一种膜过滤自动化控制设备及其实现方法与流程

本发明属于膜过滤机组控制，具体的说，是涉及一种膜过滤自动化控制设备及其实现方法。

背景技术：

1、膜过滤机组是用于过滤的设备，该设备的核心是滤膜，膜过滤自动化控制设备则是膜过滤机组的重要组成部分，其用于膜过滤机组的控制，该设备广泛应用于膜过滤机组的电气自动化控制，是膜过滤机组的灵魂。现有技术中，膜过滤自动化控制设备构成较为简单，设备的控制方式单一、控制精度低，且各工序需人工干预切换，导致膜过滤机组的停机时间较长，影响生产作业；另一方面，现有技术中，针对膜过滤机组的清洗均是采用单一的清洗作业，清洗效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种膜过滤自动化控制设备，以解决现有技术所存在的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种膜过滤自动化控制设备，包括与上位机通讯的可编程逻辑控制器，受所述可编程逻辑控制器控制的供料泵、循环泵、加药泵、比例阀和气动隔膜阀；所述气动隔膜阀包括第一气动隔膜阀、第二气动隔膜阀、第三气动隔膜阀、第四气动隔膜阀、第五气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、第七气动隔膜阀、第八气动隔膜阀、第九气动隔膜阀、第十气动隔膜阀、第十一气动隔膜阀、第十二气动隔膜阀；

4、所述第二气动隔膜阀设置在循环罐与膜系统连接的管道上，所述第十二气动隔膜阀设置在循环罐的清洗液输送管道上，所述第一气动隔膜阀和第十气动隔膜阀设置在循环罐的出口管道上，所述加药泵设置在加药装置上，所述第五气动隔膜阀设置在加药输送管道上，所述供料泵和循环泵依次设置在所述第五气动隔膜阀的出口端，所述供料泵和循环泵之间连接有管道且其上设置所述第四气动隔膜阀，所述比例阀、第七气动隔膜阀、第八气动隔膜阀、第九气动隔膜阀和第十一气动隔膜阀用于调节膜系统，所述第三气动隔膜阀和第六气动隔膜阀设置在滤液罐的进料管道上。

5、为了实现上述目的，本发明还提供了膜过滤自动化控制设备的实现方法，包括以下步骤：

6、步骤s1：基于上位机选择控制模式，并发送至可编程逻辑控制器的步骤；

7、步骤s2：可编程逻辑控制器根据控制模式，执行逻辑运算后，生成针对各控制部件对应的控制指令的步骤；

8、步骤s3：控制部件根据控制指令运行的步骤；

9、所述步骤s1中，控制模式包括生产模式、酸洗模式、碱洗模式、冲洗模式、顶洗模式、混合清洗模式和排空模式；

10、所述步骤s2中控制部件包括供料泵、循环泵、加药泵、气动隔膜阀、比例阀和加药泵。

11、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为生产模式时，步骤s2中的控制指令包括：开启第一气动隔膜阀、第二气动隔膜阀、第三气动隔膜阀、第四气动隔膜阀和比例阀，然后依次启动供料泵、循环泵，其中比例阀开度受pid控制，即当前浓液流量和设置流量差值负反馈控制比例阀开度；供料泵转速受pid控制，即当前滤液流量和设置流量差值负反馈控制供料泵转速高低。

12、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为清洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

13、清洗模式开启阀门和水泵：开启第一气动隔膜阀、第二气动隔膜阀、第四气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、第十二气动隔膜阀、比例阀、供水泵、供料泵、循环泵、加药泵；其中，第十二气动隔膜阀启停受循环罐液位控制，即当前液位低于低液位时，第十二气动隔膜阀开启，高于高液位低于低液位时，第十二气动隔膜阀关闭；加药泵的开启受清洗液ph值控制，即酸洗模式下，当前ph值＞设置值时，加药泵开启加酸，当前ph≤设置值，关闭加药泵，碱洗模式下，当前ph值＜设置值加药泵开启加碱，当前ph值≥设置值，关闭加药泵。

14、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为冲洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

15、冲洗模式开启阀门和水泵：开启第一气动隔膜阀、第七气动隔膜阀、第八气动隔膜阀、第九气动隔膜阀、比例阀、供料泵、循环泵。

16、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为顶洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

