專利名稱：全自動連續(xù)加藥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化學(xué)工業(yè)或水處理藥劑投加方法和藥劑投加設(shè)備，尤其是一種采 用PID自動控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的全自動連續(xù)加藥方法，以及采用PID控制器的全自動連續(xù) 加藥裝置。
背景技術(shù)：
自來水生產(chǎn)過程的絮凝工序中絮凝藥劑的投加是非常重要的環(huán)節(jié)，藥劑投加量的 控制、藥水混合時間及混合程度都是影響絮凝效果的重要因素。改善藥劑的擴(kuò)散過程甚至 可使過濾出水的濁度降低50% (摘自《給水處理理論》170頁)。 目前，國內(nèi)大部分自來水生產(chǎn)單位的加藥工藝普遍采用的是隔膜計量泵進(jìn)行絮凝 劑投加。隔膜計量泵是脈沖式工作，使得藥劑的投加過程是間歇進(jìn)行的。但是水管中的原 水是連續(xù)流動的，這樣必然造成藥劑不能均勻投加到水體中。間斷投加藥劑必然會造成混 合不均勻，從而影響絮凝效果。 另一方面，采用隔膜計量泵的藥劑投加系統(tǒng)，其控制的自動化程度低，工作參數(shù)及 運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)不便于修改，也不能直觀顯示。隔膜計量泵屬于定容投加，最大投加量有 限，要實現(xiàn)大投加量往往需要幾臺泵同時工作，加大了投資費用、增加了安裝及系統(tǒng)維護(hù)的
工作量。 PID控制系統(tǒng)一般包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入輸出接口?？刂?器的輸出經(jīng)過輸出接口 、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送 器，通過輸入接口送到控制器?，F(xiàn)有的PID控制及其控制器已在工程實際中得到廣泛應(yīng)用， 各大公司開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器(intelligent regulator)，其中 PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容為克服隔膜計量泵不能反饋調(diào)節(jié)，不能連續(xù)加藥，導(dǎo)致絮凝效果不好的弊病，同時 解決不便設(shè)置和修改參數(shù)、不能顯示的問題，本實用新型的目的是提供一種能實現(xiàn)全自動 連續(xù)加藥、一鍵切換自動和手動、直接設(shè)置、以單臺裝置實現(xiàn)增大投加量，并實時顯示的全
自動連續(xù)加藥裝置。 本實用新型的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 全自動連續(xù)加藥裝置，包括PID控制器、變頻器、流量計和磁力泵，所述流量計包 括原水流量計和藥劑流量計，原水流量計設(shè)在原水管上并可以實時檢測原水管內(nèi)水的流 量，磁力泵實現(xiàn)藥劑的連續(xù)投加，藥劑流量計設(shè)在磁力泵的出口處，用于實時檢測實際的投 加量，磁力泵進(jìn)口連通藥劑池，磁力泵出口經(jīng)藥劑流量計連通原水管； 所述原水流量計和藥劑流量計都與PID控制器電連接，PID控制器依次與變頻器、 磁力泵電連接。 作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述PID控制器設(shè)有控制面板，控制面板上設(shè)有一鍵手動自動切換按鍵。 作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述PID控制器設(shè)有顯示器，通過顯示器可以 顯示設(shè)定值和控制值。 作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述PID控制器還與具有輸入裝置、顯示器和 中央處理單元的上位機(jī)電連接。 作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述上位機(jī)包括計算機(jī)，計算機(jī)與PID控制器 電連接。 