(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利限公司16264本發(fā)明公開了應(yīng)用于油水渣分離器的控制采集油相高度采集水相高度采集渣相高度監(jiān)測電導(dǎo)宰變化監(jiān)測蜜度變化監(jiān)測溫度變化接收傳感器數(shù)據(jù)提取液位變化趨勢捉取電導(dǎo)率突變特征構(gòu)建乳化干擾預(yù)測模型修正排放閾值判斷真實油水界面識別分齋時問邏輯判斷是否滿足排放條件排油裝置排水裝置排渣裝置2數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述液位傳感器和物性傳感器的數(shù)據(jù)，并提取液位變化趨勢時間內(nèi)曲線正負變化的次數(shù)，計算得到波動頻率f,將獲取到的波動頻率f作為液位變化趨電導(dǎo)率突變特征提取方法為：設(shè)傳感器在時間序列上采集到的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)為：控制決策模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，根據(jù)識別出的真實油水界面位置及分離時3預(yù)測模型采用改進型決策樹算法構(gòu)建，具體包括：基于歷史運行數(shù)據(jù)與人工標(biāo)注結(jié)果，構(gòu)建包含液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征與乳化狀態(tài)標(biāo)簽的訓(xùn)練樣本集；采用信息增益率作為分裂準(zhǔn)則，建立用于乳化狀態(tài)分類的決策樹結(jié)構(gòu)；通過剪枝策略防止模型過擬合；在系統(tǒng)實時運行過程中，輸入當(dāng)前周期的特征向量，輸出是否存在乳化干擾的判斷結(jié)5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，其特征在于：在實際運行中實時采集傳感器數(shù)據(jù)，形成新的特征向量Xnew,輸入已訓(xùn)練完成的決策樹模型進行判斷，若模型輸出Ynew=1,判斷當(dāng)前液面處于乳化狀態(tài)，控制模塊據(jù)此暫停排放，并啟動乳化延遲處理邏輯；若模型輸出Ynew=0,則正常執(zhí)行當(dāng)前排放流程。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)識別出存在將液位波動程度和電導(dǎo)率突變程度轉(zhuǎn)化為模糊語言變量；通過模糊規(guī)則庫對輸入變量進行推理，輸出排放閾值修正量；采用重心法對模糊集合進行解模糊化處理，生成具體修正數(shù)值；將修正值應(yīng)用于當(dāng)前排水或排油液位閾值，用于延遲或調(diào)整排放觸發(fā)條件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制決策模塊判斷排放條件包括：獲取當(dāng)前油水界面高度、水渣界面高度、分離器運行時間、乳化狀態(tài)標(biāo)志和電導(dǎo)率穩(wěn)定若油水界面高度大于等于排油閾值，且處于非乳化狀態(tài)，且距離上次排油時間超過最若油水界面高度低于等于排水閾值，且處于非乳化狀態(tài)，且電導(dǎo)率變化穩(wěn)定，且滿足最若渣層高度達到設(shè)定閾值，或運行時間超過排渣周期，且滿足最小排渣間隔，則觸發(fā)排渣指令。4技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002]應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)是指一個專門用于管理和調(diào)節(jié)油、水和固體雜質(zhì)(三相)分離過程的自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測分離器內(nèi)各相物質(zhì)的狀態(tài)，利用程序設(shè)定的邏輯控制閥門、泵或攪拌裝置的運行，以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的油水渣分離，提高處理效率和資源回收率，同時減少人工干預(yù)和環(huán)境污染。[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足之處：[0004]在油水渣分離器的實際應(yīng)用中，高溫、高流速或攪拌等復(fù)雜工況下容易造成油水界面波動或形成乳化層，液位傳感器難以準(zhǔn)確識別真實分界位置，導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤判液位狀態(tài)。