[发明专利]一种基于增量式PID控制的水箱加氯消毒方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于增量式PID控制的水箱加氯消毒方法及系统，基于增量式PID控制将其离散化，并与传统加氯系统结合简化；所述系统运行包括：启动系统进行初始化设置，包括配置初始投加系数、采样时间、水箱容量等参数；PLC收集水质在线检测仪传输的采样数据，并进行运算处理求出期望值P；PLC将期望值P与目标值进行对比计算出偏差，得出控制量进而修正前馈投加系数；PLC输出投加量完成一次闭环投加调整；同时系统进行采样判断，保证采集到调整后的水样余氯浓度然后输入系统，进行下一周期的反馈调节。整个自动控制调节的过程形成一个闭环控制，在保证高效加氯的同时提高了加氯系统运行的稳定性。本发明适于二次供水水箱加氯消毒以及污水处理。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种基于增量式PID控制的水箱加氯消毒方法及系统；本发明并不局限于给水的加氯，同样适用于污水处理。

背景技术

氯化消毒是指用氯或氯制剂进行饮用水消毒的一种方法。天然水由于受到生活污水和工业废水的污染而含有各种微生物，其中包括能致病的细菌性病原微生物和病毒性病原微生物。消毒的目的就是杀死各种病原微生物，防止水致疾病的传播，保障人们身体健康。消毒是生活饮用水处理中必不可少的一个步骤，它对饮用水细菌学起保证作用。

目前自来水厂均有配套的加氯消毒设备及投加方法，包括自动控制时的助凝加氯采用流量配比法投加，滤后加氯采用源水流量作前馈、滤后水余氯作反馈量的复合环控制来调整加氯量。然而，在偏远的郊区及农村地区等市政管网的末端很难达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的余氯标准，甚至一些地区的生活饮用水来自未经过消毒的地下水，居民的生活用水安全得不到有效的保障。虽然目前市面上已经存在各种加氯设备，但是大多均价格昂贵，效果不稳定，具有较弱的鲁棒性。因此，开发一种高效的加氯消毒系统，具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对目前存在的加氯系统运行不稳定，成本高等问题。本发明采用一种基于增量式PID控制的水箱加氯消毒方法及系统，通过PLC进行自动控制。降本增效的同时，具有较强的鲁棒性。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于增量式PID控制的水箱加氯消毒方法，包括以下步骤：

步骤1，向水箱的进水端投加氯：

所述的水箱具有进水端和出水端，对水箱的进水端投加氯，投加流量为Q′＝δQ，其中δ为投加系数，Q为进水端的进水流量；与此同时，对进水流量进行计量并记录进水量V＝Qt，其中t为记录时间；

步骤2，多次获取水箱出水端的余氯浓度，以确定调节模式，具体包括：

步骤2.1，从余氯检测设备获取水箱出水端中的余氯浓度，并开始计时，t′时间后再次获取出水端中的余氯浓度；采用同样的方法，获取到多次余氯浓度；

步骤2.2，求取所述多次获取的余氯浓度的均值P，然后进行判断：

当均值P小于设定的目标余氯浓度范围的低阈值P_l时，进行正增量调节S1；如果均值P在设定的目标余氯浓度范围的低阈值P_l、高阈值P_h之间时，不做调节，保持投加系数δ不变向进水端投加氯；如果均值P大于所述的高阈值，且小于设定的上限余氯浓度值P_t时，进行负增量调节S2；如均值P大于上限余氯浓度值P_t时，则进行报警并停止投加氯；

正增量调节S1：

首先判断是否需要进行调试，如需要进行调试，则判断水箱进水端的进水量V是否大于水箱容量n，如V>n，则执行S1-1，否则当V≤n时，执行补加氯调节S3；

如不需要进行调试，则判断进水端的进水量V是否大于水箱容量n，如V>n，则执行S1-1，否则保持投加系数δ不变向进水端投加氯；