申请日2016.06.16
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号G05B19/05
摘要
一种污水处理过程节能曝气控制系统，涉及一种污水处理控制系统，所述系统包括远程监控计算机、中央控制装置、现场控制装置;中央控制装置包括中央控制装置外壳和位于中央控制装置外壳内部的监控电路;中央控制装置外壳的一个侧面上装有中央停止按键、中央启动按键、通信插口、中央工作状态指示灯、中央通信故障指示灯、中央触摸屏;中央控制装置外壳内部的监控电路包括：可编程逻辑控制器、中央处理单元、模块、中央电源模块、中央数字量输入模块、中央数字量输入模块、中央无线数传模块。该系统可实现基于浮动填料工艺的污水处理过程“按需曝气”控制，而且对污水处理过程可以进行远程无线监控。
权利要求书
1.一种污水处理过程节能曝气控制系统，其特征在于，所述系统包括远程监控计算机、中央控制装置、现场控制装置;中央控制装置包括中央控制装置外壳和位于中央控制装置外壳内部的监控电路;中央控制装置外壳的一个侧面上装有中央停止按键、中央启动按键、通信插口、中央工作状态指示灯、中央通信故障指示灯、中央触摸屏;中央控制装置外壳内部的监控电路包括：可编程逻辑控制器、中央处理单元、模块、中央电源模块、中央数字量输入模块、中央数字量输入模块、中央无线数传模块;现场控制装置包括现场控制装置外壳和位于现场控制装置外壳内部的监控电路;现场控制装置外壳的一个侧面上装有前翻页按键、设置按键、急停按键、后翻页按键、退出设置按键、现场启动按键、现场停止按键、现场通信故障指示灯、进水流量测量仪表接线端子、曝气干管压力测量仪表接线端子、溶解氧测量仪表接线端子、氨氮分析仪表接线端子、化学需氧量、测量仪表接线端子、现场工作状态指示灯、超限报警指示灯和现场触摸屏;现场控制装置外壳内部的监控电路包括：信号调理、隔离模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、现场数字量输入模块、现场数字量输出模块、现场电源模块、现场无线数传模块。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理过程节能曝气控制系统，其特征在于，所述中央控制装置内部的PLC模块分别通过总线与中央触摸屏、中央无线数传模块、中央数字量输入模块和中央数字量输入模块相连;中央控制装置外壳上的中央启动按键、中央停止按键分别通过信号线与中央数字量输入模块相连;中央数字量输出模块分别通过信号线与中央控制装置外壳上的中央通信故障指示灯、中央工作状态指示灯相连;中央电源模块分别通过电源线与PLC 模块、中央数字量输入模块、中央数字量输入模块相连。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理过程节能曝气控制系统，其特征在于，所述PLC模块通过信号电缆与远程监控计算机相连;现场控制装置内部的信号调理与隔离模块通过信号线，经进水流量测量仪表接线端子、曝气干管压力测量仪表接线端子、溶解氧测量仪表接线端子、氨氮分析仪表接线端子、COD测量仪表接线端子分别与外部进水流量测量仪表、曝气干管压力测量仪表、溶解氧测量仪表、氨氮分析仪表、COD测量仪表相连，信号调理与隔离模块通过信号线与模拟量输入模块相连。
4.根据权利要求2所述的一种污水处理过程节能曝气控制系统，其特征在于，所述PLC模块分别通过总线与现场触摸屏、现场无线数传模块、现场数字量输入模块、现场数字量输出模块、模拟量输出模块、模拟量输入模块相连;现场控制装置外壳上的前翻页按键、设置按键、急停按键、后翻页按键、退出设置按键、现场启动按键、现场停止按键分别通过信号线与现场数字量输入模块相连。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理过程节能曝气控制系统，其特征在于，所述现场数字量输出模块分别通过信号线与现场控制装置外壳上的现场通信故障指示灯、现场工作状态指示灯、超限报警指示灯相连;模拟量输出模块通过信号线与电动阀门驱动器相连;现场电源模块分别通过电源线与PLC模块相连。
说明书
一种污水处理过程节能曝气控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理控制系统，特别是涉及一种污水处理过程节能曝气控制系统。
背景技术
污水处理浮动填料工艺是将活性污泥工艺法和生物膜工艺法融为一体，并运用浮动床的一种工艺方法。该工艺主要在曝气池中，按照容积投加一定比例的生物载体，微生物在载体表面生长一定厚度的生物膜，载体随水流和气流上下浮动，与有机物和溶解氧频繁接触，极大地提高了微生物的吸附降解能力，也提高了氧的利用率。在利用浮动填料工艺进行污水处理过程中，对生化滤池的曝气控制是整个污水处理系统运行控制过程的核心。当前污水处理厂的曝气方式主要是通过技术人员根据运行经验确定好氧区的溶氧，然后进行粗放式的过量曝气控制，保证好氧区的溶氧大于等于设定溶氧。技术人员将空气流量固定在一个足够高的值上，以满足峰值负荷期间的需氧量，这样既不能保证出水水质的稳定，而且曝气过程能耗较大，对生物处理也产生了一定负面影响。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种污水处理过程节能曝气控制系统，该系统可实现基于浮动填料工艺的污水处理过程“按需曝气”控制，而且对污水处理过程可以进行远程无线监控。