一种水厂加药集成系统和加药方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水厂加药集成系统，包括次氯酸钠投加模块、混凝剂储药模块、投药计量泵模块和控制柜模块；所述次氯酸钠投加模块和混凝剂储药模块分别与投药计量泵模块中对应的投药计量泵相连；所述控制柜模块分别与次氯酸钠投加模块、投药计量泵模块和混凝剂储药模块相连；所述控制柜模块包括AI算法单元和PLC控制单元，所述PLC控制单元用于采集进出水流量和水质数据，所述AI算法单元根据采集到的进出水流量和水质数据计算药剂的投加量并传输至PLC控制单元，所述PLC控制单元根据药剂的投加量控制所述次氯酸钠投加模块和混凝剂储药模块对应的投药计量泵进行投药。本发明专利技术还涉及一种加药方法，通过智能算法实现药量的精确添加。

【技术实现步骤摘要】
一种水厂加药集成系统和加药方法
本专利技术涉及水厂净水
，特别是涉及一种水厂加药集成系统和加药方法。
技术介绍
供水是民生大计，水资源日渐紧张，水处理日益紧迫。水厂日渐普及，从一线城市到中小型县城，村镇基本都有自己的水厂，但是我国水厂的自动化起步较晚，很多地区尤其是一些偏远地区水厂自动化程度较低，出水水质不能保证。现在出现了很多自动化水厂，可以实现无人管理模式，有一些水厂安装了自动化监测控制系统，并且自动化程度很全面，单从控制投药消毒的方面来看，系统还是比较复杂的，尤其当加药种类较多的时候，会发现每台加药设备都有自己的控制箱，操作起来十分繁琐，甚至还要另外加控制柜去联动多台加药设备，占地空间大；并且这些自动化水厂加药量很多是以现场的经验判断，并没有办法保证水质的稳定性，这些模式耗费人工且控制分散叠加造成不必要的成本。为了降低复杂程度，最近几年出现了一些集成式水厂，占地空间小、集成度高且自动化程度高，但是仍然需要各种控制箱形成的一个庞大的控制系统，在有限的空间范围内，这些控制箱的设置较为繁琐和分散。针对水厂自动化控制系统在保证水质精准投药的情况下，优化为集成式智能化控制是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水厂加药集成系统和加药方法，通过AI算法单元实现全自动智能精准投药。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水厂加药集成系统，包括次氯酸钠投加模块、混凝剂储药模块、投药计量泵模块和控制柜模块；所述次氯酸钠投加模块和混凝剂储药模块分别与所述投药计量泵模块中对应的投药计量泵相连；所述控制柜模块分别与所述次氯酸钠投加模块、投药计量泵模块和混凝剂储药模块相连；所述控制柜模块包括AI算法单元和PLC控制单元，所述PLC控制单元用于采集进出水流量和水质数据，所述AI算法单元根据采集到的进出水流量和水质数据计算药剂的投加量并传输至PLC控制单元，所述PLC控制单元根据得到的药剂的投加量控制所述次氯酸钠投加模块和混凝剂储药模块对应的投药计量泵进行投药。所述次氯酸钠投加模块包括依次连接的软水器、浓盐酸罐、次氯酸钠发生器和第一储药罐；所述软水器用于使水软化，所述浓盐酸罐中的浓盐水被软化后的水稀释成稀盐水后送入至所述氯酸钠发生器中，所述氯酸钠发生器将生成的次氯酸钠溶液输送至所述第一储药罐中。所述混凝剂储药模块包括第一自动加料机、第二储药罐和设置在所述第二储药罐中的第一搅拌电机。所述水厂加药集成系统还包括与所述投药计量泵模块和控制柜模块分别相连的助凝剂储药模块，所述助凝剂储药模块包括第二自动加料机、第三储药罐和设置在所述第三储药罐中的第二搅拌电机。所述第一自动加料机和第二自动加料机均设置有药料低位传感器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种加药方法，采用上述水厂加药集成系统，包括：步骤(1)：通过所述PLC控制单元获取进水总流量Q1，根据第一目标函数设置预消毒溶液的添加量Q2；通过所述AI算法单元建立关于所述进水总流量Q1和预消毒溶液的添加量Q2的第一多元线性回归模型，根据所述第一多元线性回归模型计算所述次氯酸钠投加模块对应的预消毒溶液的添加量Q2；步骤(2)：根据第二目标函数设置絮凝剂溶液的添加量Q3，通过所述AI算法单元建立关于所述进水总流量Q