加药系统和加药方法技术方案

本发明专利技术提供一种加药系统，其包括加药装置和控制器，加药装置包括试剂暂存槽、与试剂暂存槽的输出端连接的加药管路，以及设置在加药管路上的流量测量单元和电磁阀，试剂暂存槽用于盛放原料试剂，流量测量单元用于实时计量加药量并输出瞬时流量信号；控制器包括控制模块，控制模块分别与流量测量单元和电磁阀电连接，用于控制电磁阀打开，并持续接收流量测量单元输出的瞬时流量信号，以及根据接收结果控制电磁阀关闭。相应地，还提供一种加药方法。本发明专利技术相比于现有人工计量加药方公式，降低了现场操作人员的辐射剂量及工作强度，有效提高了加药量精度，重复性好，尤其适合小剂量试剂加药过程。

【技术实现步骤摘要】
加药系统和加药方法
本专利技术涉及核化工生产
，具体涉及一种加药系统和一种加药方法。
技术介绍
在核化工生产中，各类试剂(硝酸、甲酸、煤油等)在核化工生产线工艺流程中起着重要作用，直接关系到生产过程中反应的效果及产品的质量。然而，由于核化工生产线具有小批量、断续生产的流程特点，部分加药过程加药量小(0.25≤加药量≤10L)，加药量精度要求高(≤5mL)，现有生产线均利用人工计量加药，这种人工加药方公式仅依靠人工经验来操作，一方面加药量精度得不到保证，重复性差，另一方面加药过程均在手套箱内操作，操作难度大，这不仅加大了操作人员强度，也增大了人员受剂量照射的风险。因此，本领域亟待提出一种核化工生产线试剂自动加药方案，以实现小剂量试剂加药过程的自动化，降低现场操作人员的辐射剂量及工作强度，并提高加药精度，使产品质量的一致性得到保证。
技术实现思路
为了至少部分解决现有技术中存在的核化工生产线小剂量试剂人工手动计量加药，加药精度不高的技术问题而完成了本专利技术。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种加药系统，其包括加药装置和控制器，所述加药装置包括试剂暂存槽、与所述试剂暂存槽的输出端连接的加药管路，以及设置在所述加药管路上的流量测量单元和电磁阀，所述试剂暂存槽用于盛放原料试剂，所述流量测量单元用于实时计量加药量并输出瞬时流量信号；所述控制器包括控制模块，所述控制模块分别与所述流量测量单元和所述电磁阀电连接，用于控制所述电磁阀打开，并持续接收所述流量测量单元输出的瞬时流量信号，以及根据接收结果控制所述电磁阀关闭。可选地，所述控制模块具体用于：利用流量累计算法对所述瞬时流量信号进行累积，以得到累积流量FQ；计算阈值A，其中阈值A＝加药量设定值C-加药量偏差值Q；当FQ≥A时，控制所述电磁阀关闭。可选地，所述加药量偏差值Q采用如下公式(1)计算得到：Q＝B*F+X(1)在公式(1)中，B为偏差系数，F为电磁阀关断时瞬时流速，X为补偿值。可选地，所述偏差系数B采用如下公式(2)计算得到：在公式(2)中，Q0采用如下公式(3)计算得到，F0采用如下公式(4)计算得到：Q0＝(Qk+1+Qk+2+……+Qn)/(n-k)(3)F0＝(Fk+1+Fk+2+……+Fn)/(n-k)(4)所述补偿值X采用如下公式(5)计算得到：X＝[(Q1-B*F1)+(Q2-B*F2)+……+(Qn-B*Fn)]/n(5)在公式(2)至公式(5)中，n和k均为自然数，其中n为试验次数，且n≥10，0≤k≤n；Qi为第i组试验中加药量偏差值，Fi为第i组试验中电磁阀关断前的瞬时流速，且i依次取1至n。可选地，所述控制器还包括通信模块，所述通信模块与所述控制模块电连接；所述控制模块还通过所述通信模块与远程的第三方控制系统电连接。可选地，所述控制器还包括电源模块，所述电源模块分别与所述控制模块、所述流量测量单元和所述电磁阀电连接。可选地，所述流量测量单元采用电磁流量计；所述电磁阀采用直动公式双向电磁阀。可选地，所述控制器还包括人机接口界面和开发接口模块。可选地，所述加药装置还包括与所述试剂暂存槽的输出端连接的手动加药旁路，以及设置在所述手动加药旁路上的手动截止阀和计量器。本专利技术还提供一种应用于上述加药系统的加药方法，其包括如下步骤：控制模块控制所述电磁阀打开，开始加药；控制模块持续接收所述流量测量单元输出的瞬时流量信号；控制模块根据接收结果控制所述电磁阀关闭，结束加药。有益效果：本专利技术所述加药系统通过流量测量单元、电磁阀和控制器形成一个反馈闭环控制系统，在该系统中，由控制模块控制加药管路上的电磁阀的开闭实现了加药过程的自动化，相比于现有人工计量加药方公式，降低了现场操作人员的辐射剂量及工作强度；而且，控制模块结合流量测量单元输出的瞬时流量信号来控制电磁阀关闭，有效提高了加药量精度，重复性好，尤其适合小剂量试剂加药过程。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的加药系统中加药装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的加药系统中控制器的结构框图；图3为图2中人机接口界面的示意图；图4为本专利技术实施例2提供的一种加药方法的流程图；图5为本专利技术实施例2提供的另一种加药方法的流程图。图中：1－试剂暂存槽；2－液位计；3－加药管路；4－流量测量单元；5－电磁阀；6－手动加药旁路；7－计量器；8～12－手动截止阀；13－控制模块；14－通信模块；15－第三方控制系统；16－开发接口模块；17－人机接口界面；18－开发接口模块。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供了一种加药系统，具体为一种试剂精确自动加药系统。如图1和图2所示，所述加药系统包括加药装置和控制器。加药装置包括试剂暂存槽1、与试剂暂存槽1的输出端连接的加药管路3，以及设置在加药管路3上的流量测量单元4和电磁阀5；试剂暂存槽1用于盛放原料试剂，流量测量单元4用于实时计量加药量并输出瞬时流量信号，电磁阀5用于控制加药管路3的连通和截止。控制器包括控制模块13，控制模块13分别与流量测量单元4和电磁阀5电连接，用于在加药时控制电磁阀5打开，并持续接收流量测量单元4输出的瞬时流量信号，以及根据接收结果控制电磁阀5关闭。其中，试剂暂存槽1的容积范围优选为30～50L。流量测量单元4可采用现有的电磁流量计，电磁流量计测量流速的范围优选为0.3～10m/s，公称通径范围优选为DN2.5～15mm。电磁阀5可采用现有的直动公式双向电磁阀，这种电磁阀为常闭型，即断电后关闭。控制模块13可以为可编程控制器，用于信号处理、计算及程序算法的实现等。本实施例中，通过流量测量单元、电磁阀和控制器形成一个反馈闭环控制系统，在该系统中，由控制模块控制加药管路上的电磁阀的开闭实现了加药过程的自动化，相比于现有人工计量加药方公式，降低了现场操作人员的辐射剂量及工作强度；而且，控制模块结合流量测量单元输出的瞬时流量信号来控制电磁阀关闭，有效提高了加药量精度，重复性好，尤其适合小剂量试剂加药过程。下面详细描述控制模块13的工作原理。控制模块13具体用于：利用流量累计算法对瞬时流量信号进行累积，以得到累积流量FQ；计算阈值A，其中阈值A＝加药量设定值C-加药量偏差值Q；当FQ≥A时，控制电磁阀关闭。本实施例中，在满足FQ≥(C-Q)时才关断电磁阀，即通过加药量滞后补偿的方公式提前关断电磁阀，避免了由于电磁阀和控制器等存在的误差而导致的加药量滞后，有效克服了系统滞后误差，可实现加药量的精确控制，从而实现标准试剂的精确、自动加药。其中，加药量设定值C和加药量偏差值Q可由本领域技术人员结合实际情况进行设定。进一步地，专利技术人经大量试验分析计算得出，加药量偏差值Q与电磁阀关断时瞬时流速F成近似线性关系，因此加药量偏差值Q采用如下公式(1)计算得到：Q＝B*F+X(1)在公式(1)中，B为偏差系数，F为电磁阀关断时瞬时流速，X为补偿值。本实施例中，如果加药装置的结构不变，则B和X均为常数，本领域技术人员可根据加药装置的实际结构来设定B和X的值。在实际应用中，可根据n组试验数据计算得出B和X的值。针对某一加药装置，得到试验数据如下表所示，试验次数n＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加药系统，其特征在于，包括加药装置和控制器，所述加药装置包括试剂暂存槽、与所述试剂暂存槽的输出端连接的加药管路，以及设置在所述加药管路上的流量测量单元和电磁阀，所述试剂暂存槽用于盛放原料试剂，所述流量测量单元用于实时计量加药量并输出瞬时流量信号；所述控制器包括控制模块，所述控制模块分别与所述流量测量单元和所述电磁阀电连接，用于控制所述电磁阀打开，并持续接收所述流量测量单元输出的瞬时流量信号，以及根据接收结果控制所述电磁阀关闭。