例如在重油廢水處理中，傳感器將乳化層誤判為水位，導(dǎo)致控制系統(tǒng)提前排放混合發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中不足。[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，[0009]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述液位傳感器和物性傳感器的數(shù)據(jù)，并提取液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征，構(gòu)建乳化干擾預(yù)測模型，用于判斷當(dāng)前液面是否存在乳化干[0010]控制決策模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，根據(jù)識別出的真實油水界面位置及分離時間邏輯，判斷是否達到排放條件；[0011]執(zhí)行模塊，包括與所述控制決策模塊連接的排油裝置、排水裝置和排渣裝置，用于在接收到排放指令時分別執(zhí)行油、水或渣的排放操作。[0012]優(yōu)選的，所述液位傳感器包括多點布設(shè)的液位檢測單元，沿油水渣分離器的垂直高度方向布設(shè)，用于分別對應(yīng)檢測油相、水相和渣相的高度。[0013]優(yōu)選的，所述物性傳感器包括電導(dǎo)率傳感器、密度傳感器和溫度傳感器，所述電導(dǎo)率傳感器用于檢測油水界面導(dǎo)電性變化，所述密度傳感器用于識別不同相介質(zhì)的密度分布，所述溫度傳感器用于提供介質(zhì)溫度信息。[0014]優(yōu)選的，所述液位變化趨勢特征提取方法為：設(shè)液位傳感器在時刻t輸出的液位高度為h(t),以長度為N的滑動窗口提取連續(xù)數(shù)據(jù)序列，對窗口內(nèi)數(shù)據(jù)序列，通過零交叉檢測方法計算單位時間內(nèi)曲線正負變化的次數(shù)，計算得到波動頻率f,將獲取到的波動頻率f作5為液位變化趨勢特征。[0015]優(yōu)選的，電導(dǎo)率突變特征提取方法為：設(shè)傳感器在時間序列上采集到的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)為：E={e?,e?,…,et,…};其中：et為第t個時刻采集的電導(dǎo)率值；設(shè)定兩條遞推路徑：正向偏差檢測：;負向偏差檢測：斷結(jié)果。穩(wěn)定性指標(biāo)；6擾狀態(tài)。系統(tǒng)引入決策樹識別模型與模糊邏輯動態(tài)修正策略，在實現(xiàn)排放決策智能判斷的[0035]2、本發(fā)明顯著提升了油水渣分離器在非理想工況下的運行適應(yīng)性和控制精度，不僅提高了油水分離效率與資源回收率，降低人工干預(yù)頻次，還大幅減少乳化造成的污染物誤排風(fēng)險，強化了排放合規(guī)性。該系統(tǒng)具備實時監(jiān)控、自學(xué)習(xí)優(yōu)化與反饋調(diào)節(jié)能力，廣泛適附圖說明[0036]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0037]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)思維導(dǎo)圖。具體實施方式[0038]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0039]實施例，請參閱圖1所示，本實施例所述應(yīng)用于油水渣分離器的控制系統(tǒng)，包括液[0042]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收所述液位傳感器和物性傳感器的數(shù)據(jù)，并提取液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征，構(gòu)建乳化干擾預(yù)測模型，用于判斷當(dāng)前液面是否存在乳化干[0043]控制決策模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，根據(jù)識別出的真實油水界面位置及分[0044]執(zhí)行模塊，包括與所述控制決策模塊連接的排油裝置、排水裝置和排渣裝置，用于在接收到排放指令時分別執(zhí)行油、水或渣的排放操作。