基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法及系统包括：发出再生指令，混合离子交换设备反洗，上视镜摄像头采集树脂反洗膨胀高度与预设“参考线A”差值判断树脂膨胀高度是否合适；中视镜摄像头采集树脂照片，根据深度学习模型判断树脂分层界面是否清晰以控制反洗分层；中视镜摄像头采集树脂图片，判断树脂上液面高度与树脂高度差值据以完成放水；下视镜摄像头采集树脂分层照片，根据深度学习模型判断树脂是否有扰动，据以进行预喷射、进酸碱及置换；满水正洗，通过排气管的液位开关判断设备满水，然后进入小正洗、正洗；放水，中视镜摄像头采集的树脂混合图像以控制树脂的混合并正洗。解决了耗时耗力及运行安全性低的技术问题。低的技术问题。低的技术问题。

Intelligent regeneration control method and system of ion exchange system based on image recognition

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及发电厂水处理
，具体涉及基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法及系统。

技术介绍

[0002]作为目前应用较广的传统除盐技术之一的离子交换法除盐，起源于20世纪40年代，具有出水水质好、生产成本较低、技术成熟等突出优点。在常规的软化和脱盐系统中，特别是在制备纯水和高纯水的脱盐系统中，仍然主要使用离子交换水处理方式。离子交换除盐是利用离子交换树脂上可交换的氢离子和氢氧根离子，与水中溶解盐发生离子交换，达到去除水中盐的目的。由于离子交换树脂交换容量有限和离子交换反应的可逆性，离子交换树脂可以通过交换吸附和再生反复利用。
[0003]离子树脂失效后必须经过再生处理才能恢复其交换能力备用。树脂的再生是离子交换水处理工艺过程中最重要的环节，再生效果的好坏不仅对工作交换容量和出水水质有直接的影响，而且在很大的程度上决定运行的经济性。化学离子交换制水系统一般采用体内再生，通过程控进行，阴/阳离子交换设备树脂再生工艺为：反洗
→
放水
→
预喷射
→
再生
→
置换
→
小正洗
→
正洗
→
备用。混合离子交换设备树脂再生工艺为：反洗分层
→
静置
→
放水
→
预喷射
→
再生
→
置换
→
小正洗
→
正洗
→
备用。再生关键步骤包括分层、混合、反洗、放水等关键环节。申请号为CN201610688398.1的专利申请《一种软水器的软化树脂再生控制方法》将软水器的运行模式划分为正常运行模式和假日运行模式；通过人工干预控制软水器由正常运行模式切换至假日运行模式，当软水器处于假日运行模式时，实时监测软水器的实际用水量，并判断实际用水量和设定用水量的数值大小，如果实际用水量大于等于设定用水量，则立即将软水器切换至正常运行模式；在软水器处于正常运行模式时，每当软水器累积运行时长达到第一设定时长的整数倍时，则对软化树脂依次进行反洗、吸盐、正洗操作，在软水器处于假日运行模式时，当软水器累积运行时长第一次达到第二设定时长时，对软化树脂依次进行反洗、吸盐、正洗操作，此后每当软水器累积运行时长达到第二设定时长的整数倍时，则对软化树脂依次进行反洗、正洗操作。前述现有专利中的树脂再生控制方法仅对再生操作的时长程控运行，自动化较低，现有技术一般在程控运行的同时还需要运行人员就地检查和配合，耗时耗力。此外部分电厂化学专业人员紧缺，对树脂再生关键环节的确认缺乏经验，使树脂再生质量存在波动，影响离子交换系统安全经济运行。现有技术存在耗时耗力以及系统运行安全性低的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中存在的耗时耗力以及系统运行安全性低的技术问题。
[0005]本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法中的混合离子交换设备树脂再生工艺包括以下步骤：
[0006]S1、根据DCS程控再生指令，使混合离子交换设备进入反洗步骤，采集并分析树脂反洗图像，据以得到树脂膨胀状态数据，根据所述树脂膨胀状态数据与预置膨胀范围数据判定完成所述反洗步骤并获得待分层沉降树脂；
