain the running effect of the mixed bed, and also can improve the automation degree of the separation of the mixed bed resin in vitro and reduce the working intensity of the operating personnel.
  • FIG. 1 is a schematic view of the overall system of the present invention.
  • FIG. 2 is a monitoring screen diagram of a cone bottom separation system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Fig. 3 is a view showing a high-tower monitoring screen of the embodiment 2 of the present invention, wherein: Fig. 3A is a reference line A for resin separation, and Fig. 3B is a reference line B for resin separation.
  • the apparatus of the present invention comprises an image acquisition unit ⁇ disposed on the side of the resin separation tower for using the resin separation tower image, and the signal output end of the image acquisition unit 1 is connected to the input end of the computer intelligent analysis unit 2, to the computer intelligence
  • the analyzing unit 2 provides a resin separating and conveying process of the resin separating tower, the signal output end of the image computer intelligent analyzing unit 2 is connected to the input end of the signal converting unit 3, and the output end of the signal converting unit 3 is connected to the program control system PLC, and the signal processing unit 3
  • the command signal sent by the computer intelligent separating unit 2 is converted, and the converted signal is sent to the program control system PLC.
  • the following two embodiments are specific implementation processes in the two common processes of monitoring and controlling by using the device of the present invention.
  • the commonly used mixed bed resin separation tower has two kinds of cone bottom separation towers and high towers. According to different separation tower forms, the application of the above technical schemes is different, and the monitoring implementation methods are different, as follows: Example 1, cone bottom separation Monitoring implementation process
  • Embodiment 2 implementation process of high tower separation monitoring
  • step (3) After performing step (3), or confirm in step (3) that the position of the resin conveying interface is equal to or Below the position of the line A, the computer intelligent analysis unit 2 sends a prompt message to the operator, requesting the operation program control system to first execute the "transporting anion resin” step, and prompting the operator to end the "transporting anion resin” step after the computer The corresponding operation is performed on the intelligent analysis unit to start the separation and transportation of the secondary cation resin.
