节水控制方法 【技术领域】
本发明涉及补充清洁水的控制方法， 尤其是涉及一种节水控制方法。背景技术 电镀生产过程中， 一般使用自来水 ( 少量用纯水或软水 ) 清洗镀件。由于产品类 型、 工艺流程、 设备形式、 原水水质和管理水平等差异， 还没有一个普遍适用的单位镀件面 3 2 积的用水量 (m /m ) 标准。 目前对于用水量的控制主要依靠操作人员的经验， 以不出次品为 衡量标准。为了保证镀件清洗质量， 不惜使用过量的水。虽然大多数企业都有节水的要求， 但缺少可以量化的指标和控制手段。一般一家中型的电镀企业清洗用水点不会少于 10 个， 如果能有效控制水量， 节水的潜力十分巨大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以节省电镀漂洗中的用水量的节水控 制方法。
为解决上述技术问题， 本发明的一实施例提出一种节水控制方法， 包括以下步骤 ： 接收对多个水质级别的其中一水质级别的选定， 该多个水质级别中的每一水质级别对应至 少一水质参数的控制点 ； 检测一目标容器中的水的至少一水质参数 ； 比较该水质参数与该 选定的水质级别所对应的水质参数的控制点 ； 当该水质参数超过该选定的水质级别所对应 的水质参数的控制点时， 向该目标容器补充新鲜水 ； 以及当该水质参数达到该选定的水质 级别所对应的水质参数的控制点时， 停止向该目标容器补充新鲜水。
在本发明的一实施例中， 上述的至少一水质参数包括电导率、 pH 值、 ORP、 浊度、 色 度、 离子浓度及其组合。
在本发明的一实施例中， 上述的方法以恒定的基础补水流量向该目标容器补充新 鲜水， 且上述的方法还包括在一统计周期内根据未向该目标容器补充新鲜水的时间统计节 水量及节水率， 并显示该节水量及节水率。
在本发明的一实施例中， 上述的方法还包括显示该选定的水质级别。
在本发明的一实施例中， 上述的方法还包括接收对该水质级别的重新选定。
上述的流程是在用以进行水质参数检测的水质传感器正常时执行的， 而水质传感 器不正常时， 在一实施例中， 可以执行以下步骤 ： 接收一循环周期、 一节水率及一基础补水 流量的设定 ； 于一循环周期中的一开启时间内以该基础补水流量向该目标容器补充新鲜 水， 且于一关闭时间内停止向该目标容器补充新鲜水， 其中该开启时间及该关闭时间是由 该节水率确定。
本发明的另一实施例提出一种节水控制方法， 包括以下步骤 ： 接收一循环周期、 一 节水率及一基础补水流量的设定 ； 以及于一循环周期中的一开启时间内以该基础补水流量 向一目标容器补充新鲜水， 且于一关闭时间内停止向该目标容器补充新鲜水， 其中该开启 时间及该关闭时间是由该节水率确定。本发明由于采用以上技术方案， 使之与现有技术相比， 实现减少电镀生产过程中 的镀件清洗用水量， 达到节水效果。本发明可以在保证镀件清洗质量的前提下尽可能降低 用水量， 这种节水效果依靠人工管理是难以达到的。 附图说明
为让本发明的上述目的、 特征和优点能更明显易懂， 以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明， 其中 ：
图 1A 和图 1B 示出根据一实施例的节水控制装置结构图。
图 2 示出本发明一实施例的节水控制方法流程图。
图 3 示出本发明图 2 所示节水控制方法的变化例。
图 4A 和 4B 示出另一实施例的节水控制装置结构图。
图 5 示出本发明另一实施例的节水控制方法流程图。
图 6 示出本发明又一实施例的节水控制装置的控制器结构图。
图 7 示出本发明又一实施例的节水控制方法流程图。 具体实施方式 图 1A 和图 1B 示出根据一实施例的节水控制装置结构图。 请参照图 1A 和 1B 所示， 本实施例的节水控制装置 100 包括水质传感器 110、 控制器 120 及补水执行器 130。水质传 感器 110 用以检测各种工业应用场合中的一目标容器中的水的水质参数， 在本实施例中目 标容器是以电镀工艺中的漂洗槽 2 为例进行说明。尽管图 1A 中示例性地示出一个水质传 感器 110， 但可以理解的是， 本实施例中的水质传感器可以包含多个， 而水质传感器所检测 的水质参数包括但不限于， 电导率、 pH 值、 ORP、 浊度、 色度、 离子浓度等。水质传感器 110 所 检测的水质参数发送到控制器 120。
