車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)及自動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車用尿素溶液生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)及自動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車用尿素溶液是一種使用在選擇性催化還原技術(shù)(Selective CatalyticReduct1n Technology，簡(jiǎn)稱SCR)中，用來減少柴油車尾氣中的氮氧化物污染的液體。它屬于氮氧化物選擇性催化還原劑，可以由以一定比例的超純度車用尿素及純水合成。柴油車使用這種車用尿素溶液后，尾氣排放中的氮氧化物就能被分解為無污染的氮?dú)夂退魵?，可直接減少霧霾污染。
[0003]目前，車用尿素溶液的生產(chǎn)涉及到大量的設(shè)備，而現(xiàn)場(chǎng)制備的部分較多采用的是機(jī)械式調(diào)整方法，需要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員不停的通過觀察進(jìn)行調(diào)試和異常排查，以便維持生產(chǎn)設(shè)備的良好運(yùn)行。這種機(jī)械式調(diào)整方法需要耗費(fèi)大量的人工進(jìn)行操作和維護(hù)，而且調(diào)整過程非常依賴于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，因此造成了人工成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)及自動(dòng)控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車用尿素溶液生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和異常處理，降低人工成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)，包括:
[0006]原水預(yù)處理子系統(tǒng)，用于對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，以去除原水中的雜質(zhì)；
[0007]純水制備子系統(tǒng)，用于對(duì)預(yù)處理后的原水進(jìn)行離子脫除；
[0008]其中，在所述原水預(yù)處理子系統(tǒng)和純水制備子系統(tǒng)中均設(shè)置至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，用于采集其所在子系統(tǒng)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)，以及對(duì)其所在子系統(tǒng)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)的閥門進(jìn)行控制；
[0009]所述車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)還包括:
[0010]監(jiān)視控制子系統(tǒng)，通過通信線路連接各個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，用于監(jiān)控每個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)，以及根據(jù)閉環(huán)控制算法向所述閉環(huán)控制點(diǎn)發(fā)送控制命令。
[0011]進(jìn)一步的，在所述原水預(yù)處理子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，用于對(duì)引入的原水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，并在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，控制原水的壓力調(diào)整和進(jìn)水啟閉。
[0012]進(jìn)一步的，所述原水預(yù)處理子系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)控制點(diǎn)包括:依次設(shè)置在原水引入管路上的調(diào)壓閥、第一壓力傳感器和進(jìn)水閥，所述第一壓力傳感器用于對(duì)引入的原水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述調(diào)壓閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述第一壓力傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)調(diào)壓操作，所述進(jìn)水閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述第一壓力傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值符合預(yù)設(shè)閾值時(shí)開啟進(jìn)水功能。
[0013]進(jìn)一步的，所述純水制備子系統(tǒng)包括:
[0014]反滲透R0子系統(tǒng)，用于對(duì)預(yù)處理后的原水進(jìn)行反滲透處理，以脫出水中的電解質(zhì)離子；
[0015]電去離子EDI子系統(tǒng)，用于對(duì)脫出電解質(zhì)離子的水進(jìn)行電去離子處理，以獲得符合車用尿素溶液要求的潔凈程度的高純水或超純水。
[0016]進(jìn)一步的，在所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，用于對(duì)進(jìn)入所述反滲透R0子系統(tǒng)和在所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力和流量偵測(cè)，并在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，控制水的壓力和流量。
[0017]進(jìn)一步的，所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)的第一閉環(huán)控制點(diǎn)包括:設(shè)置在一級(jí)反滲透裝置之前的第二壓力傳感器、第一流量傳感器和一級(jí)膜前閥門，所述第二壓力傳感器用于對(duì)預(yù)處理后的原水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第一流量傳感器用于對(duì)預(yù)處理后的原水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述一級(jí)膜前閥門用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述第二壓力傳感器或所述第一流量傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，執(zhí)行閥門開度調(diào)節(jié)，以使預(yù)處理后的原水的壓力和流量符合所述一級(jí)反滲透裝置的要求。
[0018]進(jìn)一步的，所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)的第二閉環(huán)控制點(diǎn)包括:設(shè)置在所述一級(jí)反滲透裝置之后濃水流道的第三壓力傳感器、第二流量傳感器和第一沖洗閥，以及設(shè)置在所述一級(jí)反滲透裝置之后淡水流道的第四壓力傳感器和第三流量傳感器，所述第三壓力傳感器用于對(duì)經(jīng)過一級(jí)反滲透處理后得到的濃水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第二流量傳感器用于對(duì)經(jīng)過一級(jí)反滲透處理后得到的濃水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述第四壓力傳感器用于對(duì)經(jīng)過一級(jí)反滲透處理后得到的淡水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第三流量傳感器用于對(duì)經(jīng)過一級(jí)反滲透處理后得到的淡水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述第一沖洗閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述第三壓力傳感器、所述第二流量傳感器、所述第四壓力傳感器或所述第三流量傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，執(zhí)行閥門開度調(diào)節(jié)，以使經(jīng)過一級(jí)反滲透處理后得到的濃水和淡水的壓力和流量符合下游處理裝置的要求。