[0045]在本發(fā)明的油水渣分離器的控制系統(tǒng)中，設(shè)置有液位傳感器組件，用于對分離器內(nèi)的多相介質(zhì)高度進行實時監(jiān)測，以便系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷油、水及渣層的界面位置和厚度，從而為后續(xù)排放控制提供數(shù)據(jù)支持。[0046]所述液位傳感器可采用多點安裝或多層識別式結(jié)構(gòu)，分別布設(shè)于分離器腔體的不同垂直高度處，以對應(yīng)油相層、水相層和渣相層的常規(guī)分布區(qū)域。其中，液位傳感器采用靜壓式液位傳感器或電容式液位傳感器，也可根據(jù)實際工況選用雷達波液位計或超聲波傳感[0047]每個液位傳感器實時輸出一個表示液面高度的信號，該信號通過模擬量或數(shù)字量接口傳輸至控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集模塊。為提升測量精度，傳感器具備自動溫度補償功能，以適應(yīng)高溫、高油性環(huán)境下的工作條件。7[0048]在運行過程中，液位傳感器不僅可采集到靜態(tài)分離狀態(tài)下各相層的高度，還能識別液位波動趨勢，提供連續(xù)的液位變化曲線，輔助判斷是否存在油水混合、界面波動或乳化[0049]具體而言，當(dāng)液位傳感器在設(shè)定時間窗內(nèi)檢測到油水界面高度劇烈波動，或水層厚度短時間內(nèi)大幅上升但物性參數(shù)未發(fā)生變化時，系統(tǒng)將初步判定存在乳化干擾，此時液位數(shù)據(jù)將與其他傳感器(如密度、電導(dǎo)率)聯(lián)合分析，以進一步判斷是否滿足真實排放條件。[0050]通過該液位傳感器系統(tǒng)的實施，可實現(xiàn)對油相、水相及渣相的多相液面分層識別與動態(tài)監(jiān)控，顯著提高控制系統(tǒng)對分離過程的實時掌握能力，避免因液位誤判導(dǎo)致的錯誤排放或資源浪費。[0051]為提高油水渣分離器在復(fù)雜工況下對油水界面識別的準(zhǔn)確性，本發(fā)明進一步設(shè)置有物性傳感器單元，用于采集分離介質(zhì)的電導(dǎo)率、密度和溫度等物理性質(zhì)參數(shù)，從而輔助液位識別，增強控制系統(tǒng)的多源數(shù)據(jù)綜合判斷能力。[0052]所述物性傳感器可包括但不限于以下幾種類型：[0053]電導(dǎo)率傳感器：用于測量不同相介質(zhì)之間的導(dǎo)電性能變化。由于油相、電導(dǎo)率極[0054]密度傳感器：采用微差壓式或浮筒式原理，檢測不同液層密度差異。重油、水及沉渣的密度不同，傳感器可用于分辨分層結(jié)構(gòu)是否清晰、是否存在乳化。[0055]溫度傳感器：用于檢測分離介質(zhì)的整體和局部溫度分布，提供熱場信息，并作為溫度補償基準(zhǔn)，提升其他傳感器的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。[0056]在實施過程中，物性傳感器被布設(shè)于分離器的不同高度段或界面附近的關(guān)鍵區(qū)域，傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)字化處理。該模塊實時接收物性數(shù)據(jù)，與液位傳感器提供的高度信息進行交叉驗證，形成一套完整的分離狀態(tài)判斷機制。[0057]例如，當(dāng)液位傳感器檢測到水位高度超過排放閾值，但電導(dǎo)率變化不明顯或密度變化異常平緩時，系統(tǒng)判斷當(dāng)前狀態(tài)為油水混合或乳化狀態(tài)，從而阻止排水閥提前打開，避免錯誤排放未分離完全的混合液。[0058]此外，物性傳感器的數(shù)據(jù)也可用于識別運行異常，如溫度急劇上升提示加熱異常，或密度突變預(yù)警雜質(zhì)突入。所有傳感器數(shù)據(jù)均可被記錄并用于后續(xù)的分離效率評估與控制策略優(yōu)化。[0059]通過引入該物性傳感器系統(tǒng)，本發(fā)明有效克服了傳統(tǒng)僅依賴液位檢測存在的誤判問題，實現(xiàn)了對油水界面的多參數(shù)協(xié)同識別與動態(tài)修正控制，顯著提升了系統(tǒng)的智能化水平和運行穩(wěn)定性。[0060]本發(fā)明的油水渣分離器控制系統(tǒng)中，設(shè)置有數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收來自液位傳感器和物性傳感器的多源數(shù)據(jù)，執(zhí)行特征提取與智能判別操作，構(gòu)建基于液面行為特征與物性突變特征的乳化干擾預(yù)測模型，以實現(xiàn)對排放條件的智能判定與動態(tài)修正。