【技术特征摘要】
1.一种加药系统，其特征在于，包括加药装置和控制器，所述加药装置包括试剂暂存槽、与所述试剂暂存槽的输出端连接的加药管路，以及设置在所述加药管路上的流量测量单元和电磁阀，所述试剂暂存槽用于盛放原料试剂，所述流量测量单元用于实时计量加药量并输出瞬时流量信号；所述控制器包括控制模块，所述控制模块分别与所述流量测量单元和所述电磁阀电连接，用于控制所述电磁阀打开，并持续接收所述流量测量单元输出的瞬时流量信号，以及根据接收结果控制所述电磁阀关闭。2.根据权利要求1所述的加药系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：利用流量累计算法对所述瞬时流量信号进行累积，以得到累积流量FQ；计算阈值A，其中阈值A＝加药量设定值C-加药量偏差值Q；当FQ≥A时，控制所述电磁阀关闭。3.根据权利要求2所述的加药系统，其特征在于，所述加药量偏差值Q采用如下公式(1)计算得到：Q＝B*F+X(1)在公式(1)中，B为偏差系数，F为电磁阀关断时瞬时流速，X为补偿值。4.根据权利要求3所述的加药系统，其特征在于，所述偏差系数B采用如下公式(2)计算得到：在公式(2)中，Q0采用如下公式(3)计算得到，F0采用如下公式(4)计算得到：Q0＝(Qk+1+Qk+2+……+Qn)/(n-k)(3)F0＝(Fk+1+Fk+2+……+Fn)/(n-k)(4)所述补偿值X采用如下公式(5)计算得到：X＝[(Q1-B*F...

【专利技术属性】
技术研发人员：何坤，陶明杰，景欣，秦成立，云效国，王德军，崔海波，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11