[0007]S2、对所述待分层沉降树脂执行分层及沉降步骤，采集并利用深度学习模型分析树脂分层界面图像以得到分层清晰数据，根据所述分层清晰数据触发所述混合离子交换设备进行静置沉降操作直至所述树脂完全沉降，以获得第一待放水树脂；
[0008]S3、对所述第一待放水树脂执行放水步骤，采集并分析树脂放水图像，以处理得到第一树脂上液面高度差值，据以判定完成放水操作，以获得第一待置换树脂；
[0009]S4、对所述第一待置换树脂执行预喷射、再生进酸/碱及置换步骤，采集并利用所述深度学习模型处理树脂扰动图像，以得到树脂扰动状态数据，据以调节再生水泵的频率直至所述第一待置换树脂无扰动，利用所述树脂扰动状态数据控制所述混合离子交换设备对所述第一待置换树脂依次进行所述再生进酸/碱及所述置换的操作，以得到待混合树脂；
[0010]S5、对所述待混合树脂执行混合步骤，采集混合离子交换器排气阀液位开关动作数据及第二树脂上液面高度差值，据以控制所述离子交换设备进行重新满水、小正洗、正洗及放水操作，采集并利用所述深度学习模型处理树脂混合图像，据以控制所述混合离子交换设备进行混合操作，以得到第一再生树脂。
[0011]本专利技术获取离子交换树脂再生过程中的监控图像，根据预设识别算法及深度学习模型对各监控图像进行识别，获得所述树脂的液面高度及判断树脂的反洗分层、混合情况，减少了运行人员就地检查和配合，节省工时并提高了树脂再生的效率。避免了传统技术中依靠人工操作和经验导致的树脂再生质量波动，保证了离子交换系统安全经济运行。
[0012]在更具体的技术方案中，一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法还包括阴/阳离子交换设备树脂再生工艺，所述工艺包括以下步骤：
[0013]S1
’
、根据DCS程控再生指令，使阴/阳离子交换设备进入反洗步骤，以上视镜智能摄像头采集并利用计算机智能分析单元分析树脂反洗图像，据以得到树脂膨胀状态数据，根据所述树脂膨胀状态数据与预置膨胀高度范围数据对比，据以判定完成所述反洗步骤并获得第二待沉降树脂，其中，以反洗排水管出口摄像头监测树脂的泄漏状态数据；
[0014]S2
’
、对所述第二待沉降树脂执行沉降步骤，控制所述阴/阳离子交换设备持续进行静置沉降，直至树脂完全沉降，以获得第二待放水树脂；
[0015]S3
’
、对所述第二待放水树脂执行放水步骤，以中视镜智能摄像头采集并分析树脂放水图像，以所述计算机智能分析单元处理得到联合中排上液位开关状态数据，据以判定完成放水操作，以获得待置换树脂；
[0016]S4
’
、对所述待置换树脂执行预喷射、再生进酸/碱及置换步骤，以所述中视镜智能摄像头采集并通过所述计算机智能分析单元利用所述深度学习模型分析所述树脂扰动图像，以得到再生水泵频率调节数据，据以调节再生水泵直至所述树脂无扰动，控制所述阴/阳离子交换设备进行再生进酸/碱操作，以中排管上酸/碱浓度计采集酸碱浓度变化数据，据以触发并控制所述阴/阳离子交换设备对所述待置换树脂进行置换操作，以获得待正洗树脂；
[0017]S5
’
、以阴离子交换器及阳离子交换器对所述待正洗树脂进行小正洗及正洗操作，当所述阴离子交换器正洗排水DD≤5.0μS/cm，Si O2≤100μg/L且所述阳离子交换器正洗排
水Na+≤100μg/L时，判定正洗步骤完成，以获得第二再生树脂。
[0018]在更具体的技术方案中，步骤S1包括：
[0019]S11、以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法，其特征在于，所述方法中的混合离子交换设备树脂再生工艺包括以下步骤：S1、根据DCS程控再生指令，使混合离子交换设备进入反洗步骤，采集并分析树脂反洗图像，据以得到树脂膨胀状态数据，根据所述树脂膨胀状态数据与预置膨胀范围数据判定完成所述反洗步骤并获得待分层沉降树脂；S2、对所述待分层沉降树脂执行分层及沉降步骤，采集并利用深度学习模型分析树脂分层界面图像以得到分层清晰数据，根据所述分层清晰数据触发所述混合离子交换设备进行静置沉降操作直至所述树脂完全沉降，以获得第一待放水树脂；S3、对所述第一待放水树脂执行放水步骤，采集并分析