  • the computer intelligent analysis unit 2 dynamically analyzes the position of the lower mirror image (transmitted by the image acquisition unit 1B) at the position of the yin/yin resin interface, and the interface is continuously conveyed with the cation resin. Gradually, when it reaches the "line B" position, the computer intelligence analysis unit 2 issues a command signal correspondingly, and the signal processing unit 3 sends the converted signal to the program control system to stop the "yang resin transfer" step. At this point, the separation and transport step of the entire cation resin is successfully completed.
  • the initial position of the reference lines A and B is set according to the volume and proportion of the male/female resin determined by the commissioning operation.
  • the reference line A is fixed, and the reference line B is based on its initial position.
  • the position and the distance of the male/female resin interface from the reference line A after each backwash layer are updated, and the resin conveyance amount is measured by the computer intelligent interface with the scale.

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Abstract

一种混床树脂体外输送过程智能监测控制装置，包括设置在树脂分离塔侧面的图像采集单元（1）、计算机智能分析单元（2）、信号转换单元（3）和程控系统PLC。其中图像采集单元（1）的信号输出端与计算机智能分析单元（2）的输入端相连，计算机智能分析单元（2）的信号输出端与信号转换单元（3）的输入端相连，信号转换单元（3）的输出端与程控系统PLC相连。还公开了一种混床树脂体外分离输送过程智能监测控制方法。由于将计算机智能图像分析技术应用于混床树脂体外分离监控，使分离树脂输送终点的判断更加可靠，树脂分离输送过程更加合理。

Description

混床树脂体外分离输送过程智能监测控制装置及控制方法 技术领域
本发明属于水处理技术领域， 特别涉及一种用于电厂凝结水精处理的混床 树脂体外分离输送过程智能监测控制装置及控制方法。
背景技术
目前， 混床树脂体外分离存在一 '个普遍的问题， 即分离输送的阳 /阴树脂量 不易精确控制， - '旦某一次分离输送的精确度较差， 共用 - '套树脂体外分离系 统的多个混床， 其树脂体积和配比的差异就会随着分离次数增多而越来越大， 最终使每台混床都无法正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供-一种能够避免混床树脂体积和配比发生混乱， 从而 确保混床正常运行的混床树脂体外分离输送过程智能监测控制装置及控制方 法。
为达到 ..― t述目的， 本发明的监测控制装置包括： 包括设置在树脂分离塔侧 面用于采用树脂分离塔图像的图像采集单元， 图像采集单元的信号输出端与计 算机智能分析单元的输入端相连， 向计算机智能分析单元提供树脂分离塔的树 脂分离输送过程图像， 计算机智能分析单元的信号输出端与信号转换单元的输 入端相连， 信号转换单元的输出端与程控系统 PLC相连， 信号处理单元对计算 机智能分离单元发出的指令信号进行转换， 并将转换后的信号发送至程控系统 PLC o
所述的图像采集单元由摄像装置和图像传输单元组成。 本发明的控制方法为：
1 ) 首先， 阳 /阴树脂成功分离后， 输送操作执行前， 打开智能监测控制装 置， 由图像的采集单元开始采集树脂分离塔内树脂分离后的静态图像；
2 )在计算机智能分析单元设定阳 /阴树脂高度的 "参考线"， 计算机智能分 析单元接收图像采集单元输送的图像， 识别当前图像中阴 /阳树脂的分界面位 置， 若树脂分离界面不在当前画面中则对比上下两个视镜图像数据差异， 通过 这两段分析， 确定阴 /阳树脂量偏离正常量即 "参考线"的程度； 根据此结果计 量， 确认阳 /阴树脂实际装填量和本次需要输送的阳 /阴树脂量， 并在计算机智 能分析单元界面图像上进行位置标识；
3 )静态分析结束后， 计算智能分析单元显示适宜的混床树脂体外分离输送 量， 并向操作人员发出提示信息， 操作人员根据提示， 对相应树脂进行输送；
4 ) 阳 /阴树脂输送过程中， 计算机智能分析单元对输送过程的图像数据进 行动态实时监测， 不断从变化的画面中识别阴 /阳树脂分离界面的位置， 当该界 面位置到达步骤标识的位置时， 判定为树脂分离到达终点， 并立即发出停止输 送指令信号， 由信号处理单元将转换后的信号发送至程控系统 PLC, 即时停止树 脂分离输送。
本发明将计算机智能图像分析技术应用于混床树脂体外分离监控， 使树脂 分离输送终点的判断更加可靠， 树脂分离输送过程更加合理。 一方面可避免混 床树脂体积和配比发生混乱； 另- 方面可使已经发生混乱的混床树脂体积和配 比， 在树脂分离过程中逐渐地自行调整， 直至恢复。 这样， 非常有利于混床运 行效果的保持， 还可以提高混床树脂体外分离的自动化程度， 降低运行人员的 工作强度。
附图说明 图 1为本发明的整体系统示意图；
图 2是本发明实施例 1的锥底分离系统监控画面图；
图 3是本发明实施例 2高塔监控画面图， 其中： 图 3A为树脂分离的参考线 A， 图 3B为树脂分离的参考线 B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图 1，本发明的装置包括设置在树脂分离塔侧面用于采用树脂分离塔图 像的图像采集单元 ί，图像采集单元 1的信号输出端与计算机智能分析单元 2的 输入端相连， 向计算机智能分析单元 2提供树脂分离塔的树脂分离输送过程， 图像计算机智能分析单元 2的信号输出端与信号转换单元 3的输入端相连， 信 号转换单元 3的输出端与程控系统 PLC相连， 信号处理单元 3对计算机智能分 离单元 2发出的指令信号进行转换， 并将转换后的信号发送至程控系统 PLC 以下两个实施例是采用本发明的装置监测控制两种常用工艺中的具体实施 流程。