[0019]進(jìn)一步的，所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有兩級(jí)反滲透裝置，所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)的第三閉環(huán)控制點(diǎn)包括:設(shè)置在二級(jí)反滲透裝置之后濃水流道的第五壓力傳感器、第四流量傳感器和第二沖洗閥，以及設(shè)置在所述二級(jí)反滲透裝置之后淡水流道的第六壓力傳感器和第五流量傳感器，所述第五壓力傳感器用于對(duì)經(jīng)過二級(jí)反滲透處理后得到的濃水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第四流量傳感器用于對(duì)經(jīng)過二級(jí)反滲透處理后得到的濃水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述第六壓力傳感器用于對(duì)經(jīng)過二級(jí)反滲透處理后得到的淡水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第五流量傳感器用于對(duì)經(jīng)過二級(jí)反滲透處理后得到的淡水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述第二沖洗閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述第五壓力傳感器、所述第四流量傳感器、所述第六壓力傳感器或所述第五流量傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，執(zhí)行閥門開度調(diào)節(jié)，以使經(jīng)過二級(jí)反滲透處理后得到的濃水和淡水的壓力和流量符合下游的所述電去離子EDI子系統(tǒng)的要求。
[0020]進(jìn)一步的，所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，用于對(duì)進(jìn)入所述電去尚子EDI子系統(tǒng)和在所述電去尚子EDI子系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力和流量偵測(cè)，并在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，控制水的壓力和流量。
[0021]進(jìn)一步的，所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)反滲透水箱內(nèi)的淡水通過增壓栗進(jìn)入電去離子裝置，在所述增壓栗和所述電去離子裝置之間設(shè)有淡水、濃水和極水三級(jí)流道，所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)的第一閉環(huán)控制點(diǎn)包括:在淡水、濃水和極水三級(jí)流道均設(shè)置的第七壓力傳感器、第六流量傳感器和調(diào)節(jié)閥，所述第七壓力傳感器用于對(duì)所在流路的水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，所述第六流量傳感器用于對(duì)所在流路的水進(jìn)行實(shí)時(shí)流量偵測(cè)，所述調(diào)節(jié)閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所在流道中的所述第七壓力傳感器或所述第六流量傳感器偵測(cè)到的實(shí)時(shí)傳感數(shù)值高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，執(zhí)行閥門開度調(diào)節(jié)，以確保所述電去離子裝置的進(jìn)水壓力和流量符合要求。
[0022]進(jìn)一步的，所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)的第二閉環(huán)控制點(diǎn)包括:設(shè)置在所述電去離子裝置和產(chǎn)水箱之間純水流道的品質(zhì)傳感器和產(chǎn)水閥，以及設(shè)置在所述電去離子裝置和所述反滲透水箱之間回水流道的回流閥，所述品質(zhì)傳感器用于對(duì)經(jīng)過電去離子處理后得到的純水進(jìn)行水質(zhì)偵測(cè)，所述產(chǎn)水閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述品質(zhì)傳感器偵測(cè)的水質(zhì)合格時(shí)開啟進(jìn)水功能，所述回流閥用于在所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)的控制下，當(dāng)所述品質(zhì)傳感器偵測(cè)的水質(zhì)不合格時(shí)開啟回流功能，使經(jīng)過電去離子處理后得到的純水回流到所述反滲透水箱。
[0023]進(jìn)一步的，所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)包括設(shè)置在車用尿素溶液生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制柜和遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0024]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于前述車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，包括:
[0025]監(jiān)視控制子系統(tǒng)通過通信線路從原水預(yù)處理子系統(tǒng)和純水制備子系統(tǒng)中設(shè)置的至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)獲取生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)；
[0026]所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)根據(jù)所述實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)對(duì)原水預(yù)處理子系統(tǒng)和純水制備子系統(tǒng)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)的閥門進(jìn)行閉環(huán)控制。
[0027]進(jìn)一步的，所述原水預(yù)處理子系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)控制點(diǎn)的閉環(huán)控制操作具體包括:所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)對(duì)引入的原水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力偵測(cè)，并控制原水的壓力調(diào)整和進(jìn)水啟閉。
[0028]進(jìn)一步的，純水制備子系統(tǒng)包括:用于對(duì)預(yù)處理后的原水進(jìn)行反滲透處理，以脫出水中的電解質(zhì)離子的反滲透R0子系統(tǒng)，和用于對(duì)脫出電解質(zhì)離子的水進(jìn)行電去離子處理，以獲得符合車用尿素溶液要求的潔凈程度的高純水或超純水的電去離子EDI子系統(tǒng)；
[0029]所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)控制點(diǎn)的閉環(huán)控制操作具體包括:所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入所述反滲透R0子系統(tǒng)和在所述反滲透R0子系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力和流量偵測(cè)，并控制水的壓力和流量；
[0030]所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)控制點(diǎn)的閉環(huán)控制操作具體包括:所述監(jiān)視控制子系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入所述電去離子EDI子系統(tǒng)和在所述電去離子EDI子系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的水進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力和流量偵測(cè)，并控制水的壓力和流量。
[0031]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明在車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)中的原水預(yù)處理子系統(tǒng)和純水制備子系統(tǒng)中均設(shè)置了至少一個(gè)閉環(huán)控制點(diǎn)，然后利用閉環(huán)控制點(diǎn)采集其所在子系統(tǒng)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)，并對(duì)其所在子系統(tǒng)中生產(chǎn)環(huán)節(jié)的閥門進(jìn)行控制，而這些閉環(huán)控制點(diǎn)可由監(jiān)視控制子系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控和控制，進(jìn)而可以在監(jiān)視控制子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)車用尿素溶液生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的監(jiān)控和異常自動(dòng)處理，從而避免耗費(fèi)大量的人工進(jìn)行操作和維護(hù)，并減少對(duì)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)依賴，進(jìn)而降低了人工成本。
【附圖說明】
[0032]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本