阅读说明：本技术 一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法 (Full-automatic control system and control method of wastewater drying system ) 是由 江清潘 罗志刚 刘国栋 常建平 曹刘峰 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法,自动控制系统包括主控制模块、数据处理模块、子系统控制模块、报警模块、状态监控模块以及自动清洗模块,通过模块间相互连接实现全自动控制废水干燥系统,全面监测和控制系统运行,通过控制方法实现系统的自动运行,保证系统的稳定；通过预设启动模式、预热模式、干磨模式、喷水模式、喷浆模式及停机模式并根据系统运行工况实现运行模式的自动切换和自动运行。本发明实现对废水干燥系统的全自动控制,实现对各参数的精确控制,并能自动进行系统诊断切换系统运行模式,提高系统运行的稳定性且降低运行人员的参与度。(The invention discloses a full-automatic control system and a control method of a wastewater drying system, wherein the automatic control system comprises a main control module, a data processing module, a subsystem control module, an alarm module, a state monitoring module and an automatic cleaning module, the full-automatic control of the wastewater drying system is realized through the mutual connection of the modules, the operation of the system is comprehensively monitored and controlled, the automatic operation of the system is realized through the control method, and the stability of the system is ensured; the automatic switching and automatic operation of the operation mode are realized through a preset starting mode, a preheating mode, a dry grinding mode, a water spraying mode, a slurry spraying mode and a stopping mode according to the operation condition of the system. The invention realizes the full-automatic control of the wastewater drying system, realizes the accurate control of each parameter, can automatically perform system diagnosis and switch the system operation mode, improves the stability of the system operation and reduces the participation of operators.)

一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及湿法脱硫技术领域，具体涉及一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法。

背景技术

在脱硫废水零排放系统中，废水干燥系统的干燥过程是多种参数相互影响的结果，其控制过程和方法未完全成熟，其控制过程主要靠人工手动调节和摸索，而废水干燥系统对运行参数的控制精度要求较高，如干燥床床温对干燥床系统的稳定运行有直接影响，干燥床温度过高将影响后端电除尘的安全稳定运行，温度过低极易造成干燥床运行工况恶化甚至塌床的状况；

废水干燥系统在运行过程中需要多次进行运行模式的切换，现有废水干燥系统的控制方式采用人工完成各运行模式的切换，干燥床的异常运行状况只能通过加强监视，无法实现运行过程的全自动控制，给废水干燥系统的安全稳定运行造成了较大的障碍。建立一套优良的全自动控制系统对废水处干燥系统的运行过程进行有效地自动控制，对提高废水干燥系统安全性与经济性，降低操作人员的劳动强度具有重要意义。本发明提供一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法，实现废水干燥系统的全自动控制，解决上述问题，并保证系统运行的安全稳定。

发明内容

本发明提供一种废水干燥系统的全自动控制系统及控制方法，实现运行模式的自动切换而无需运行人员介入，并且实现运行参数的精确控制，确保废水处理系统的安全稳定运行。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种废水干燥系统的全自动控制系统，包括模式主控模块，其内设运行模式，用于设定运行模式参数、启停系统和切换运行模式；所述模式主控模块与数据处理模块和子控制模块信号连接，输出启停指令和运行模式参数数据至处理模块，输出启停指令至子控制模块；

数据处理模块，与子控制模块、报警模块、状态监测模块和自动清洗模块信号连接，接受模式主控模块的运行模式参数数据和状态监测模块的实时状态数据，根据运行模式参数设置控制参数数据，输出控制参数数据至子控制模块，并根据实时状态数据，输出运行模式切换指令至模式主控模块，输出控制数据至报警模块和自动清洗模块；

子控制模块，与风量控制模块、床温控制模块和供浆控制模块信号连接，接受模式主控模块的启停指令和数据处理模块的控制参数数据，输出控制数据至风量控制模块、床温控制模块和供浆控制模块；

