本发明属于过滤器反冲洗，尤其涉及一种用于集成式过滤器的反冲洗系统及其控制方法。
背景技术：
1、过滤器被广泛应用在化工，水处理，涂装，食品等行业，配装在流体管道上用于过滤管道流体介质，根据工艺的精度要求，过滤器内往往装配不同目数的过滤元件，可达到不同的过滤效果，因此过滤器适用于以下多个行业：化工行业中的物料的初效过滤，中效过滤，精细过滤等环节；水处理行业中的污水处理物理隔离环节，纯水的初效过滤中效过滤等；涂装行业中的前处理系统，液体喷漆车间；食品行业中的液体的初效过滤，卫生级过滤等。
2、然而，现有的过滤器在长时间运行后，内部设置的滤篮滤网和斜板等过滤元件容易堵塞，进而影响到过滤效率，虽然可采用传统的手动清洗，但手动清洗方式效率低下且必须停机后进行清洗操作，无法实现连续生产，进而影响了生产使用进程。尤其是在汽车制造业涂装前处理的生产使用过程中，液体使用量大因此需要大流量过滤器以满足其过滤需求，此外，使用后的待过滤液体中存在着胶质和各种金属杂质，而胶质会粘附于过滤元件的过滤孔处且随时间堆积越来越难以清除，进而导致过滤器的过滤元件更容易发生堵塞甚至影响使用寿命，并且磁性过滤元件随着吸附的杂质堆积也会造成过滤效果在使用过程中逐渐降低。
3、经检索，现有公告号为cn107158782b的中国发明文件公开了一种基于流固耦振的高水基过滤系统反冲洗装置及方法，“该装置包括设置在过滤器内的滤芯、射流储液腔、引流部件、顺时针射流管和逆时针射流管；高水基液压泵与引流部件的第一通道间设置有流量计和节流阀；引流部件的第二通道通过射流储液腔与插装阀的p进液口连通，插装阀的a出液口和b出液口分别与顺时针射流管和逆时针射流管连通，顺时针射流管和逆时针射流管上分别设置有多个与滤芯横截面圆周斜相交的顺时针射流孔和逆时针射流孔，插装阀和节流阀的控制端以及流量计的输出端与plc控制器连接”，通过该装置及方法具有一定的反冲洗效果，但是，该装置和方法主要适用于煤矿综采工作面，由于应用领域的局限导致所采用的过滤器过滤结构和方式单一，因此该发明中针对过滤器所设计的控制方法同样具有一定的局限性；此外，该反冲洗过程中会中断正常的过滤进程，并且反冲洗的效率完全依赖于高水基液压泵。
技术实现思路
1、为解决以上所述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于集成式过滤器的反冲洗系统及其控制方法，通过自动化监测和智能控制，实现不停机自动反冲洗，降低人力成本，提升生产效率。系统通过精确控制清洗流程，延长过滤器使用寿命，同时利用加压排空技术提高排污效率，确保了过滤器的稳定和高效运行。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明的第一方面，提供一种用于集成式过滤器的反冲洗系统，所述过滤器包括过滤区和洁净水箱，所述过滤器的进口端和出口端分别设置有进口阀门和出口阀门，所述过滤区包括滤篮区、磁棒区和斜板区，所述洁净水箱顶端设有排气阀，所述滤篮区、磁棒区、斜板区和洁净水箱自过滤器入口端至出口端分布相接，使待过滤液体自进口阀门进入并依次经滤篮区、磁棒区、斜板区、洁净水箱后从出口阀门处排出，所述过滤器受所述反冲洗系统控制进行反冲洗；所述反冲洗系统包括控制模块、反冲洗模块和管路模块；
4、所述管路模块包括的循环旁路，所述循环旁路两端分别与过滤器进出口端相接且与所述过滤器的出口端管路之间设有旁路阀门，所述循环旁路上设有排污管路，所述排污管路与各过滤区之间均设有一排污阀，所述排污管路上设有与所述排气阀连通的排气管路；
5、所述反冲洗模块包括反冲泵、反冲阀和反冲洗管路，所述反冲泵的入口与所述洁净水箱相连通，且所述反冲泵的出口通过反冲洗管路并联连通至各过滤区，位于各过滤区内的反冲洗管路末端设有朝向所述过滤元件的喷淋头，且所述反冲洗管路与各过滤区之间均设有一反冲阀；
6、所述控制模块包括检测单元和plc控制器，所述检测单元包括用于检测并记录过滤器的运行时长的时间检测单元、用于检测过滤器出口处实时流量的流量检测单元、用于检测过滤区内外侧压差和单位时间内同一过滤区的报警次数的压差检测单元和用于检测洁净水箱内液位高度和充盈情况的液位检测单元；
7、所述控制模块通过plc控制器接收来自各检测单元的数据信号以实时监测过滤器的运行时长、过滤器的出口端流量、滤篮区及斜板区的压差及报警频次，并根据预设的判断条件切换至过滤器的对应工作模式以实现不停机反冲洗，所述过滤器的工作模式包括过滤运行模式、整体反冲洗模式、独立反冲洗模式和手动干预模式，同时，当恢复至正常的过滤运行模式时，plc控制器根据洁净水箱内液位高度控制排气阀的开关。