[0061]所述數(shù)據(jù)處理模塊可由嵌入式處理器(如ARM架構(gòu)芯片)、工業(yè)計算機或邊緣計算單元組成，內(nèi)部集成一組針對乳化狀態(tài)識別的處理算法，主要包含：[0062]液位傳感器輸出的實時高度信號、物性傳感器輸出的電導(dǎo)率、密度及溫度等數(shù)據(jù)被統(tǒng)一采集，并進行時間同步、去噪濾波與標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)源一致性與處理精度。8[0064]設(shè)液位傳感器在時刻t輸出的液位高度為h(t),以長度為N的滑動窗口提取連續(xù)數(shù)為采樣點數(shù)(例如30點，對應(yīng)10秒采樣窗口);Ht為當(dāng)前滑動窗口內(nèi)的液位數(shù)據(jù)序列。對窗口內(nèi)數(shù)據(jù)序列Ht,提取波動頻率f,通過零交叉檢測方法計算單位時間內(nèi)曲線正負變化的St=max(0,St-1+(et-μo-k));負向偏差檢測(電導(dǎo)率突然下降):SE=max(0,SE-1+(μ?-et-k));[0068]在每一個采樣時刻t,系統(tǒng)判斷：若St>h,則認(rèn)為發(fā)生電導(dǎo)率正向突變(可能由水分層進入或混合層消散引起);若S>h,則認(rèn)為發(fā)生電導(dǎo)率負向突變(可能由油水混合或乳化加重引起);若兩者均小于h,則系統(tǒng)認(rèn)[0070]將獲取到的液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征作為決策樹模型的輸入特征向9[0076]系統(tǒng)在實際運行中實時采集傳感器數(shù)據(jù)，形成新的特征向量Xnew,輸入已訓(xùn)練完成的決策樹模型進行判斷，若Ynew=1,系統(tǒng)判斷當(dāng)前液面處于乳化狀態(tài)，控制模塊據(jù)此暫停排放，并啟動乳化延遲處理邏輯；若Ynew=0,則正常執(zhí)[0077]若系統(tǒng)判定存在乳化干擾，則暫緩當(dāng)前排放指令，并根據(jù)液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征，動態(tài)修正液位排放閾值，本發(fā)明引入模糊邏輯控制算法對液位排放閾值進[0078]將液位變化趨勢特征和電導(dǎo)率突變特征作為模糊邏輯的輸入項，將液位排放閾值修正量作為模糊邏輯的輸出項，將其轉(zhuǎn)化為模糊語言變量。其在不同語言值上的隸屬度，從而完成數(shù)值到模糊集合的轉(zhuǎn)化。[0080]模糊控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)了一組“如果…則…”形式的控制規(guī)則，用于描述輸入變量與輸[0083]此步驟中，系統(tǒng)將當(dāng)前輸入所對應(yīng)的模糊等級與所有規(guī)則中的前提條件進行匹配，找出所有滿足條件的模糊規(guī)則。[0084]對于所有匹配成功的規(guī)則，系統(tǒng)根據(jù)輸入變量的隸屬度，確定每條規(guī)則的激活強度。激活強度反映了當(dāng)前輸入條件對該規(guī)則輸出結(jié)論的影響程度。若多個規(guī)則被同時激活，則每條規(guī)則將根據(jù)其激活度對最終控制結(jié)果產(chǎn)生不同程度的貢獻。[0085]將所有被激活規(guī)則的輸出部分進行合成，形成一個綜合的模糊輸出集合。此集合模糊隸屬度。[0086]這一步的結(jié)果是一個模糊集合，它包含了所有可能輸出的排放閾值修正量及其對應(yīng)的重要程度，體現(xiàn)出當(dāng)前系統(tǒng)對控制動作的不確定性容忍能力。[0087]為了使控制系統(tǒng)能夠?qū)ε欧砰撝底龀鼍唧w調(diào)整，需要將模糊輸出集合轉(zhuǎn)換為明確的數(shù)值結(jié)果。系統(tǒng)采用重心法(或稱“質(zhì)心法”)對模糊集合進行處理，計算出一個代表性的[0088]該修正量會直接作用于當(dāng)前排放控制邏輯中設(shè)定的液位閾值，使排油或排水操作的觸發(fā)條件在本周期中得到適當(dāng)調(diào)整，避免在乳化狀態(tài)下誤判排放時機。[0089]數(shù)據(jù)處理模塊還具備模型自學(xué)習(xí)功能，可根據(jù)后續(xù)排放結(jié)果與實際分離效率反向修正預(yù)測模型的參數(shù)，提高系統(tǒng)的長期自適應(yīng)能力和準(zhǔn)確率。