报警模块，接受数据处理模块的控制数据，在系统异常时报警；

状态监测模块，监测系统运行状态，并输出实时状态数据至数据处理模块；

自动清洗模块，接受数据处理模块的控制数据，用于启停自动清洗功能和设定定时清洗周期。

进一步地，所述风量控制模块、床温控制模块和供浆控制模块用于控制执行装置的运行状态；所述执行装置分别为热风机、冷风机和供浆调节阀。

进一步地，所述数据处理模块输出的控制参数数据包括执行装置运行状态和系统目标值；所述执行装置运行状态分别为热风机运行频率、冷风机运行频率和供浆调节阀开度，所述系统状态目标值包括总风量、床温和供浆量的目标值。

进一步地，所述运行模式包括启动模式、预热模式、干磨模式、喷水模式、喷浆模式及停机模式。

进一步地，所述启动模式，状态监测模块检查系统运行状态及执行装置运行状态，子控制模块接受模式主控模块的启动指令和数据处理模块的控制参数数据，控制执行装置运行，达到预热模式所要求的前置条件；

所述预热模式，数据处理模块输出控制参数数据至子控制模块，控制热风机和冷风机的运行状态和设定总风量和床温目标值，分2-5个阶段将系统状态由冷态过渡至热态，达到干磨模式所要求的前置条件；

所述干磨模式，数据处理模块输出控制数据参数至子控制模块，控制热风机和冷风机的运行状态和设定总风量和床温目标值，废水干燥系统处于吹风清洁状态；

所述喷水模式，系统输入工艺水，数据处理模块输出控制参数数据至子控制模块，控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，废水干燥系统处于工艺水清洁状态；

所述喷浆模式，系统输入废水，数据处理模块输出控制参数数据至子控制模块，控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，废水干燥系统处于带负荷工作状态；

所述停机模式，子控制模块控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，分2-5个阶段将系统状态由热态过渡至冷态。

进一步地，所述停机模式包括正常停机和故障停机；正常停机时，模式主控模块输出停机指令至子控制模块分阶段停机，将系统状态由热态过渡至冷态；故障停机时，状态监测模块输出实时状态数据至数据处理模块，数据处理模块输出控制参数数据至子控制模块分阶段停机，将系统状态由热态过渡至冷态。

进一步地，所述故障停机分为喷浆模式和非喷浆模式，喷浆模式下停机时，调用喷水模式和干磨模式，将系统状态由热态过渡至冷态；非喷浆模式下，分阶段停机，将系统状态由热态过渡至冷态。

进一步地，所述自动清洗功能包括定时清洗和故障清洗，自动切换喷浆、喷水和干磨模式；定时清洗时，定时清洗周期为1-100h。

一种废水干燥系统的全自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1，启动自检：系统启动，自动启动报警模块和状态监测模块，检查各模块的初始状态，调节执行装置的状态；

S2，启动模式进入预热模式：通过数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值，分阶段进入预热模式；

S3，预热模式进入干磨模式：达到预热模式后，通过数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值，使得废水干燥系统处于干磨模式；

S4，干磨模式进入喷水模式：达到干磨模式后，自动清洗模块控制进行喷水；通过数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值，使得废水干燥系统处于喷水模式；

S5，喷水模式进入喷浆模式：废水干燥系统输入废水，通过数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值，进行废水干燥处理；

所述喷浆模式包括正常运行和故障运行，所述正常运行中，按照定时清洗间隔进行定时清洗，在干磨、喷水和喷浆模式之间切换；所述故障运行中，由喷浆模式切换为喷水和干磨模式，并控制报警模块报警；

S6，停机模式：正常工作结束或故障停机时，进入停机模式，通过数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值，分阶段进行停机。

进一步地，步骤S2-S7中，数据处理模块设定执行装置运行状态和系统状态目标值的具体操作为通过数据处理模块设定系统状态目标值和控制量幅值限制值，通过系统状态目标值与实际值对比后经由PID调节器处理后输出，根据控制量幅值限制值调整执行装置运行状态，由实际值调节至系统状态目标值。