1和絮凝剂溶液的添加量Q3的第二多元线性回归模型，根据所述第二多元线性回归模型计算所述混凝剂储药模块和助凝剂储药模块对应的絮凝剂溶液的添加量Q3；步骤(3)：通过所述PLC控制单元获取清水池进水流量Q4，根据第三目标函数设置二次消毒溶液的添加量Q5；通过所述AI算法单元建立关于所述清水池进水流量Q4和二次消毒溶液的添加量Q5的第三多元线性回归模型，根据所述第三多元线性回归模型计算所述次氯酸钠投加模块对应的二次消毒溶液的添加量Q5；步骤(4)根据所述第一多元线性回归模型、第二多元线性回归模型和第三多元线性回归模型生成各自对应的加药曲线，并根据各自对应的加药曲线来投加药量。所述步骤(1)中根据第一目标函数设置预消毒溶液的添加量Q2，公式为：其中，第一目标函数的公式为：Δf()为映射函数，Zset为预消毒后的沉淀池中出水浊度的设定值，为预消毒后的沉淀池中下时刻出水浊度值，F1(,)为第一多元线性回归模型，Q2为预消毒溶液的添加量；Q1为进水总流量；θ1为基于进料量Q2和进水量Q1的第一偏回归系数；为第一随机误差。所述步骤(2)中根据第二目标函数设置絮凝剂溶液的添加量Q3，公式为：其中，第二目标函数的公式为：Δf()为映射函数，Xset为添加絮凝剂溶液后的出水浊度的设定值，为添加絮凝剂溶液后的下时刻出水浊度值，F2(,)为第二多元线性回归模型，Q3为絮凝剂溶液的添加量；Q1为进水总流量；θ2为基于进料量Q3和进水量Q1的第二偏回归系数；为第二随机误差。所述步骤(3)中根据第三目标函数设置二次消毒溶液的添加量Q5，公式为：其中，第三目标函数公式为Δf()为映射函数，Y1为二次消毒后的清水池下时刻的余氯值，F3(,,)为第三多元线性回归模型，Q4为清水池进水流量，为水质余氯值；θ3为基于水质余氯值和清水池进水流量Q4的第三偏回归系数；为第三随机误差。所述步骤(2)中的絮凝剂溶液的添加量Q3包括混凝剂溶液的添加量和助凝剂溶液的添加量。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术提供的水厂加药集成系统能够实现自动加料，人工加料频率降低，有效降低人工成本；本专利技术通过AI算法单元实现全自动智能精准投药，保证加药量刚好能满足水体净化的要求，使水质有保障；本专利技术中的投药计量泵模块中的投药计量泵均为一用一备，保证加药稳定不间断，安装灵活，便于空间布置；本专利技术具有较好的通用性，根据现场水质情况和自来水产量可设置加药种类和加药量。附图说明图1是本专利技术实施方式的水厂加药集成系统示意图；图2是本专利技术实施方式的控制柜模块的工作原理示意图；图3是本专利技术实施方式的水厂净水工艺过程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种水厂加药集成系统，如图1和图2所示，包括次氯酸钠投加模块1、混凝剂储药模块3、投药计量泵模块2、控制柜模块5、门禁6和药料储放区域7；所述次氯酸钠投加模块1包括依次连接的软水器101、浓盐酸罐103、次氯酸钠发生器100和第一储药罐102；所述软水器101用于除掉钙镁离子使水软化，并将软化后的水来稀释所述浓盐酸罐103中的浓盐水以产生稀盐水，再将稀盐水输送入至所述氯酸钠发生器100的电解槽内，所述氯酸钠发生器100将生成的次氯酸钠溶液输送至所述第一储药罐102中；所述混凝剂储药模块3包括第一自动加料机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水厂加药集成系统，其特征在于，包括次氯酸钠投加模块(1)、混凝剂储药模块(3)、投药计量泵模块(2)和控制柜模块(5)；所述次氯酸钠投加模块(1)和混凝剂储药模块(3)分别与所述投药计量泵模块(2)中对应的投药计量泵相连；所述控制柜模块(5)分别与所述次氯酸钠投加模块(1)、投药计量泵模块(2)和混凝剂储药模块(3)相连；所述控制柜模块(5)包括AI算法单元和PLC控制单元，所述PLC控制单元用于采集进出水流量和水质数据，所述AI算法单元根据采集到的进出水流量和水质数据计算药剂的投加量并传输至PLC控制单元，所述PLC控制单元根据得到的药剂的投加量控制所述次氯酸钠投加模块(1)和混凝剂储药模块(3)对应的投药计量泵进行投药。/n