通過該數(shù)據(jù)處理模塊的引入，本發(fā)明能夠在復(fù)雜工況下實現(xiàn)對乳化干擾的智能識別與干預(yù)控制，從而顯著提高油水渣分離的穩(wěn)定性和排放合規(guī)性，克服傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中對乳化誤判導(dǎo)致的排放失效問題。[0090]控制決策模塊實時接收以下核心參數(shù)：當(dāng)前識別出的油水界面位置高度How;當(dāng)前識別出的水渣界面位置高度Hws;分離器已運行的累計時間Trun;當(dāng)前分離狀態(tài)是否存在乳化干擾(布爾值標(biāo)志);液位變化趨勢與電導(dǎo)率穩(wěn)定性標(biāo)識；上一次排放時間Tlast與最小間[0091]控制決策模塊首先判斷當(dāng)前是否滿足油相排放的條件，該判斷依據(jù)如下：[0092]當(dāng)前油水界面的位置高于或等于預(yù)設(shè)的排油高度閾值，即液位已達到可排油的上限；當(dāng)前系統(tǒng)識別結(jié)果表明未處于乳化干擾狀態(tài)，以確保界面清晰、分離充分；自上一次排油操作以來，系統(tǒng)運行時間已超過設(shè)定的最小排油時間間隔。[0093]當(dāng)上述三個條件同時滿足時，控制系統(tǒng)認(rèn)定已達到油相排放條件，發(fā)出排油指令，啟動相應(yīng)的排油裝置進行排放。[0095]當(dāng)前識別的油水界面位置低于或等于預(yù)設(shè)的排水液位閾值，表明水位上升至設(shè)定的排放水平；[0096]當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)為非乳化狀態(tài)，確保排放水層未混有油分；[0097]電導(dǎo)率監(jiān)測結(jié)果處于穩(wěn)定狀態(tài)，即未變化量小于預(yù)設(shè)容差為標(biāo)準(zhǔn)；距離上一次排水操作的系統(tǒng)運行時間已達到設(shè)定的最小排水間隔周期。[0098]在以上條件全部成立的情況下，控制決策模塊即發(fā)出排水指令，[0099]最后，控制系統(tǒng)判斷是否需執(zhí)行渣相排放，該判斷基于以下任一主條件和一項時[0100]當(dāng)前檢測的渣層高度大于或等于預(yù)設(shè)的排渣閾值，表示底部沉渣已積累至可排放狀態(tài)；或者系統(tǒng)已運行超過預(yù)設(shè)的最長允許運行周期，即使未檢測到渣層超限也應(yīng)進行周期性排渣維護；同時，系統(tǒng)確認(rèn)自上一次排渣操作以來已超過最小排渣間隔時間，避免過頻[0101]只要上述條件之一與時間條件同時成立，即觸發(fā)排渣指令，控制系統(tǒng)驅(qū)動排渣裝[0102]在本發(fā)明的油水渣分離器控制系統(tǒng)中，設(shè)置有執(zhí)行模塊，用于接收來自控制決策模塊發(fā)出的排放指令，并按照指令內(nèi)容分別執(zhí)行油相、水相或渣相的排放操作。該模塊是實現(xiàn)自動化分離控制的終端執(zhí)行單元，其組成及功能如下：[0103]執(zhí)行模塊包括以下子裝置：[0104]排油裝置：通常設(shè)置在分離器上部，用于排出浮在頂部的油層。排油裝置可以包括電動球閥、電磁閥、隔爆型油泵等執(zhí)行機構(gòu)，用于在接收到排油指令時開啟油相排出口并啟動泵送或重力排放。[0105]排水裝置：通常設(shè)置于分離器中部或靠近底部的中間位置，用于排出水相。排水裝置一般采用電動閥門配合變頻水泵，根據(jù)控制決策模塊的指令，精準(zhǔn)控制排水流量和時間，確保水層被充分排出而不夾帶油或渣。[0106]排渣裝置：設(shè)置在分離器最底部，主要用于排出沉積在底部的固體雜質(zhì)或顆粒狀廢渣。排渣裝置可采用自動排渣閥、螺旋出渣機構(gòu)或脈沖式氣動裝置，在接收到排渣指令時[0107]執(zhí)行模塊與控制決策模塊通過有線或無線通信方式連接，響應(yīng)邏輯如下：[0108]接收排放指令：當(dāng)控制決策模塊判斷達到排油、排水或排渣條件后，向執(zhí)行模塊發(fā)送對應(yīng)排放類型的控制指令。[0110]接收到排油指令→啟動排油泵/閥；11[0111]接收到排水指令→啟動排水泵/閥；[0112]接收到排渣指令→打開排渣機構(gòu)或閥門。[0113]執(zhí)行狀態(tài)反饋：各執(zhí)行裝置均配有運行狀態(tài)檢測傳感器(如開關(guān)位置反饋、流量傳感器、電