本发明有益效果如下：

全自动控制废水干燥系统，全面监测和控制系统运行，实现系统的自启动和自动维持运行，保证系统的稳定，减少操作人员配备，降低劳动强度；

通过状态监测模块对系统运行进行全程监测，保证系统的正常运行，并在出现故障时输出异常状态数据并通过报警模块报警，保证系统的正常运行和设备的安全；

通过数据处理模块控制子控制模块，进而控制执行装置的运行，实现系统运行参数的精确控制，节能降耗；

设定不同且连续的运行模式，实现系统的自动控制和自动切换，保证系统运行的稳定，保障生产；

本发明能够实现自诊断运行状况，自动切换运行模式，自行调整参数，实现系统的自动控制和稳定运行。

附图说明

图1为本发明的控制系统流程图；

图2为本发明的运行模式流程图；

图3为本发明的执行装置控制过程示意图。

附图标记：1-模式主控模块，2-数据处理模块，3-子控制模块，31-风量控制模块，32-床温控制模块，33-供浆控制模块，4-报警模块，5-状态监测模块，6-自动清洗模块。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种废水干燥系统的全自动控制系统，包括模式主控模块1，其内设运行模式，用于设定运行模式参数、启停系统和切换运行模式；所述模式主控模块1与数据处理模块2和子控制模块3信号连接，输出启停指令和运行模式参数数据至处理模块2，输出启停指令至子控制模块3；

数据处理模块2，与子控制模块3、报警模块4、状态监测模块5和自动清洗模块6信号连接，接受模式主控模块1的运行模式参数数据和状态监测模块5的实时状态数据，根据运行模式参数设置控制参数数据，输出控制参数数据至子控制模块3，并根据实时状态数据，输出运行模式切换指令至模式主控模块1，输出控制数据至报警模块4和自动清洗模块6；

子控制模块3，与风量控制模块31、床温控制模块32和供浆控制模块33信号连接，接受模式主控模块1的启停指令和数据处理模块2的控制参数数据，输出控制数据至风量控制模块31、床温控制模块32和供浆控制模块33；

报警模块4，接受数据处理模块2的控制数据，在系统异常时报警；

状态监测模块5，监测系统运行状态，并输出实时状态数据至数据处理模块2；

自动清洗模块6，接受数据处理模块2的控制数据，用于启停自动清洗功能和设定定时清洗周期。

本发明通过模式主控模块1内置运行模式，系统按照运行模式进行运行，数据处理模块2接受状态监测模块5的实时状态数据并与模式主控模块1中预设的运行模式参数数据进行对比，在实时数据与预设数据一致时，输送指令至模式主控模块1进行运行模式的自动切换，实现废水干燥系统的运行程序的全自动控制。

模式主控模块1起到预设运行模式及各个运行模式参数数据的预设，并实现手动或定时启停程序的作用。模式主控模块1在系统启动时输出控制数据至子控制模块3启动执行装置，切换运行模式或停机时通过数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3实现对执行装置的控制，进一步调整系统的实时状态数据。

如图1所示，进一步地，所述风量控制模块31、床温控制模块32和供浆控制模块33用于控制执行装置的运行状态；所述执行装置分别为热风机、冷风机和供浆调节阀。

进一步地，所述数据处理模块2输出的控制参数数据包括执行装置运行状态和系统目标值；所述执行装置运行状态分别为热风机运行频率、冷风机运行频率和供浆调节阀开度，所述系统状态目标值包括总风量、床温和供浆量的目标值

如图2所示，进一步地，所述运行模式包括启动模式、预热模式、干磨模式、喷水模式、喷浆模式及停机模式。每一个运行模式都在状态监测模块5的监测下输出至数据处理模块2进行分析处理，判断系统运行是否正常，数据是否处于正常区间。在系统运行时，可以在任何运行模式下进行手动正常停机。