目前常用的混床树脂体外分离塔有锥底分离塔和高塔两种， 根据分离塔形式不 同， 对上述技术方案应用不同， 监控的实施方式则不同， 举例如下： 实施例 1， 锥底分离监控的实施流程
( 1 ) 锥底分离塔内阳 /阴树脂反洗分层完成， 开始进行阳树脂输出操作前， 启动本智能监测控制装置， 图像采集单元 1 将画面无线传送至计算机智能智能 分析单元 2， 画面应如图 2所示。
( 2 )根据要求的阴阳树脂比例，在计算机智能分析单元― t: 2设定"参考线 如图 2中的 "线条 A"所示； 开始进行阳树脂的输送同时， 点击开始分析图像功 能键， 计算机智能分析单元 2开始动态分析 "线条 A" 以及树脂图像中阳 /阴分 界面的位置，随着阳树脂输送过程的进行，分界面不断下降， 当其到达"线条 A" 位置后， 计算机智能分析单元 2相应发出指令信号， 由信号处理单元 3将转换 后的信号发送至程控系统 PLC, 停止树脂分离输送程序。
实施例 2， 高塔分离监控的实施流程
( 1 ) 高塔分离过程的监控需要设置两个图像采集单元 1， 上视镜图像采集 单元 1A， 下视镜图像采集单元 1B。 高塔内阳 /阴树脂反洗成功分层后， 打开本 智能监测控制装置， 图像采集单元 1A和 IB分别将当前视镜画面信息传输至计 算机智能分析单元 2界面上， 画面如图 3所示。
(2 )根据高塔内的树脂量以及所需的阴阳树脂比例， 在计算机智能分析单 元 2的上下视镜画面中分别设置两条树脂分离的 "参考线 A和参考线 B": 如图 3中 "线条 A"和 "线条 B"所示。
(3 )点击开始分析图像功能键， 计算机智能分析单元开始对图像数据进行 分析， 确认树脂输送界面的位置：
(a)若界面位置高于 "线条 A"所在位置， 相应调整下视镜图像中 "线条 B"的位置， 同时计算机智能分析单元向操作人员发出提示信息， 要求操作程控 系统首先执行 "输送阳树脂"步序， 输送过程中， 计算机智能分析单元 2动态 分析上视镜画面（由图像采集单元 1A传送） 中阳 /阴树脂分界面的位置， 分界 面不断 - F降， 当其到达 "线条 A"位置后， 计算机智能分析单元 2相应发出指令 信号， 由信号处理单元 3将转换后的信号发送至程控系统， 停止 "阳树脂输送" 程序"。
(b )若树脂分层界面位置等于或低于 "线条 A"所在位置， 直接跳转至歩 骤 4。
(4 )执行完步骤（3 )后， 或歩骤（3) 中确认树脂输送界面的位置等于或 低于线条 A所在位置， 计算机智能分析单元 2向操作人员发出提示信息， 要求 操作程控系统首先执行 "输送阴树脂"步序， 并提示操作人员在结束 "输送阴 树脂"步序后， 在计算机智能分析单元上进行相应操作， 开始二次阳树脂的分 离输送。
( 5 )开始二次阳树脂分离输送， 计算机智能分析单元 2动态分析下视镜画 面 （由图像采集单元 1B传送） 中阳 /阴树脂分界面的位置， 随着阳树脂的不断 输送， 分界面逐渐下降， 当其到达"线条 B"位置后， 计算机智能分析单元 2相 应发出指令信号， 由信号处理单元 3将转换后的信号发送至程控系统，停止"阳 树脂输送"步序。 至此， 整个阳阴树脂的分离输送步序成功结束。
上述两种工艺中监控的计量实施方式
( 1 )锥底分离中， 根据设计值以及调试结果， 将参考线位置固定， 以其为 标准计量每一次树脂输送量， 防止每次树脂输送量产生误差；
(2 ) 高塔分离中， 根据调试运行确定的阳 /阴树脂体积和比例， 设置参考 线 A和 B的初始位置， 在树脂分离输送过程中， 参考线 A位置固定， 参考线 B 根据其初始位置和每次反洗分层后阳 /阴树脂分界面偏离参考线 A的距离进行更 新， 以计算机智能界面自带标尺计量树脂输送量。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种混床树脂体外分离输送过程的智能监测控制装置， 其特征在于： 包 括设置在树脂分离塔侧面用于采用树脂分离塔图像的图像采集单元 （1 )， 图像 采集单元 ( 1 ) 的信号输出端与计算机智能分析单元 (2) 的输入端相连， 向计 算机智能分析单元（2)提供树脂分离塔的树脂分离输送过程图像， 计算机智能 分析单元 （2 ) 的信号输出端与信号转换单元 (3 ) 的输入端相连， 信号转换单 元 （3) 的输出端与程控系统 PLC相连， 信号处理单元 （3) 对计算机智能分离 单元 (2 ) 发出的指令信号进行转换， 并将转换后的信号发送至程控系统 PLC。
2、根据权利要求 1所述的混床树脂体外分离输送过程的智能监测控制装置， 其特征在于： 所述的图像采集单元 ( 1 ) 由摄像装置和图像传输单元组成。
3、 一种如权利要求 1所述的混床树脂体外分离输送过程的智能监测控制装 置的控制方法， 其特征在于：
1 ) 首先， 阳 /阴树脂成功分离后， 输送操作执行前， 打开智能监测控制装 置， 由图像的采集单元 ( 1 ) 开始采集树脂分离塔内树脂分离后的静态图像；
2 ) 在计算机智能分析单元 （2 ) 设定阳 /阴树脂高度的 "参考线"， 计算机 智能分析单元 (2) 接收图像采集单元 （1 ) 输送的图像， 识别当前图像中阴 /阳 树脂的分界面位置， 若树脂分离界面不在当前画面中则对比上― F两个视镜图像 数据差异， 通过这两段分析， 确定阴 /阳树脂量偏离正常量即 "参考线"的程度; 根据此结果计量， 确认阳 /阴树脂实际装填量和本次需要输送的阳 /阴树脂量， 并在计算机智能分析单元 (2) 界面图像― t进行位置标识；
3 ) 静态分析结束后， 计算智能分析单元 (2 ) 显示适宜的混床树脂体外分 离输送量， 并向操作人员发出提示信息， 操作人员根据提示， 对相应树脂进行 输送；
4) 阳 /阴树脂输送过程中， 计算机智能分析单元 (2)对输送过程的图像数 据进行动态实时监测， 不断从变化的画面中识别阴 I阳树脂分离界面的位置， 当 该界面位置到达步骤 （2) 标识的位置时， 判定为树脂分离到达终点， 并立即发 出停止输送指令信号，由信号处理单元 (3)将转换后的信号发送至程控系统 PLC, 即时停止树脂分离输送。
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