8、本发明的第二方面，提供一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，包括以下步骤：
9、s1、当过滤器启动时，通过时间检测单元开始记录过滤器的运行时长，当运行时长达到预设的反冲洗间隔时间时，plc控制器控制过滤器切换至整体反冲洗模式进行整体反冲洗循环，并且对流量在单位时间内的异常次数的计数加一，反冲洗完成后，控制切换回过滤运行模式，所述运行时长重置归零并重新开始计时；
10、s2、通过流量检测单元监测过滤器出口端的流量，当流量自正常设定值以上降低至低于正常设定值时，plc控制器控制过滤器切换至整体反冲洗模式进行整体反冲洗循环，反冲洗完成后，控制切换回过滤运行模式，所述运行时长重置归零并重新开始计时；
11、s3、通过压差检测单元监测滤篮区及斜板区的压差，当上述任意一个过滤区的压差超过设定的压差阈值0.2bar时，压差异常的过滤区在单位时间内的报警次数的计数加一，plc控制器控制过滤器切换至独立反冲洗模式针对压差异常的过滤区进行独立反冲洗循环，反冲洗过程中所述运行时长计时暂停，反冲洗完成后，控制切换回过滤运行模式，所述运行时长同步减去指定时长；
12、s4、当检测到在同一过滤区的单位时间内的计数频繁时，触发报警，plc控制器控制过滤器切换至手动干预模式进行针对性反冲洗循环，反冲洗过程中所述运行时长计时暂停，反冲洗完成后，控制切换回过滤运行模式，所述运行时长同步减去指定时长，同时，在同一过滤区的单位时间内的计数重置归零并重新开始计数。
13、作为优选的技术方案，所述方法还包括步骤s5、在步骤s1至步骤s4中，当完成反冲洗循环后切换回过滤运行模式时，排气阀维持打开状态，同时，通过液位检测单元实时监测过滤器洁净水箱内的液位高度，当监测到液位高度高于设定的液面高度位置时，plc控制器控制排气阀关闭，维持过滤运行模式。
14、作为优选的技术方案，在步骤s1中，所述预设的反冲洗间隔时间根据实际工作中的过滤介质的特性、过滤元件的堵塞速率以及清洁周期决定。
15、作为优选的技术方案，所述循环旁路的入口管道内还安装有旁路滤篮和旁路压差传感器，所述旁路压差传感器接入压差检测单元内，所述步骤s3中，当旁路压差传感器检测到压差超过设定的压差阈值的0.2bar时，触发报警提示对旁路滤篮进行人工清洗。
16、作为优选的技术方案，在所述步骤s4中，当半小时内同一过滤区的报警计数超过3次时，plc控制器控制报警启动并提示进行手动干预处理。
17、作为优选的技术方案，在所述步骤s2中，若流量在单位时间内的异常次数的计数频繁时，则停机并进行人工清洗；在所述步骤s4中，若在经过针对性反冲洗操作后，压差频繁异常的过滤区处的压差仍未恢复时，则停机并进行人工清洗。
18、作为进一步优选的技术方案，在各模式下通过plc控制器控制各阀门的调节步骤包括：
19、首先，控制旁路阀门打开，并关闭进口阀门和出口阀门，使待过滤液体的循环通路自过滤器内部切换至循环旁路内；
20、然后，开启反冲泵进行反冲洗：
21、在整体反冲洗模式下，根据过滤器入口端至过滤器出口端的各过滤区的设置位置顺序，依次打开滤篮区、磁棒区、斜板区对应的排污阀和反冲阀，对各过滤区内的过滤元件进行逐一反冲洗清洁；
22、在独立反冲洗模式下，当压差异常发生在滤篮区时，依次打开压差异常的滤篮区和与该滤篮区相邻的后一磁棒区所对应的排污阀和反冲阀，对滤篮区和磁棒区内的过滤元件进行逐一反冲洗清洁；当压差异常发生在斜板区时，打开该斜板区所对应的排污阀和反冲阀，对斜板进行反冲洗清洁；
23、在手动干预模式下，根据压差报警计数情况，操作人员直接控制与压差频繁异常相关的过滤区所对应的排污阀和反冲阀的开闭和反冲泵的启停；
24、最后，在反冲洗清洁完成后，停止反冲泵，关闭反冲阀门，打开排气阀，重新打开进口阀门，关闭排污阀；打开出口阀门并关闭旁路阀门，使过滤器恢复至正常的过滤运行模式。
25、进一步地，所述磁棒区在进行反冲洗清洁前，先控制磁棒区的气缸启动并通过磁棒区气缸提升磁棒，使磁棒和磁棒套管脱离，并在磁棒区完成清理后，控制磁棒下降并回落至原位。
26、进一步地，所述反冲洗系统还包括加压排空管路，所述加压排空管路上设有压空阀门，所述加压排空管路的入口接于加压泵，且所述加压排空管路的出口与所述过滤器和各阀门相接，在各模式下，当排污阀打开时，压空阀门打开并向过滤器内加压。
27、如上所述，本发明具有以下有益效果：