如图1、3所示，进一步地，所述启动模式，状态监测模块5检查系统的运行状态及执行装置的状态，子控制模块3接受模式主控模块1输入的启动指令，控制执行装置运行，达到预热模式所要求的前置条件；

所述预热模式，数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3，控制热风机和冷风机的运行状态和设定总风量和床温目标值，分2-5个阶段将系统状态由冷态过渡至热态，达到干磨模式所要求的前置条件；

所述干磨模式，数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3，控制热风机和冷风机的运行状态和设定总风量和床温目标值，废水干燥系统处于吹风清洁状态；

所述喷水模式，系统输入工艺水，数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3，控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，系统处于工艺水清洁状态；

所述喷浆模式，系统输入废水，数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3，控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，废水干燥系统处于带负荷工作状态；

所述停机模式，子控制模块3控制热风机、冷风机和供浆调节阀的运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，分2-5个阶段将系统状态由热态过渡至冷态。

系统运行时，分为正常状态和故障状态。

正常状态依次按照启动、预热、干磨、喷水、喷浆及停机顺序进行或者在某一模式下通过人工手动停机直接进入停机状态；并且处于喷浆模式时进行定时清洗，在干磨、喷水和喷浆模式之间切换。其中干磨和喷水两个喷浆前的清洁模式顺序可调，本实施例为了保证优化系统运行，将喷水清洁模式放置在干磨和喷浆之间，在进行喷水清洁之后，将管道中工艺水切换为废水即可；

故障状态时，按照系统运行要求，分为故障运行和故障停机。故障运行为发生故障时不停机，降级运行，如喷浆模式下发生故障，按照要求分为故障运行，则由喷浆模式降级为喷水或干磨模式继续运行，系统恢复正常后，继续切换至喷浆模式进行工作。故障停机为发生故障时进行停机，分为在喷浆模式故障停机和非喷浆模式故障停机。喷浆模式故障停机，由喷浆模式切换为干磨和喷水模式，对设备进行清洁后进行停机。非喷浆模式故障停机，不再切换干磨和喷水模式，直接进入停机模式。

进一步地，所述停机模式包括正常停机和故障停机；正常停机时，分不同运行模式下模式主控模块1输出停机指令或数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3分阶段停机，将系统状态由热态过渡至冷态；故障停机时，状态监测模块5输出状态参数数据至数据处理模块2，数据处理模块2输出控制参数数据至子控制模块3分阶段停机，将系统状态由热态过渡至冷态。

进一步地，所述故障停机时，分为喷浆模式和非喷浆模式两种情况下进行故障停机。

喷浆模式下发生故障停机时，首先依次调用喷水模式和干磨模式，然后分阶段将系统状态由热态过渡至冷态；非喷浆模式下，按照正常停机模式，分阶段将系统状态由热态过渡至冷态。

进一步地，所述自动清洗功能包括定时清洗和故障清洗，在喷浆、喷水和干磨模式之间进行自动切换，定时清洗时，定时清洗周期根据实际情况在1-100h之间选择。定时清洗为喷浆模式下系统的正常工作流程，按照设定的时间间隔定时切换模式，实现对设备进行清洁保养。故障清洗，是在喷浆模式下发生故障时，系统切换为喷水模式进行自动清洁，对设备进行清理，保护设备以及方便人员检修。干磨模式和喷水模式均为自动清洗状态，用于清洁系统中不同的设备。

本发明的实施例一，设定运行状态中总风量目标值V1，床温目标值V2，供浆量目标值V3，则设定的总风量实际值P1=V1±200 Nm3/h，床温实际值P2=V2±2℃，供浆量实际值P3=V3±0.02m3/h均属于正常状态，满足实际值和目标值相同的要求。

如图1、3所示，一种废水干燥系统的全自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1，启动自检：手动或自动启动系统，自动启动报警模块4和状态监测模块5，检查各模块的初始状态，调节执行装置的状态；