17、顶洗模式开启阀门和水泵：开启第一气动隔膜阀、第二气动隔膜阀、第四气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、比例阀、供料泵和循环泵。

18、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为排空模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

19、排空模式开启阀门：开启第一气动隔膜阀、第二气动隔膜阀、第四气动隔膜阀、第六气动隔膜阀、第七气动隔膜阀、第八气动隔膜阀、第九气动隔膜阀、第十气动隔膜阀、第十一气动隔膜阀和比例阀。

20、在一种实施方案中，当所述步骤s1中，控制模式选择为混合清洗模式时，其包括酸洗模式、碱洗模式、冲洗模式和排空模式的任意顺序的组合。

21、在一种实施方案中，所述工艺要求包括运行次数和时长。

22、在一种实施方案中，还包括报警的步骤：

23、（i）膜过滤自动化控制设备中任意控制部件发生故障，则发出报警提示音和报警提示闪光；

24、（ii）膜过滤机组中任意部件发生故障，则发出报警提示音和报警提示闪光；

25、（iii）膜过滤机组急停，则发出报警提示音和报警提示闪光。

26、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

27、（1）本发明包括与上位机通讯的可编程逻辑控制器，以及受可编程逻辑控制器控制的供料泵、循环泵、加药泵、气动隔膜阀和比例阀，膜过滤自动化控制设备即可以就地控制也可以远程控制，可以实现膜过滤机组的七种工作模式：生产模式、酸洗模式、碱洗模式、冲洗模式、顶洗模式、混合清洗模式和排空模式，极大地丰富了膜过滤机组的运行模式，且各工序无需人工干预切换，拓展了膜过滤机组的应用；本发明可以广泛应用于膜过滤机组的电气自动化控制，是膜过滤机组的灵魂。

28、（2）本发明引入了混合清洗模式，包括酸洗模式、碱洗模式、冲洗模式和排空模式的任意顺序的组合，最多达到16组组合，各个模式可以设置对应的工作次数及时长，基于混合清洗模式的设置，针对膜过滤机组的清洗作业更灵活，清洗效率、膜通量恢复率更高。

1.一种膜过滤自动化控制设备，其特征在于，包括与上位机通讯的可编程逻辑控制器，受所述可编程逻辑控制器控制的供料泵（1）、循环泵（2）、加药泵（4）、比例阀（16）和气动隔膜阀；所述气动隔膜阀包括第一气动隔膜阀（f1）、第二气动隔膜阀（f2）、第三气动隔膜阀（f3）、第四气动隔膜阀（f4）、第五气动隔膜阀（f5）、第六气动隔膜阀（f6）、第七气动隔膜阀（f7）、第八气动隔膜阀（f8）、第九气动隔膜阀（f9）、第十气动隔膜阀（f10）、第十一气动隔膜阀（f11）、第十二气动隔膜阀（f12）；

2.根据权利要求1所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：当所述步骤s1中，控制模式选择为生产模式时，步骤s2中的控制指令包括：开启第一气动隔膜阀（f1）、第二气动隔膜阀（f2）、第三气动隔膜阀（f3）、第四气动隔膜阀（f4）和比例阀（16），然后依次启动供料泵、循环泵，其中比例阀（16）开度受pid控制，即当前浓液流量和设置流量差值负反馈控制比例阀（16）开度；供料泵转速受pid控制，即当前滤液流量和设置流量差值负反馈控制供料泵转速高低。

4.根据权利要求3所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：当所述步骤s1中，控制模式选择为清洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

5.根据权利要求3所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：当所述步骤s1中，控制模式选择为冲洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

6.根据权利要求3所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：当所述步骤s1中，控制模式选择为顶洗模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

7.根据权利要求3所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：当所述步骤s1中，控制模式选择为排空模式时，步骤s2中的控制命令包括：开启相应的阀门和水泵，达到工艺要求后自动停机，具体如下：

8.根据权利要求4~7任一项所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于：所述工艺要求包括运行次数和时长。

9.根据权利要求8所述的膜过滤自动化控制设备的实现方法，其特征在于，还包括报警的步骤：