一种板框压滤机智能控制方法及系统与流程

1.本发明属于自动化控制领域，具体涉及一种板框压滤机智能控制方法及系统。


背景技术：

2.板框式压滤脱水设备又称板框压滤机，因其过滤推动力大、滤饼含固率高、滤液清澈、固体回收率高、污泥调理药品消耗量少等优点，在食品、医药、采矿、冶金等行业广泛应用。目前板框压滤机本体的自动运行功能已实现，自动动作绝大部分根据本体上安装的限位开关采集数字信号，输出控制步骤，例如：(1)根据主推板后退行程限位开关触发拉板动作；(2)根据拉板后退行程限位开关触发接液板关闭动作；(3)根据接液板上限位开关触发压滤/冲洗动作；(4)根据接液板下限位开关触发主推板泄压释放、后退动作；(5)根据冲洗杆上/下限位开关触发冲洗杆下探/提升动作等。此外，极少部分通过比对压力、时间等模拟信号输出动作步骤，例如：(1)采集进料管压力与内设值对比，触发停止进料动作；(2)对每步拉板过程时长计数，触发拉板前进/后退动作等，以上自动动作仅属于基础自动化范畴，离智能化、智慧化还有很大差距。
3.板框压滤机作为主体脱水设备，在实际运行中还存在很多问题：1、自动化水平较低，卸泥不彻底，操作劳动强度大，不利于劳动效率提升；2、经常出现漏液、喷浆等情况，易造成设备和车间环境污染，现场难以得到较大改善，存在较大的环保风险；3、清洗装置故障率高，清洗水量过大，且清洗效果不佳；4、数据采集点位少，动态参数不足，导致设备日常运行时只能根据简单的信号反馈来实现基础自动化，缺失故障判断、状态分析、自动选择工作制式和基础故障自动排除能力。且由于工作压力高，管道/滤布磨损快，进浆口易堵塞，滤布清洗不净或水耗大等问题造成故障率较高，污泥含水率不稳定，难以在运行中实现全程无人值守。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种板框压滤机智能控制方法及系统，解决目前板框压滤机自动化程度低的问题。
5.本发明采用如下技术方案：
6.一种板框压滤机智能控制方法，包括以下步骤：
7.采集物料浓度和液位；当物料浓度和液位超过设定上限值，压滤机自动进入进料压滤环节；当物料浓度和液位低于设定下限值，压滤机完成本次压滤后自动停止；当物料浓度和液位在上、下限值之间时，压滤机自动循环进料压滤；
8.采集进料流量和进料压力；当进料流量超过正常流量，且进料压力在延时一段时间后无法上升，判断管道或滤板出现泄漏，自动停止进料并报警；
9.采集物料浓度c和进料流量q，结合压滤机滤室容积v、含水率m和比重s.g，计算压滤机所需最长压滤时间t＝【v*(1-m)*s.g】/c*q，并自动设置；
10.采集物料浓度c和进料流量q，结合压滤机滤室容积v和比重s.g，预测含水率m＝
【1-(c*q)/s.g/v】*100％；
11.采集滤液浊度和滤液流量；当滤液浊度超出额定浊度判定为漏液；滤液流量与进料流量的差值超出额定值判断为漏液；
12.每次清洗时采集滤布表面图像，通过图像分析自动判断是否进行二次清洗、转入压滤、停机并提示更换滤布；
13.感应定位各滤板位置，并通过清洗小车夹紧和主推板释放再压紧方式对滤板拉斜自动纠正；
14.建立板框压滤机智能分析和决策模型：
15.根据每次进料流量、进料压力、滤液流量的变化趋势，判断进料管、进料泵、滤布是否堵塞或损坏，智能选择管道、滤布冲洗，无效后提示检修；
16.根据过滤次数、滤液浊度、滤液流量的变化趋势和滤布表面图像变化，分析滤布的使用周期，提示更换；
17.根据滤板磁性定位数据、光栅异常统计，分析滤板偏移、错位，智能选择松开-压紧，自主调整，无效后提示压滤机框架有变形或扭曲，提示结构安全风险。
18.进一步的，预测含水率用于优化调整压滤时间。
19.进一步的，预测含水率用于计算绝干过滤物量。
20.一种用于实现上述的板框压滤机智能控制方法的板框压滤机智能控制系统，该系统包括：
21.物料浓度传感器和水位传感器，设置于浓缩池，用于采集物料浓度和液位；
22.第一流量传感器和压力传感器，设置于进料管，用于采集进料流量和进料压力；
23.浊度传感器和第二流量传感器，设置于滤液排出口，用于采集滤液浊度和滤液流量；
24.视觉传感器，设置于清洗小车上，用于采集滤布表面图像；
25.磁性、光栅传感器，设置于在滤板、框架、拉板手车上，用于感应定位各滤板位置；
26.板框压滤机智能分析和决策模型，用于接收采集到的数据，并根据权利要求1至3中任意一项所述的板框压滤机智能控制方法控制压滤机。
27.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
28.本发明可实现板框式压滤机的自主控制，完全智能运行。
附图说明
29.图1是本发明的输入采集示意图；
30.图2是本发明的智能分析和决策模型示意图；