本實用新型的有益效果是相對于現(xiàn)有技術(shù)，全自動連續(xù)加藥裝置提供從簡單的 定比例投加到跟隨原水流量自動連續(xù)投加的一體化解決方案，真正實現(xiàn)全自動連續(xù)加藥， 采用PID自動控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制原理，通過控制磁力泵的運轉(zhuǎn)頻率改變輸出流量大小， 既能連續(xù)運行，同時又能根據(jù)實際投加量自動調(diào)整。全自動連續(xù)加藥裝置能跟蹤原水流量 或根據(jù)設(shè)定的投加比例自動運行，連續(xù)投加，同時能根據(jù)實際的投加量實現(xiàn)自行調(diào)整，從而 提高絮凝效果。本實用新型具有操作簡單、全自動運行、連續(xù)、穩(wěn)定、高精度投加的特點，特 別適用于大流量、流量變化幅度大及投加點水壓不斷變化的投加工藝。
以下結(jié)合附圖與具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明


圖1是本實用新型的系統(tǒng)連接示意圖； 圖2是本實用新型的系統(tǒng)控制流程示意圖。 圖中1是原水、2是原水流量計、3是控制器、4是變頻器、5是磁力泵、6是藥劑、7 是藥劑流量計、8是上位機(jī)、9是藥劑池、10是原水管。
具體實施方式
如
圖1和圖2所示，全自動連續(xù)加藥裝置，主要利用PID控制器3接受設(shè)于原水管 10的原水流量計2的信號或者手動設(shè)定的參數(shù)信號，PID控制器3對接受的信號進(jìn)行處理， 然后通過變頻器4改變作為連續(xù)加藥動力裝置的磁力泵5的工作頻率，從而控制連續(xù)加藥 流量的方法，連續(xù)加藥裝置的工作方法如下 (a)、使用連續(xù)運轉(zhuǎn)的磁力泵5實現(xiàn)連續(xù)加藥； (b)、設(shè)于原水管10的原水流量計2實時檢測流量信號，或者，通過按鍵進(jìn)行人工 手動設(shè)定參數(shù)，PID控制器3接受來自流量計2的信號或人工手動設(shè)定的參數(shù)； (c) 、PID控制器3根據(jù)接受的信號或參數(shù)按照設(shè)定的比例輸出控制信號送至變頻 器4 ; (d)、變頻器4等比例地輸出控制信號改變磁力泵5的工作頻率從而改變磁力泵5 的輸出流量； (e)、設(shè)于磁力泵5出口的藥劑流量計7實時檢測磁力泵5出口的實際流量，并將 檢測信號反饋至PID控制器3; (f) 、 PID控制器3也可以通過通訊裝置接受來自上位機(jī)8的控制信號。 本實施例中，藥劑流量計7對磁力泵5投加的藥劑量進(jìn)行實時檢測并將檢測信號 反饋給PID控制器3， PID控制器3根據(jù)輸入信號實時調(diào)整輸出至變頻器4的信號，變頻器 4再將調(diào)整后的信號輸出至磁力泵5以改變其工作頻率，從而形成閉環(huán)控制方式。PID控制器3同時可以連接具有輸入裝置和中央處理器單元的上位機(jī)8，例如計算機(jī)，并通過上位機(jī) 8設(shè)定藥劑6的投加量?；蛘吒鶕?jù)原水流量2按比例自動調(diào)整藥劑6的投加量；或者通過 人工手動設(shè)定藥劑6投加量。 全自動連續(xù)加藥裝置，包括PID控制器3、變頻器4、流量計和磁力泵5，流量計包 括原水流量計2和藥劑流量計7，原水流量計2設(shè)在原水管10上并可以實時檢測原水管10 內(nèi)原水1的流量，磁力泵5實現(xiàn)藥劑6的連續(xù)投加，藥劑流量計7設(shè)在磁力泵5的出口處， 用于實時檢測實際投加量，磁力泵5進(jìn)口連通藥劑池9，磁力泵5出口經(jīng)藥劑流量計7連通 原水管10 ;原水流量計2和藥劑流量計7都與PID控制器3電連接，PID控制器3依次與變 頻器4、磁力泵5電連接。PID控制器3還可與具有輸入裝置和顯示器的中央處理器單元電 連接，例如計算機(jī)。 其工作流程包括以下步驟 (1)、磁力泵5連續(xù)運行實現(xiàn)藥劑6的連續(xù)投加； (2) 、PID控制器3接受原水自流量計2檢測到的實時流量信號進(jìn)行自動控制或依 據(jù)手動設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行手動控制； (3) 、 PID控制器3根據(jù)接受的信號按照設(shè)定的比例輸出控制信號送至變頻器4 ; (4)、變頻器4等比例地輸出控制信號改變磁力泵5的工作頻率從而改變磁力泵5 的輸出流量； (5)、藥劑流量計7實時檢測磁力泵5出口的實際流量，并反饋出相應(yīng)的信號至PID 控制器3。 其參數(shù)設(shè)定包括以下兩項 1、手動參數(shù)設(shè)定控制 如