28、(1)本发明的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统及其控制方法，通过控制模块能够在过滤器运行时通过检测单元监测过滤器各过滤区的状态，当符合清洗条件后自动切换至过滤器的对应工作模式，通过自动检测堵塞情况并执行反冲洗操作能够实现不停机的自动反冲洗，减少了人工监控的需求，节省了人力成本，提高了系统的自动化水平，减少了生产中断时间，进而提高了过滤器的工作效率；并且通过精确控制清洗流程和定期清洗，确保了过滤器的稳定运行，能够延长过滤器的使用寿命，同时降低了维护成本。
29、(2)本发明的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统及其控制方法，通过在反冲洗过程中将待过滤液体的循环路径自过滤器切换至循环旁路，并在各个环节清洗完毕后，使待过滤液体重新经过滤器循环，确保了系统的高效运行，减少了因堵塞后进行清洗所导致的生产停滞时间。
30、(3)本发明的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统及其控制方法，通过将各过滤区接入加压排空管路，能够在相应过滤区排污阀门打开并进行排污时，通过向内加压通气加快排污速度，缩短排污时间，提升整体的清洗效率。
1.一种用于集成式过滤器的反冲洗系统，所述过滤器包括过滤区和洁净水箱(5)，所述过滤器的进口端和出口端分别设置有进口阀门(11)和出口阀门(12)，其特征在于，所述过滤区包括滤篮区(2)、磁棒区(3)和斜板区(4)，所述洁净水箱(5)顶端设有排气阀(631)，所述滤篮区(2)、磁棒区(3)、斜板区(4)和洁净水箱(5)自过滤器入口端至出口端分布相接，使待过滤液体自进口阀门(11)进入并依次经滤篮区(2)、磁棒区(3)、斜板区(4)、洁净水箱(5)后从出口阀门(12)处排出，所述过滤器受所述反冲洗系统控制进行反冲洗；所述反冲洗系统包括控制模块、反冲洗模块和管路模块；
2.如权利要求1所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，还包括步骤s5、在步骤s1至步骤s4中，当完成反冲洗循环后切换回过滤运行模式时，排气阀(631)维持打开状态，同时，通过液位检测单元实时监测过滤器洁净水箱(5)内的液位高度，当监测到液位高度高于设定的液面高度位置时，plc控制器控制排气阀(631)关闭，维持过滤运行模式。
4.根据权利要求2所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，在步骤s1中，所述预设的反冲洗间隔时间根据实际工作中的过滤介质的特性、过滤元件的堵塞速率以及清洁周期决定。
5.根据权利要求2所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，所述循环旁路(61)的入口管道内还安装有旁路滤篮(612)和旁路压差传感器，所述旁路压差传感器接入压差检测单元，所述步骤s3中，当旁路压差传感器检测到压差超过设定的压差阈值的0.2bar时，触发报警提示对旁路滤篮(612)进行人工清洗。
6.根据权利要求2所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，在所述步骤s4中，当半小时内同一过滤区的报警计数超过3次时，plc控制器控制启动报警并提示进行手动干预处理。
7.根据权利要求2所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，
8.根据权利要求2至7任意一项所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，在各模式下通过plc控制器控制各阀门的调节步骤包括：
9.根据权利要求8所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，所述磁棒区(3)在进行反冲洗清洁前，先控制磁棒区(3)的气缸启动并通过磁棒区(3)气缸提升磁棒(31)，使磁棒(31)和磁棒套管(32)脱离，并在磁棒区(3)完成清理后，控制磁棒(31)下降并回落至原位。
10.根据权利要求9所述的一种用于集成式过滤器的反冲洗系统的控制方法，其特征在于，所述反冲洗系统还包括加压排空管路，所述加压排空管路上设有压空阀门(64)，所述加压排空管路的入口接于加压泵，且所述加压排空管路的出口与所述过滤器和各阀门相接，在各模式下，当排污阀(621)打开时，压空阀门(64)打开并向过滤器内加压。