S2，启动模式进入预热模式：通过数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值，分阶段进入预热模式；在本实施例中，预热模式设置2个阶段，第一阶段V1=4000Nm3/h，V2=60℃，设定温度变化幅值P1=10℃/min，达到第一阶段后，第二阶段V1=6000 Nm3/h，V2=100℃，温度变化幅值F1=15℃/min，分2阶段将系统状态由冷态过渡至热态；

S3，预热模式进入干磨模式：达到预热模式后，通过数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值，使得废水干燥系统处于干磨模式；由预热模式过渡至干磨模式，干磨模式下V1=8000Nm3/h，V2=120℃，此模式下，控制执行装置平滑稳定的达到系统状态目标值，并保证最低总风量V1＞6000Nm3/h；

S4，干磨模式进入喷水模式：达到干磨模式后，自动清洗模块6控制进行喷水；通过数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值，使得废水干燥系统处于喷水模式；由干磨模式过渡至喷水模式，喷水模式下V1=9000Nm3/h，V2=130℃，V3=0.5m3/h，同时保证最低总风量V1＞7000Nm3/h，床温区间125℃＜V2＜140℃，最低供浆量V3＞0.4m3/h；

S5，喷水模式进入喷浆模式：废水干燥系统输入废水，通过数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值，进行废水干燥处理；由喷水模式过渡至喷浆模式，喷浆模式下V1=9000Nm3/h，V2=135℃，V3=0.7m3/h，同时保证最低总风量V1＞7000Nm3/h，床温区间130℃＜V2＜145℃，供浆量区间0.5 m3/h＜V3＜0.9m3/h；

所述喷浆模式包括正常运行和故障运行，所述正常运行中，按照预设定时间隔进行定时清洗，自动切换干磨、喷水和喷浆模式；所述故障运行中，依次切换至喷水和干磨状态，将系统降级运行，并控制报警模块4报警，在维护好系统之后，切换至喷浆模式进行工作，或者在喷浆模式发生故障时直接切换至停机模式；

S6，停机模式：正常工作结束或故障停机时，进入停机模式，通过数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值，分阶段进行停机。

停机时，模式主控模块1根据P1和P2判定系统处于正常停机或故障停机，在喷浆模式下故障停机时，调用喷水模式和干磨模式，通过子控制模块3控制热风机、冷风机和供浆调节阀运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，分阶段将系统状态由热态过渡至冷态；非喷浆模式下，通过子控制模块3控制热风机、冷风机和供浆调节阀运行状态和设定总风量、床温和供浆量目标值，分阶段将系统状态由热态过渡至冷态。本实施例为分2个阶段正常停机，第一阶段，V1=6000Nm3/h，V2=100℃，温度变化幅值F2=-15℃/min，达到第一阶段后，第二阶段V1=4000Nm3/h，V2=60℃，温度变化幅值F2=-10℃/min，分2阶段将系统状态由热态过渡至冷态。

如图3所示，进一步地，步骤S2-S7中，数据处理模块2设定执行装置运行状态和系统状态目标值的具体操作为通过数据处理模块2设定系统状态目标值和控制量幅值限制值，通过系统状态目标值与实际值对比后经由PID调节器处理后输出，根据控制量幅值限制值调整执行装置运行状态，由实际值调节至系统状态目标值。

所述控制量幅值限制值为执行机构参数变化时，其变化幅值的限制范围，如停机模式下，床温由100℃降至60℃，每次降低10℃，则数据处理模块2设定的控制量幅值限制值则为10±1℃的一个范围。

具体操作为，通过数据处理模块2分别设定总风量、床温和供浆量的目标值和其控制量幅值限制值，然后实时将实际值与目标值进行对比，通过调节热风机频率、冷风机频率和供浆调节阀开度对实际值进行调整，最终将实际值调整至与目标值一致，调整时以设定的控制量幅值限制值为阶梯逐步调整。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。