控制器 120 连接一个或多个水质传感器 110 及补水执行器 130。在本实施例中， 控制器 120 可进一步包括第一设定单元 122 和比较单元 124。第一设定单元 122 中预设多 个水质级别， 如 0 级 -10 级。设定水质级别越低， 则水质越好。每一水质级别对应于至少一 水质参数的控制点。第一设定单元 122 接收对其中一水质级别的选定， 作为预期水质级别。 在工作过程中， 比较单元 124 会比较来自水质传感器 110 检测的水质参数与选定的水质级 别所对应的水质参数控制点， 用来控制补水执行器 130 的补水， 以便使漂洗槽 2 中的水维持 在符合要求的预期水质级别。例如， 当水质参数超过 ( 大于 ) 选定的水质级别所对应的水 质参数控制点时， 补水执行器 130 被控制为向漂洗槽 2 补充新鲜水 ； 当该水质参数达到 ( 小 于或等于 ) 选定的水质级别所对应的水质参数控制点时， 补水执行器 130 被控制为停止向 漂洗槽 2 补充新鲜水。在本实施例中， 新鲜水是水质级别至少低于选定的水质级别的水， 一 般选用自来水或纯水。
以电导率作为水质参数为例， 选定装置正常工作时可能出现的电导率大致范围， 范围的下限以新鲜补充水为参照， 上限以镀件清洗用水可以接受的最高电导率为参照。电 导率范围的设置并不需要很精确， 只要将正常工作时电导率可能出现的区域包含在内， 上 下留出一定余量即可。假设新鲜补充水为自来水， 电导率一般为 600μS/cm 左右， 而镀件清 洗后水的电导率不能超过 1400μS/cm( 这可以通过生产性试验和数据积累来确定 )， 电导
率范围可以设定为 500 ～ 1500μS/cm。因此 0 级 -10 级这 11 个水质级别所对应的电导率 控制点分别为， 500μS/cm 为 0 级， 600μS/cm 为 1 级，……， 1300μS/cm 为 8 级， 1400μS/ cm 为 9 级， 1500μS/cm 为 10 级。
为了保证清洗后水质不超过 1400μS/cm 的标准， 可以对第一设定单元 122 设置一 个低于此值且有余量的控制点， 如设定为 1300μS/cm， 即水质 8 级。当清洗水水质级别上 升至 8 级以上 ( 即超过 1300μS/cm) 时， 比较单元 124 控制补水执行器 130 的自动阀门开 启， 新鲜水补充到漂洗槽 2 中， 槽中水的电导率随之下降 ； 当水质级别低于 8 级时， 比较单元 124 控制补水执行器 130 的自动阀门关闭停止补水， 周而复始， 清洗水质级别保持在 8 级， 即 1300μS/cm 左右。对于包含有一个或多个水质参数的水质级别设定， 其动作过程类似， 在此不再展开。
水质级别的引入大大简化了清洗水质控制的操作。如果希望提高清洗质量， 可以 在第一设定单元 122 中将水质级别由 8 级重新选定为 7 级或者更低。当然如果产品清洗质 量允许， 希望提高节水率， 也可以在第一设定单元 122 中将水质级别由 8 级重新选定到 9 级 或 10 级。用简单易懂的水质级别替代了复杂的各种水质参数， 可以使控制器的显示和操作 更为简单。另外， 控制器 120 还包括显示单元 126， 以便于显示屏上显示预设的水质级别。 因此如需要改变漂洗水的水质， 只需简单地调整水质级别， 而不需要关心实际的诸如电导 率等水质参数。
为便于操作和管理， 控制器 120 还可进一步支持时间设置、 密码设置、 基础流量设 置、 电导率校正、 统计周期设置等。根据使用权限分为基础设置和高级设置两类， 基础设置 供日常操作人员使用， 高级设置供专业人员使用。
例如， 控制器 120 还包含统计单元 128。在使用节水控制装置之前， 镀件清洗以恒 3 定的基础流量 V(m /h) 连续不断补水。 使用节水控制装置之后， 通过补水执行器 130 的自动 阀门控制补水， 在一个统计周期 T(min) 内累计有 Ton(min) 时间自动阀门开启， 有 Toff(min) 时间阀门关闭 (T ＝ Ton+Toff)。在补充水流量 V 不变的情况下， 统计单元 128 可以统计出这 3 一统计周期内的节水量 Q(m ) 和节水率 R(％ )。