树脂放水图像，以处理得到第一树脂上液面高度差值，据以判定完成放水操作，以获得第一待置换树脂；S4、对所述第一待置换树脂执行预喷射、再生进酸/碱及置换步骤，采集并利用所述深度学习模型处理树脂扰动图像，以得到树脂扰动状态数据，据以调节再生水泵的频率直至所述第一待置换树脂无扰动，利用所述树脂扰动状态数据控制所述混合离子交换设备对所述第一待置换树脂依次进行所述再生进酸/碱及所述置换的操作，以得到待混合树脂；S5、对所述待混合树脂执行混合步骤，采集混合离子交换器排气阀液位开关动作数据及第二树脂上液面高度差值，据以控制所述离子交换设备进行重新满水、小正洗、正洗及放水操作，采集并利用所述深度学习模型处理树脂混合图像，据以控制所述混合离子交换设备进行混合操作，以得到第一再生树脂。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法，其特征在于，所述方法还包括阴/阳离子交换设备树脂再生工艺，所述工艺包括以下步骤：S1
’
、根据DCS程控再生指令，使阴/阳离子交换设备进入反洗步骤，以上视镜智能摄像头采集并利用分析单元分析树脂反洗图像，据以得到树脂膨胀状态数据，根据所述树脂膨胀状态数据与预置膨胀高度范围数据对比，据以判定完成所述反洗步骤并获得第二待沉降树脂，其中，以反洗排水管出口摄像头监测树脂的泄漏状态数据；S2
’
、对所述第二待沉降树脂执行沉降步骤，控制所述阴/阳离子交换设备持续进行静置沉降，直至树脂完全沉降，以获得第二待放水树脂；S3
’
、对所述第二待放水树脂执行放水步骤，以中视镜智能摄像头采集并分析树脂放水图像，以所述分析单元处理得到联合中排上液位开关状态数据，据以判定完成放水操作，以获得待置换树脂；S4
’
、对所述待置换树脂执行预喷射、再生进酸/碱及置换步骤，以所述中视镜智能摄像头采集并通过所述分析单元利用所述深度学习模型分析所述树脂扰动图像，以得到再生水泵频率调节数据，据以调节再生水泵直至所述树脂无扰动，控制所述阴/阳离子交换设备进行再生进酸/碱操作，以中排管上酸/碱浓度计采集酸碱浓度变化数据，据以触发并控制所述阴/阳离子交换设备对所述待置换树脂进行置换操作，以获得待正洗树脂；S5
’
、以阴离子交换器及阳离子交换器对所述待正洗树脂进行小正洗及正洗操作，当所述阴离子交换器正洗排水DD≤5.0μS/cm，Si O2≤100μg/L且所述阳离子交换器正洗排水Na+≤100μg/L时，判定正洗步骤完成，以获得第二再生树脂。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、以计算机DCS程控系统向所述混合离子交换设备发送再生指令；S12、所述混合离子交换设备根据所述再生指令进入所述反洗步骤；S13、以上视镜摄像头采集并传输所述树脂反洗图像至计算机智能分析单元，据以处理得到树脂膨胀高度与预设高度差值，以判断树脂膨胀高度是否合适，根据所述树脂膨胀高度的状态判定获得所述待分层沉降树脂；S14、以反洗排水管出口摄像头监测树脂在反洗过程中的树脂泄漏情况，在发现树脂泄漏预设流量时反馈调节反洗水泵频率。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、通过下视镜智能摄像头采集所述树脂分层界面图像；S22、传输所述树脂分层界面图像至计算机智能分析单元；S23、以所述计算机智能分析单元根据所述深度学习模型对比所述树脂分层界面图像与预设标注图像，以判断树脂分层界面是否清晰。5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的离子交换系统智能再生控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：S31、通过中视镜智能摄像头采集所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭巧玲，江斌，胡罡，赵素强，宋继明，张达光，慕晓炜，陈皓，张哲，蒋春晓，赵旸，
申请(专利权)人：大唐万宁天然气发电有限责任公司广东大唐国际肇庆热电有限责任公司浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：