[发明专利]支路电解压载水电解液液位稳定加药装置和液位稳定方法

说明书

一种支路电解压载水电解液液位稳定加药装置和液位稳定方法，加药装置包括电解液储罐和控制器，在电解液储罐装有液位计；在该电解液储罐的电解液出口依次连接有变频离心水泵、压力表、电磁流量计和气动调节阀门；控制器的输入端分别与该液位计、压力表和电磁流量计的信号输出端连接；该控制器的一个输出端通过变频水泵用变频器与变频离心水泵连接；该控制器的另一个输出端与气动调节阀门的控制端连接。本发明的优点是：通过配合相关硬件设备和模糊控制算法，将原来控制液位稳定的方法，由无参数控制或单一的变频控制方式优化为变频加比例调节阀的双参数控制，并引入模糊控制算法，实现液位特别是在突变工况下的稳定控制，提高了系统运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种支路电解压载水电解液液位稳定加药装置以及采用该装置的液位稳定控制方法，适用于船用环境下加药点处复杂工况，保证储罐液位稳定避免出现满罐，抽空等状态的加药装置。

背景技术

传统加药方法适用于陆用工况稳定状态，多采用由无参数控制的直接加药方式或单一变频参数控制的加药方式。在工况复杂的船舶环境，如压载过程满舱切换至空舱等背压突变状态，运用传统加药方式容易出现缓冲罐液位无法稳定控制，甚至出现液位抽空损坏加药泵或者液位满罐漏水的状况。

传统的液位控制系统大多采用PID控制，由于常规PID控制器结构简单，使用方便，被广泛使用。PID控制方法对线性系统的控制效果非常优秀，但是对非线性、工况复杂的系统往往不能达到理想的效果。对于这种系统，很难建立精确的数学模型，而有经验的操作人员进行手动控制却能达到较好的效果。由此，一些学者提出了模糊控制的理论。

模糊控制是一种把逻辑规则的语言表达转化为相关控制量的新型控制理论，不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据，适于解决常规控制难以解决的非线性、时变及滞后系统。

传统加药控制方法多适用于陆用工况稳定状态，对于船舶复杂工况，会出现运行不稳定甚至损坏设备的情况。

发明内容

本发明提供一种支路电解压载水电解液液位稳定加药装置和液位稳定方法，以解决现有技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种支路电解压载水电解液液位稳定加药装置，其特征在于，包括电解液储罐、变频离心水泵、电磁流量计、气动调节阀门、变频水泵用变频器和控制器，在该电解液储罐的顶部和底部分别设有电解液入口和电解液出口，在该电解液储罐装有液位计；在该电解液出口依次通过连接管路连接有变频离心水泵、压力表、电磁流量计和气动调节阀门；控制器的输入端分别与该液位计、压力表和电磁流量计的信号输出端连接；该控制器的一个输出端通过变频水泵用变频器与变频离心水泵连接；该控制器的另一个输出端与气动调节阀门的控制端连接。

一种采用所述支路电解压载水电解液液位稳定加药装置的液位稳定方法，其特征在于，运行时，通过液位计采集电解液储罐的液位信号，通过变频控制调整变频离心水泵的转速和气动调节阀门的开度，实现储罐液位稳定控制，并通过电磁流量计监视加药状态；当注入点工况突变时，能够通过变频离心水泵出口的比例阀门和变频离心水泵频率的同步快速调节，使系统快速进入稳定工作状态。

本发明的优点是：通过配合相关硬件设备(变频器和比例调节阀)和优化控制逻辑(模糊控制算法)，将原来控制液位稳定的方法，由无参数控制或单一的变频控制方式优化为变频加比例调节阀的双参数控制，并引入模糊控制算法，实现液位特别是在突变工况下的稳定控制，提高了系统运行的稳定性。

附图说明

图1是本发明加药装置的整体构成示意图；

图2是本发明控制方法中E、ΔE、Kp、Kv的隶属度函数图。

附图标记说明：1、电解液入口，2、液位计，3、电解液储罐，4、变频离心水泵，5、压力表，6、电磁流量计，7、气动调节阀门，8、变频水泵用变频器，9、控制器，10、连接管路，11、电解液出口。

具体实施方式