Q(m3) ＝ VToff/60
R(％ ) ＝ Toff/T×100
节水率和节水量可以在通过显示单元 126 在显示屏上直接读取， 便于掌握节水效 果。时间周期可以根据需要设为日、 月、 年等。
在本实施例中， 水质传感器安装位置的合理与否直接影响到控制的灵敏度。水质 传感器的位置离补水点过近， 其所测得的水质优于远离补水点的部位， 可能造成部分镀件 清洗不彻底 ； 水质传感器的位置离补水点过远则补水效果的反馈时间过长， 可能会引起补 水过量， 降低节水率。 由于水质传感器的安装位置受到生产设备结构和镀件运行的限制， 因 此需要结合实际情况在保证清洗质量的前提下选择尽可能合理的位置。较佳地， 将水质传 感器安装在与补水点相同的漂洗槽内， 且与补水点相距最远的位置。
由以上实施例可以概括出本发明一实施例的节水控制方法的流程 200。参照图 2 所示， 其包括 ：
于步骤 201， 在控制器 120 接收对多个水质级别的其中一水质级别的选定， 其中在 第一设定单元 122 中， 预设的多个水质级别中的每一水质级别对应至少一水质参数的控制点； 于步骤 202， 水质传感器 110 检测目标容器中的水的至少一水质参数 ；
于步骤 203， 比较水质传感器 110 检测的水质参数与选定的水质级别所对应的水 质参数的控制点 ； 当水质传感器 110 检测的水质参数超过选定的水质级别所对应的水质参 数的控制点 ( 即当前水质级别高于预期水质级别 ) 时， 进入步骤 204， 补水执行器 130 向目 标容器补充新鲜水 ； 当水质传感器 110 检测水质参数达到选定的水质级别所对应的水质参 数的控制点 ( 即当前水质级别达到预期水质级别 ) 时， 进入步骤 205， 停止向目标容器补充 新鲜水 ( 即节水 )。
在图 3 所示的节水控制方法的变化例 200a 中， 是在步骤 206 进一步判断当水质传 感器 110 检测水质参数低于选定的水质级别所对应的水质参数的控制点时 ( 即当前水质 级别低于预期水质级别 )， 停止向目标容器补充新鲜水 ； 而当水质传感器 110 检测水质参数 达到选定的水质级别所对应的水质参数的控制点时， 补水执行器会继续保持原状态 ( 步骤 208)， 直到于步骤 207 判断超过回滞。
在本发明的实施例中， 上述的方法还可包括利用统计单元 128 统计出一统计周期 3 内的节水量 Q(m ) 和节水率 R(％ )。并且， 在显示单元 126 显示这些节水量、 节水率以及显 示选定的水质级别。
图 4A 和 4B 示出根据另一实施例的节水控制装置结构图， 其是采用时间型控制模 式。 时间型节水控制装置的主要作用是为使用者提供一种可以量化， 便于调节的节水工具。 时间型节水控制装置包括控制器 310 及补水执行器 320， 控制器 310 包含设定单元 312、 控 制单元 314 及显示单元 316， 用于节水控制参数的设置和控制。节水控制主要参数包括 ：
循环周期 Tc(min)， 在此周期内补水执行器开启、 关闭一次 ；
补水执行器在 Tc 周期内开启时间 Ton(min) ；
补水执行器在 Tc 周期内关闭时间 Toff(min) ；
补水基础流量 V(m3/h)
Tc 周期内的节水量 Qc(m3)
统计周期 T(min)， 此周期包含若干个循环周期 Tc
统计周期 T 内的节水量 Q(m3)
节水率 R(％ )
两批镀件清洗时间间隔 Tr(min)
以上参数相互之间的关系为 ：
Tc ＝ Ton+Toff
Qc ＝ V×Toff/60
R ＝ Toff/Tc×100
Tc ≈ Tr
T ＝∑ Tc
Q ＝ T/Tc×Qc
利用这些参数以及相互关系开发的程序软件与控制器硬件相结合， 可以为使用者 提供简便的节水控制操作和节水效果的数据统计。
控制器 310 通过设定单元 312 和显示单元 316 提供操作界面， 供使用者设置循环
周期 Tc， 然后设置希望达到的节水率 R， 基础补水流量 V， 以及可选地设置统计周期 T。设定 单元 312 可接收并保存这些设置。