圖1所示，通過上位機(jī)8或PID控制器3手動設(shè)定藥劑6投加量，藥劑流量計7 實時檢測實際的投加量，并送出信號到PID控制器3。 如圖2所示，PID控制器3對信號轉(zhuǎn)換后與設(shè)定值相比較，根據(jù)差值輸出調(diào)節(jié)信號 至變頻器4，變頻器4輸出跟隨變化的頻率信號控制磁力泵5的轉(zhuǎn)速，從而改變磁力泵5的 輸出流量大小。 2、自動參數(shù)跟蹤控制 如
圖1所示，在控制器3上設(shè)定好相關(guān)PID參數(shù)，PID控制器3接受來自原水流量 計2的信號，輸出一個控制信號控制磁力泵5的輸出流量，藥劑流量計7實時檢測實際的投 加量，并送出信號到控制器3。 如圖2所示，PID控制器3對信號轉(zhuǎn)換后與設(shè)定值相比較，根據(jù)差值輸出調(diào)節(jié)信號 至變頻器4，變頻器4輸出跟隨變化的頻率信號控制磁力泵5的轉(zhuǎn)速，從而改變磁力泵5的 輸出流量大小。
權(quán)利要求一種全自動連續(xù)加藥裝置，包括PID控制器、變頻器、流量計和磁力泵，其特征是所述流量計包括原水流量計和藥劑流量計，原水流量計設(shè)在原水管上并可以實時檢測原水管內(nèi)水的流量，磁力泵實現(xiàn)藥劑的連續(xù)投加，藥劑流量計設(shè)在磁力泵的出口處，用于實時檢測實際的投加量，磁力泵進(jìn)口連通藥劑池，磁力泵出口經(jīng)藥劑流量計連通原水管；所述原水流量計和藥劑流量計都與PID控制器電連接，PID控制器依次與變頻器、磁力泵電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動連續(xù)加藥裝置，其特征是所述PID控制器設(shè)有控制 面板，控制面板上設(shè)有一鍵手動自動切換按鍵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動連續(xù)加藥裝置，其特征是所述PID控制器設(shè)有 顯示器，通過顯示器可以顯示設(shè)定值和控制值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動連續(xù)加藥裝置，其特征是所述PID控制器還與具有 輸入裝置、顯示器和中央處理單元的上位機(jī)電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動連續(xù)加藥裝置，其特征是所述上位機(jī)包括計算機(jī)，計算機(jī)與PID控制器電連接。
專利摘要本實用新型涉及全自動連續(xù)加藥裝置，屬化學(xué)工業(yè)或水處理技術(shù)領(lǐng)域。提供了從簡單的定比例加藥到針對原水流量自動加藥的一體化解決方案，克服以往使用脈沖式計量泵投加不連續(xù)的弊端。本實用新型主要由控制器、變頻器、流量計及磁力泵組成，通過PID控制器使加藥量穩(wěn)定在設(shè)定值。工作時可以通過控制器或上位機(jī)設(shè)定需要的加藥量，也可以設(shè)定為自動跟蹤原水流量來調(diào)節(jié)加藥量，流量計實時檢測實際加藥量，并反饋到控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較并輸出控制，調(diào)整磁力泵的運行頻率使實際投加量逐漸趨近于設(shè)定的加藥量，最終保持加藥量的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。本實用新型可以一鍵切換到自動/手動、外給定/內(nèi)給定模式，實現(xiàn)加藥量設(shè)定并直觀顯示相關(guān)參數(shù)。
文檔編號B01J4/02GK201534071SQ200920059850
公開日2010年7月28日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者張建國, 張良純, 楊君, 楊輝 申請人:珠海九通水務(wù)有限公司