公布日：2023.11.07
申請日：2023.10.07
分類號：C02F1/04(2023.01)I;B01D3/42(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種氨氮廢水處理的人工智能控制方法和系統，通過接收用戶輸入的目標參數的預設值，并結合實時采集的數據，生成控制策略以調整各個參數，最終使得目標參數及設備運行參數實時數據達到預設值。本方案借助人工智能技術，實現對氨氮廢水處理過程的自動化控制，減少人為操作，提高處理效率。通過在線儀表和在線檢測儀，實時采集并監測多個關鍵參數，及時掌握處理過程狀態，提高控制的精確性和靈活性。用戶可以通過交互界面輸入目標參數的預設值，并可以查看實時數據，提供了更好的用戶體驗和操作便捷性。用戶可以根據實時數據設定目標參數的預設值，根據實際情況進行靈活調整，滿足不同處理要求和環境條件。
權利要求書
1.一種氨氮廢水處理人工智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：接收用戶輸入的目標參數的預設值；其中，所述目標參數包括：脫氨塔進水PH、處理后出水氨氮濃度、冷凝器氨水濃度、塔釜液位、塔釜溫度、塔釜壓力、塔頂溫度、塔頂壓力和冷凝器液位；通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行參數實時數據；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環水進水溫度傳感器和循環水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數，在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用戶輸入的目標參數的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數及設備運行參數實時數據，根據所述目標參數及設備運行參數實時數據確定待調整的目標控制閥門。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行實時數據的采集頻率為0.5s-3min每次。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，若沒有接收到用戶輸入的目標參數的預設值，則所述目標參數的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數具體為：根據脫氨塔進水PH參數調節堿液流量調節閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；根據氨氮在線檢測儀參數調整進水流量調節閥、蒸汽流量調節閥、氨水回流調節閥，使出水氨氮參數保持在0-10mg/L范圍；根據冷凝器氨水濃度計參數調整氨水回流調節閥、氨水外送調節閥，使氨水濃度參數保持在10%-30%；根據塔釜液位計參數調整塔釜液位調節閥，使塔釜液位參數保持在400-1200mm；根據脫氨塔塔底溫度傳感器參數調整蒸汽流量調節閥，使塔釜溫度參數保持在100-130℃；根據脫氨塔塔底壓力傳感器參數調節蒸汽流量調節閥，使塔釜壓力參數保持在10-50kpa；根據脫氨塔塔頂溫度傳感器參數調節蒸汽流量調節閥和氨水回流調節閥，使塔頂溫度參數保持在89-98℃；根據脫氨塔塔頂壓力傳感器調節氨水回流調節閥，使塔頂壓力參數-10-10kpa；根據冷凝器液位計參數調節氨水回流調節閥，使冷凝器液位參數保持在200-1200mm。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值之后，還包括：所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數及設備運行參數實時數據未達到所述目標參數的預設值，則發出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。
6.一種氨氮廢水處理人工智能控制系統，其特征在于，所述系統包括：交互模塊：用于接收用戶輸入的目標參數的預設值及用戶查看實時數據；其中，所述目標參數包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；采集模塊：用于通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行實時數據；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環水進水溫度傳感器和循環水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；控制策略模塊：用于根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數，在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述交互模塊接收用戶輸入的目標參數的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數及設備運行參數實時數據，根據所述目標參數及設備運行參數實時數據確定待調整的目標控制閥門。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述采集模塊通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行參數實時數據的采集頻率為0.5s-3min每次。
9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：默認參數模塊：用于若沒有接收到用戶輸入的目標參數的預設值，則所述目標參數的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數具體為：根據脫氨塔進水PH參數調節堿液流量調節閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；根據氨氮在線檢測儀參數調整進水流量調節閥、蒸汽流量調節閥、氨水回流調節閥，使出水氨氮參數保持在0-10mg/L范圍；根據冷凝器氨水濃度計參數調整氨水回流調節閥、氨水外送調節閥，使氨水濃度參數保持在10%-30%；根據塔釜液位計參數調整塔釜液位調節閥，使塔釜液位參數保持在400-1200mm；根據脫氨塔塔底溫度傳感器參數調整蒸汽流量調節閥，使塔釜溫度參數保持在100-130℃；根據脫氨塔塔底壓力傳感器參數調節蒸汽流量調節閥，使塔釜壓力參數保持在10-50kpa；根據脫氨塔塔頂溫度傳感器參數調節蒸汽流量調節閥和氨水回流調節閥，使塔頂溫度參數保持在89-98℃；根據脫氨塔塔頂壓力傳感器調節氨水回流調節閥，使塔頂壓力參數-10-10kpa；根據冷凝器液位計參數調節氨水回流調節閥，使冷凝器液位參數保持在200-1200mm。
10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：安全模塊：用于所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數及設備運行參數實時數據未達到所述目標參數的預設值，則發出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。
發明內容
基于此，針對上述技術問題，提供一種氨氮廢水處理人工智能控制方法和系統以解決傳統的汽提精餾設備的控制方式主要是人工操作，對于設備參數的調整通常具有滯后性，造成藥劑添加量及參數控制不準，造成藥劑浪費或者處理不達標的問題。