控制单元 314 会按以上设置的参数控制补水执行器 320 动作。补水执行器 320 在 循环周期 Tc 内有 Toff 时间关闭 (Toff ＝ Tc×R/100)， Ton 时间开启 (Ton ＝ Tc-Toff)。
图 5 示出本发明另一实施例的节水控制方法的流程 400， 参照图 5 所示， 其包括设 定单元 312 接收循环周期、 节水率及基础补水流量的设定 401， 以及控制单元 314 根据节水 率确定循环周期 Tc 内的开启时间 Ton 和关闭时间 Toff， 且在开启时间 Ton 内向漂洗槽 2 补充 新鲜水， 在关闭时间内向漂洗槽 2 停止补充新鲜水 402。
控制器 310 还可进一步包括统计单元 318， 根据节水率 R 和基础补水流量 V 可以计 算出在一个循环周期 Tc 内的节水量 Qc(Qc ＝ V×Toff/60 或 Qc ＝ V×Tc/60×R/100)， 从而获 得一个统计周期 T 内的节水量 Q(Q ＝ T/Tc×Qc)。
根据时间型节水控制器的原理， 节水率 R 越高 (Toff 越大， Ton 越小 ) 清洗效果越差， 因此不能求节水率而牺牲清洗效果。 循环周期 Tc 的长短取决于镀件清洗的频率。 Tc 应该接 近两批镀件清洗的间隔时间 Tr， 尽可能使镀件清洗时清洗水处于流动状态。Tc 过大可能造 成某些批次的镀件得不到有效清洗， 而某些批次的镀件清洗用水过量， Tc 过小 ( 远小于 Tr) 补水执行器动作过于频繁， 影响使用寿命。 节水率相同， Tc 设置不恰当会引起不良的清洗效 果。 本实施例的一个应用例如下 ： 某电镀生产线使用时间型节水控制器， 两批镀件清 洗的时间间隔 Tr 为 6 分钟， 设置循环周期 Tc 为 5 分钟， 预设节水率 R 为 30 ％， 统计周期 3 T 为 8 小时 (480 分钟 )， 补水基础流量 V 等于 1.0m /h。在生产过程中每 5 分钟有 1.5 分 钟 (5 分钟的 30％ ) 补水执行器关闭， 其余 3.5 分钟开启， 在此循环周期内节水量为 Qc 为 3 0.025m (Qc ＝ V×Toff/60 ＝ 1×1.5/60)， 在一个统计周期内节水总量为 2.4m3(Q ＝ T/Tc×Qc ＝ 480/5×0.025)。经过一段时间运行后操作人员觉得镀件清洗质量正常， 还有节水余地， 通过控制器操作界面将节水率提高到 35％， 继续观察镀件清洗效果， 发现清洗镀件表面有 部位未洗清， 为保证清洗质量又将节水率调回到 30％。在镀件形状以及镀件频率基本相同 的情况下， 设置 30％的节水率是合适的。 节水率的设定原则是， 在保证镀件清洗质量前提下 提高节水率， 但又须留有余地， 防止工况变化影响清洗质量。
需要指出的是， 本发明的另一实施例还可将水质检测和时间控制结合起来， 从而 根据不同的情况选用不同的控制模式。图 6 示出本实施例的节水控制装置的控制器结构 图。 其中节水控制装置的结构与图 1A 类似， 包括水质传感器、 控制器 420 及补水执行器。 在 图 1B 所示实施例的基础上， 控制器 420 除包含第一设定单元 122、 比较单元 124、 显示单元 126、 统计单元 128 外， 还包含第二设定单元 312 和控制单元 314。参照图 7 所示， 在传感器 正常时， 由第一设定单元 122、 比较单元 124 工作在水质模式下， 执行流程 200 或 200a ； 在传 感器不正常时， 由第二设定单元 312 和控制单元 314 工作在时间模式下， 执行流程 400。
本发明上述实施例的节水控制方法， 为电镀漂洗用水的控制和节约提供一种科 学、 简便、 有效的技术手段， 在满足产品质量前提下实现用水量的最小化， 而这种节水效果 依靠人工操作管理是无法达到的。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上， 然其并非用以限定本发明， 任何本领域技 术人员， 在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范
围当以权利要求书所界定的为准。