[發明專利]一種鋼鐵工業數字化水網系統

無效

• 申請號: 200910089148.6
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101620429A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 李素芹;王姜維;熊國宏
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05B19/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于計算機應用領域，涉及一種鋼鐵工業數字化水網系統，特別涉及一種由數字計算機控制的鋼鐵工業數字化水網在線監測、診斷及預警系統。

背景技術

隨著人口的增長和工業的發展，我國面臨水資源嚴重緊張的局面，結構性和水質性缺水又加劇了問題的嚴重性。雖然水資源是寶貴的戰略資源，但是浪費現象十分嚴重，用水效率低，在現有的鋼鐵工業水網中，多數企業未安裝水網在線監測系統，工作人員從現場采集水樣進行實驗室化學及儀器分析，不能及時掌握各個用水節點的詳細情況和采取應對措施；或者是只對某一個用水節點安裝了監測系統，在這種用水狀態下，用水網絡和排水網絡都沒有得到優化管理，也不能從系統宏觀角度上對水網進行控制，結果導致鋼鐵工業水節點運行不能有效控制和水資源的不合理利用。與此同時，“十一五”規劃的約束性指標中規定“萬元工業增加值取水量下降30％”的硬指標，面對這些挑戰，企業不斷改進技術挖掘節水潛力，實現水資源最大化利用和最小化排放。

數字化水網是依托計算機和通訊技術，結合專家知識庫，通過對水網節點進行有效的、有序地整合，建設具有統一信息平臺和完善的各類信息數據庫，形成整個水網管理和服務功能的信息數字化，實現水網在線監測控制、診斷和預警。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種鋼鐵工業系統用水網絡的數字化系統，能夠使工作人員隨時掌握水質水量運行狀況，從宏觀上管理控制水網系統，挖掘節水潛力，將水資源浪費降到最低。

一種鋼鐵工業數字化水網系統，其特征是：本系統由上位機控制系統1、數據通訊網絡2、PLC控制系統3和在線儀表及傳感器4組成，其中在線儀表柜由水位計5、pH分析儀6、水溫儀7、懸浮物分析儀8、硬度分析儀9、堿度分析儀10、油分析儀11、電導分析儀12、熱阻分析儀13、氯分析儀14、鈣分析儀15、鎂分析儀16、SiO₂分析儀17、總溶固分析儀18組成。在水網現場安裝在線監測儀器，通過傳感器及其組件將數據傳送至PLC(Programmable?Logic?Controller)，再經過PLC控制輸送到系統的人機界面，通過軟件的編程實現數據的顯示、判斷和警示功能。由于現場數據能夠及時傳輸至PC(Personal?Computer)機，操作人員可以實時掌握水網運行情況，通過診斷系統的結果來指導控制現場運行。

本發明針對的是能使當前的鋼鐵工業水網實時在線監測、診斷和預警的系統，為了達到此目的，操作者通過在線儀表和傳感器，實時從現場采集水位(m)、pH值、SS(懸浮物濃度)(mg/L)、硬度(以碳酸鈣計，mg/L)、堿度(mg/L)、含油量(mg/L)、Cl^-(氯離子濃度)(mg/L)、Ca²⁺(鈣離子濃度)(mg/L)、Mg²⁺(鎂離子濃度)(mg/L)、SiO₂濃度(mg/L)、總溶解固體濃度(mg/L)、溫度(℃)、電導率(μS/cm)和熱阻值(m²·K/W)參數值，通過系統的人機界面將關鍵參數在線顯示出來，它們由操作員在診斷過程中選定，即操作者從采集的數據中選擇出于診斷有關的參數，然后將這些參數輸入診斷系統，最后將診斷結果和警示信息通過人機界面顯示。例如，在凈環水補充水系統中，從現場實時采集總溶解固體濃度(mg/L)、溫度(℃)、硬度(mg/L)、堿度(mg/L)和pH值，將這些采集的參數值輸入診斷系統，經過經驗公式計算得出相應的飽和pH值和平衡pH值，分別用Langelier，Ryznar，Puckorius三種指數判斷標準進行判斷，按照判定結果和加藥專家系統共同確定投加藥劑。與此同時，運行水系統采集pH值、鈣離子濃度(mg/L)、氯離子濃度(mg/L)、含油量(mg/L)，懸浮物濃度(mg/L)，硬度(mg/L)，水溫(℃)，電導率(μS/cm)和熱阻值(m²·K/W)，將實時采集值與標準值對比，若超過標準，在報警界面上顯示，此外判定系統采集運行水氯離子濃度(mg/L)、補充水氯離子濃度(mg/L)、運行水鈣離子濃度(mg/L)、補充水鈣離子濃度(mg/L)進行判定，輸出判定結果。

本發明優點是能夠使工作人員隨時掌握水質水量運行狀況，從宏觀上管理控制水網系統，挖掘節水潛力，將水資源浪費降到最低。

附圖說明