[發明專利]一種絮凝智能加藥控制方法

有效

• 申請號: 202011329419.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112456621B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 向德明;黎定官
• 申請（專利權）人: 四川齊力綠源水處理科技有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;B01D21/30;B01D21/01
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 高俊

本發明公開了一種絮凝智能加藥控制系統及控制方法，通過對絮凝反應池和平流沉淀池中設置多個CCD圖像采集設備對礬花顆粒進行觀察，通過不同的時期的圖像變化對礬花形成過成進行動態分析，預判沉淀池出水的濁度，進行多次修正，并且通過機器識別、機器學習、模型理論等人工智能系統自動識別和學習最佳投加的過程。本方案，采用控制單元對執行機構進行控制，采用計算機對圖像進行處理，不僅能夠實時觀測到沉淀池中加入藥劑后的反應情況，而且能夠自動將處理和計算后設定的投加量信號傳輸到控制單元中，利用控制執行單元自動最加料進行控制，不僅解決了傳統人工添加藥劑的投放量不準確，并且避免了添加滯后問題。

技術領域

本發明涉及供水行業自動加藥技術領域，尤其涉及一種絮凝智能加藥控制方法。

背景技術

當今世界面臨嚴重的水危機，水資源缺乏已成為關系到貧困、可持續發展乃至世界和平與安全的重大問題。我國是一個水資源短缺的國家，人多水少、水資源時空分布不均是我國的基本國情和水情，強化用水需求和用水過程管理，通過健全制度、落實責任、提高能力、強化監管，嚴格控制用水總量，全面提高用水效率，加強水務管理、節約用水、減少廢水排放具有重要而深遠的意義。

利用自動化控制進行水廠的日常生產和維護是近年來自來水行業發展的顯著特點。自20世紀80年代，歷經近30年的發展，水廠的自動化正逐步成熟，已涉及包括濾池自動化、加藥自動化、水質檢測自動化等幾乎全水廠生產環節。水廠的自動化管理使日常運行中的人力成本大為降低，水廠的效率得到明顯提高。

發明內容

現有技術中存在的技術問題為：

人工添加藥劑的投放量不準確的問題。

針對上述提出的技術問題，本發明提供了一種絮凝智能加藥控制系統及控制方法，解決了傳統人工添加藥劑的投放量不準確。

本方案的技術手段為：

絮凝智能加藥控制系統，包括：前饋單元、圖像采集單元、反饋單元、控制單元，所述前饋單元中設置有水質傳感器用于對水質參數進行檢測，檢測的水質信號為第一輸出信號；

所述控制單元包括MCU處理器，所述MCU處理器可對執行機構進行驅動控制、與計算機進行信號連接、對水質傳感器的電源進行變換和處理、且其輸入包括第一輸入信號；

所述圖像采集單元包括數量大于或等于三個的CCD圖像采集設備，第一CCD圖像采集設備設置在混合反應池的入口端1/4位置至絮凝反應池的出口處，第二CCD圖像采集設備設置在平流沉淀池入口端的1/5處至1/3位置，第三CCD圖像采集設備設置在平流沉淀池出口端1/3處至末端；

還包括設置在平流沉淀池出口端的濁度傳感器。

本方案的工作原理為：該方案以源水流量、濁度、溫度為初調節，采用浸入式引流采樣、補光攝像采集特征圖像，以現場形成的礬花圖像為最終調節絮凝劑的投加量，并采用圖像特征識別算法、三軸姿態測定算法追蹤絮凝體的變化過程，通過機器識別、機器學習、模型理論、專家系統等建立人工智能系統，實現全自動調節和控制絮凝劑投加量，達到最佳投加效果；

在實際控制過程中，采用PID算法為基礎融合人工智能的控制技術。以絮凝體在單位體積內的大小和數量為參考，建立控制數學模型，并且通過各種參數建立數學模型理論系統，實現機器識別、機器學習及人工智能功能的改進；再進行實時動態調整；調整范圍以執行機構的最大投加量為限，以CCD攝像采集到的圖像作為綜合情況判斷藥劑反應狀態，進行綜合判斷藥劑的使用量是否過少或過多，并根據原水實時流量進行動態調整，出水口濁度進行微調修正的控制方式。

本方案具有人工智能、機器識別、機器學習、模型理論、專家系統、視頻圖像處理等多種專業技術，同時結合中間值處理的理論與實現，是絮凝體特征識別的最新應用，其核心技術的實現，展現了人工智能與圖像識別技術的融合。