第一方面，一種氨氮廢水處理人工智能控制方法，所述方法包括：
接收用戶輸入的目標參數的預設值；其中，所述目標參數包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；
通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行實時數據；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環水進水溫度傳感器和循環水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；
根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數，在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值。
上述方案中，可選地，所述接收用戶輸入的目標參數的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數及設備運行參數實時數據，根據所述目標參數及設備運行參數實時數據確定待調整的目標控制閥門。
上述方案中，進一步可選地，所述通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行參數實時數據的采集頻率為0.5s-3min每次。
上述方案中，進一步可選地，若沒有接收到用戶輸入的目標參數的預設值，則所述目標參數的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；
根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數具體為：根據脫氨塔進水PH參數調節堿液流量調節閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；
根據氨氮在線檢測儀參數調整進水流量調節閥、蒸汽流量調節閥、氨水回流調節閥，使出水氨氮參數保持在0-10mg/L范圍；
根據冷凝器氨水濃度計參數調整氨水回流調節閥、氨水外送調節閥，使氨水濃度參數保持在10%-30%；
根據塔釜液位計參數調整塔釜液位調節閥，使塔釜液位參數保持在400-1200mm；
根據脫氨塔塔底溫度傳感器參數調整蒸汽流量調節閥，使塔釜溫度參數保持在100-130℃；
根據脫氨塔塔底壓力傳感器參數調節蒸汽流量調節閥，使塔釜壓力參數保持在10-50kpa；
根據脫氨塔塔頂溫度傳感器參數調節蒸汽流量調節閥和氨水回流調節閥，使塔頂溫度參數保持在89-98℃；
根據脫氨塔塔頂壓力傳感器調節氨水回流調節閥，使塔頂壓力參數-10-10kpa；
根據冷凝器液位計參數調節氨水回流調節閥，使冷凝器液位參數保持在200-1200mm。
上述方案中，進一步可選地，所述在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值之后，還包括：所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數及設備運行參數實時數據未達到所述目標參數的預設值，則發出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。
第二方面，一種氨氮廢水處理人工智能控制系統，所述系統包括：
交互模塊：用于接收用戶輸入的目標參數的預設值；其中，所述目標參數包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；
采集模塊：用于通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行實時數據；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環水進水溫度傳感器和循環水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；
控制策略模塊：用于根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數，在預設時間內使得所述目標參數及設備運行參數實時數據達到所述目標參數的預設值。
上述方案中，可選地，所述交互模塊接收用戶輸入的目標參數的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數及設備運行參數實時數據，根據所述目標參數及設備運行參數實時數據確定待調整的目標控制閥門。
上述方案中，進一步可選地，所述采集模塊通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數及設備運行參數實時數據的采集頻率為0.5s-3min每次。
上述方案中，進一步可選地，所述系統還包括：默認參數模塊：用于若沒有接收到用戶輸入的目標參數的預設值，則所述目標參數的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；
根據所述目標參數及設備運行參數實時數據和所述目標參數的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調整目標控制閥門運行參數具體為：根據脫氨塔進水PH參數調節堿液流量調節閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；
根據氨氮在線檢測儀參數調整進水流量調節閥、蒸汽流量調節閥、氨水回流調節閥，使出水氨氮參數保持在0-10mg/L范圍；
根據冷凝器氨水濃度計參數調整氨水回流調節閥、氨水外送調節閥，使氨水濃度參數保持在10%-30%；
根據塔釜液位計參數調整塔釜液位調節閥，使塔釜液位參數保持在400-1200mm；
根據脫氨塔塔底溫度傳感器參數調整蒸汽流量調節閥，使塔釜溫度參數保持在100-130℃；
根據脫氨塔塔底壓力傳感器參數調節蒸汽流量調節閥，使塔釜壓力參數保持在10-50kpa；
根據脫氨塔塔頂溫度傳感器參數調節蒸汽流量調節閥和氨水回流調節閥，使塔頂溫度參數保持在89-98℃；
根據脫氨塔塔頂壓力傳感器調節氨水回流調節閥，使塔頂壓力參數-10-10kpa；
根據冷凝器液位計參數調節氨水回流調節閥，使冷凝器液位參數保持在200-1200mm。
上述方案中，進一步可選地，所述系統還包括：安全模塊：用于所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數及設備運行參數實時數據未達到所述目標參數的預設值，則發出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。
本發明至少具有以下有益效果：
本發明基于對現有技術問題的進一步分析和研究，認識到傳統的汽提精餾設備的控制方式主要是人工操作，對于設備參數的調整通常具有滯后性，造成藥劑添加量及參數控制不準，造成藥劑浪費或者處理不達標的問題。本方案提供一種氨氮廢水處理的人工智能控制方法，通過接收用戶輸入的目標參數的預設值，并結合實時采集的數據，生成控制策略以調整各個參數，最終使得目標參數及設備運行參數實時數據達到預設值。本方案達到了自動化控制：借助人工智能技術，實現對氨氮廢水處理過程的自動化控制，減少人為操作，提高處理效率。做到實時監測：通過在線儀表和在線檢測儀，實時采集并監測多個關鍵參數，及時掌握處理過程狀態，提高控制的精確性和靈活性。實現用戶交互：用戶可以通過交互界面輸入目標參數的預設值，并且可以通過交互界面查看設備運行實時數據，提供了更好的用戶體驗和操作便捷性。對于預設值設置：用戶可以根據需求設定目標參數的預設值，根據實際情況進行靈活調整，滿足不同處理要求和環境條件。
（發明人：陶莉;王啟偉;劉晨明;張洪明;李雅）