【技术特征摘要】
1.一种水厂加药集成系统，其特征在于，包括次氯酸钠投加模块(1)、混凝剂储药模块(3)、投药计量泵模块(2)和控制柜模块(5)；所述次氯酸钠投加模块(1)和混凝剂储药模块(3)分别与所述投药计量泵模块(2)中对应的投药计量泵相连；所述控制柜模块(5)分别与所述次氯酸钠投加模块(1)、投药计量泵模块(2)和混凝剂储药模块(3)相连；所述控制柜模块(5)包括AI算法单元和PLC控制单元，所述PLC控制单元用于采集进出水流量和水质数据，所述AI算法单元根据采集到的进出水流量和水质数据计算药剂的投加量并传输至PLC控制单元，所述PLC控制单元根据得到的药剂的投加量控制所述次氯酸钠投加模块(1)和混凝剂储药模块(3)对应的投药计量泵进行投药。


2.根据权利要求1所述的水厂加药集成系统，其特征在于，所述次氯酸钠投加模块(1)包括依次连接的软水器(101)、浓盐酸罐(103)、次氯酸钠发生器(100)和第一储药罐(102)；所述软水器(101)用于使水软化，所述浓盐酸罐(103)中的浓盐水被软化后的水稀释成稀盐水后送入至所述氯酸钠发生器(100)中，所述氯酸钠发生器(100)将生成的次氯酸钠溶液输送至所述第一储药罐(102)中。


3.根据权利要求1所述的水厂加药集成系统，其特征在于，所述混凝剂储药模块(3)包括第一自动加料机(105)、第二储药罐和设置在所述第二储药罐中的第一搅拌电机(104)。


4.根据权利要求1所述的水厂加药集成系统，其特征在于，所述水厂加药集成系统还包括与所述投药计量泵模块(2)和控制柜模块(5)分别相连的助凝剂储药模块(4)，所述助凝剂储药模块(4)包括第二自动加料机(107)、第三储药罐和设置在所述第三储药罐中的第二搅拌电机(106)。


5.根据权利要求3或4所述的水厂加药集成系统，其特征在于，所述第一自动加料机(105)和第二自动加料机(107)均设置有药料低位传感器。


6.一种加药方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一所述水厂加药集成系统，包括：
步骤(1)：通过所述PLC控制单元获取进水总流量Q1，根据第一目标函数设置预消毒溶液的添加量Q2；通过所述AI算法单元建立关于所述进水总流量Q1和预消毒溶液的添加量Q2的第一多元线性回归模型，根据所述第一多元线性回归模型计算所述次氯酸钠投加模块(1)对应的预消毒溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，吕雪光，林泽力，
申请(专利权)人：上海熊猫机械集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31