31.图3是本发明的输出执行示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
33.本发明涉及在所有需要利用脱水工艺提取含固物高的的地方，更具体的涉及需要利用板框压滤脱水设备实现全程自动运行，各环节智能控制调节。
34.本发明以整体智能脱水系统为目标方向，通过对压滤机进料管、出液管增设流量、压力、浊度等传感器，浓缩池增设污泥浓度、液位等传感器，清洗小车、滤板、框架、拉板手车增设图像、磁性、光栅等传感器，使压滤机扩展对外感知能力；对采集的数据与脱水步骤进行关联性分析，摸索数据应用范围和功能；建立多参数条件下的板框压滤机不同步骤控制输出的智能分析模型，结合模型分析结果和应用实践，生成对应策略并实施；在上述基础上进行可靠性分析，集成形式以及智能运行控制程序开发。
35.本发明的技术方案如下：
36.(1)扩展进料端的感知能力。使进料泵前段泥浆预处理(污泥浓缩，可采集进料浓度和浓缩池液位)进程反馈数字化。
37.(2)压滤过程控制，滤板定位及纠偏智能化，自主应对滤液跑浑智能化，滤布清洗智能判断及实施。
38.(3)以压滤机为中心的整个脱水系统智能控制优化。即通过全方位数据的采集、分析、算法优化，建立多参数条件下的智能分析模型，再结合数据库经验数据值，生成对应策略并实施，如图1、图2和图3所示，从而使整个压滤机自动控制系统具备更高阶的“智能分析—决策—实施—反馈学习—调整—再实施”的智控能力，并实现统筹整合压滤机周边工辅设施共同形成智能脱水系统。
39.本发明实施例如下：
40.1、通过在上工序设置物料浓度传感器和水位传感器，当物料浓度和液位超过设定上限值，压滤机自动进入进料压滤环节；当物料浓度和液位低于设定下限值时，压滤机完成本次压滤后，自动停止；当物料浓度和液位在上、下限值之间时，压滤机自动循环进料压滤(不同物料性质，不同池型，其设定值不同)。
41.2、通过在进料管设置流量传感器、压力传感器，采集进料流量、结合进料压力的变化来判断进料是否正常，如超过正常流量，且进料压力在延时一段时间后无法上升，判断管道或滤板出现泄漏，自动停止进料并报警。
42.3、通过采集物料浓度c、进料流量q，结合压滤机滤室容积v和脱水污泥含水率m和比重s.g，计算所需最长压滤时间t，并自动设置。
43.计算公式：【v*(1-m)*s.g】/c*q＝t
44.4、通过进料流量q，进料浓度c、压滤机滤室容积v一起进行复合计算，预测含水率m。如进料流量、滤液流量不断下降，结合进料浓度，可预测出脱水污泥含水率(作用：
①
统计绝干污泥量；
②
优化调整压滤时间；
③
提供改善含水率的建议)。
45.计算公式：【1-(c*q)/s.g/v】*100％＝m
46.5、通过在滤液排出口安装浊度传感器和流量传感器，检测滤液浊度指标，超出额定浊度判定为漏液；滤液流量与进料流量q的差值，超过额定值判断为漏液。
47.6、通过在清洗小车设置视觉传感器，每次清洗时采集滤板表面图像，通过图像分析软件，自动判断是否进行二次清洗、转入压滤、停机并提示更换滤布。
48.表1滤布清洗逻辑分析方法表
[0049][0050][0051]
7、通过在滤板、框架、拉板手车设置磁性、光栅传感器感应定位各滤板位置，并通过小车夹紧和主推板释放再压紧方式对滤板拉斜自动纠正问题
[0052]
8、建立基于人工智能技术实现多参数条件下的板框压滤机运行模式智能分析和决策模型。
[0053]
8.1根据每次进料流量q、进料压力p、滤液流量q的变化趋势，分析进料管、进料泵、滤布的堵塞或损坏可能性，智能选择管道、滤布冲洗，无效后提示检修；
[0054]
表2堵塞逻辑分析方法表
[0055]
逻辑组合进料流量q进料压力p滤液流量q逻辑判断输出提示1低低低泥泵堵塞停机，泥管自动冲洗无效提示检修2低高低泥管堵塞停机，泥管自动冲洗无效提示检修3低/中中/高低/中滤布堵塞停机，滤布冲洗无效提示更换4高低高滤布破损停机提示更换
……………………………………
[0056]
8.2根据过滤次数n、滤液浊度ntu、滤液流量q的变化趋势和滤布视觉传感器图片变化，分析滤布的使用周期，提示更换；
[0057]
表3滤布更换逻辑分析方法表
[0058]
[0059][0060]
8.3根据滤板磁性定位数据、光栅异常统计，分析滤板偏移、错位，智能选择松开-压紧，自主调整，无效后说明压滤机框架有变形或扭曲可能性，提示结构安全风险。
[0061]
表4滤板逻辑分析方法表
[0062]
逻辑组合磁性定位％光栅阻隔逻辑判断输出提示1100％无滤板正常无无2＜100％无滤板定位失灵松开、再压紧无效提示检修3＜100％有框架变形停机并报警立即检修
………………………………
[0063]
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。