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种污水处理过程节能曝气控制系统，包括远程监控计算机、中央控制装置、n台现场控制装置(每台现场控制装置分别对一个生物滤池进行曝气控制)。中央控制装置包括中央控制装置外壳和位于中央控制装置外壳内部的监控电路。中央控制装置外壳的一个侧面上装有中央停止按键、中央启动按键、通信插口、中央工作状态指示灯、中央通信故障指示灯、中央触摸屏。中央控制装置外壳内部的监控电路包括：PLC(可编程逻辑控制器) CPU(中央处理单元)模块(型号为CPU-315-2DP)、中央电源模块、中央数字量输入模块、中央数字量输入模块、中央无线数传模块(型号为FC-201/B)。现场控制装置包括现场控制装置外壳和位于现场控制装置外壳内部的监控电路。现场控制装置外壳的一个侧面上装有前翻页按键、设置按键、急停按键、后翻页按键、退出设置按键、现场启动按键、现场停止按键、现场通信故障指示灯、进水流量测量仪表接线端子、曝气干管压力测量仪表接线端子、溶解氧测量仪表接线端子、氨氮分析仪表接线端子、COD(化学需氧量)测量仪表接线端子、现场工作状态指示灯、超限报警指示灯和现场触摸屏。现场控制装置外壳内部的监控电路包括：信号调理和隔离模块(通过信号线分别与外部进水流量测量仪表、曝气干管压力测量仪表、溶解氧测量仪表、氨氮分析仪表和COD测量仪表相连)、模拟量输入模块、模拟量输出模块(所输出模拟量信号作为外部电动阀门开度控制信号)、现场数字量输入模块、现场数字量输出模块、PLC CPU 226模块、现场电源模块、现场无线数传模块(型号为FC-201/B)。
中央控制装置内部的PLC CPU-315-2DP模块分别通过总线与中央触摸屏、中央无线数传模块、中央数字量输入模块和中央数字量输入模块相连;所述中央控制装置外壳上的中央启动按键、中央停止按键分别通过信号线与中央数字量输入模块相连;所述中央数字量输出模块分别通过信号线与中央控制装置外壳上的中央通信故障指示灯、中央工作状态指示灯相连;所述中央电源模块分别通过电源线与PLC CPU-315-2DP模块、中央数字量输入模块、中央数字量输入模块相连。所述PLC CPU-315-2DP模块通过信号电缆与远程监控计算机相连。现场控制装置内部的信号调理与隔离模块通过信号线，经进水流量测量仪表接线端子、曝气干管压力测量仪表接线端子、溶解氧测量仪表接线端子、氨氮分析仪表接线端子、COD测量仪表接线端子分别与外部进水流量测量仪表、曝气干管压力测量仪表、溶解氧测量仪表、氨氮分析仪表、COD测量仪表相连，所述信号调理与隔离模块通过信号线与模拟量输入模块相连。所述PLC CPU226模块分别通过总线与现场触摸屏、现场无线数传模块、现场数字量输入模块、现场数字量输出模块、模拟量输出模块、模拟量输入模块相连;所述现场控制装置外壳上的前翻页按键、设置按键、急停按键、后翻页按键、退出设置按键、现场启动按键、现场停止按键分别通过信号线与现场数字量输入模块相连，所述现场数字量输出模块分别通过信号线与现场控制装置外壳上的现场通信故障指示灯、现场工作状态指示灯、超限报警指示灯相连;所述模拟量输出模块通过信号线与电动阀门驱动器相连;所述现场电源模块分别通过电源线与PLC CPU226模块相连。
本实用新型的工作原理如下：
外部进水流量测量仪表、曝气干管压力测量仪表、溶解氧测量仪表、氨氮分析仪表、COD测量仪表分别将所检测到的现场进水流量测量仪表信号、曝气干管压力测量仪表信号、溶解氧测量仪表信号、氨氮分析仪表信号、COD测量仪表信号经进水流量测量仪表接线端子、曝气干管压力测量仪表接线端子、溶解氧测量仪表接线端子、氨氮分析仪表接线端子、COD测量仪表接线端子送入信号调理与隔离模块进行信号放大、光电隔离处理后送模拟量输入模块进行模数转换，经模数转换后所得到的现场进水流量数据、曝气干管压力数据、溶解氧数据、氨氮数据、COD数据送PLC CPU226模块进行运算处理，得到曝气阀门开度数据。所述曝气阀门开度数据经模拟量输出模块输出，用以驱动电动阀门驱动器，控制曝气阀门开度，从而实现对生化滤池的曝气控制。所述PLC CPU226模块还将所述进水流量数据、曝气干管压力数据、溶解氧数据、氨氮数据、COD数据经现场无线数传模块，通过无线通信网络，再经中央无线数传模块送入PLC CPU-315-2DP模块，所述PLC CPU-315-2DP模块将所接收到的进水流量数据、曝气干管压力数据、溶解氧数据、氨氮数据、COD数据经通信插口，通过通信电缆送入监控计算机进行远程监控、远程数据分析。还可以通过远程监控计算机发送控制信号，经所述PLC CPU-315-2DP模块、中央无线数传模块、现场无线数传模块传送至PLCCPU226模块，由PLC CPU226模块根据所述控制信号完成对生化滤池的曝气控制。
当中央控制装置工作异常时，中央控制装置外壳上的中央工作状态指示灯点亮;当中央控制装置与无线通信网络传输异常时，中央通信故障指示灯点亮。所述中央数字量输入模块分别接收中央控制装置外壳上的中央启动按键、中央停止按键的按键信息，分别完成启动中央控制装置工作、停止中央控制装置工作的功能。当现场控制装置工作异常时，现场控制装置外壳上的现场工作状态指示灯点亮;当所采集到的现场数据异常时，现场控制装置外壳上的超限报警指示灯点亮;当现场控制装置与无线通信网络传输异常时，现场通信故障指示灯点亮。所述现场数字量输入模块分别接收现场控制装置外壳上的现场启动按键、现场停止按键、急停按键、设置按键、前翻页按键、后翻页按键、退出设置按键的按键信息，分别完成启动现场控制装置工作、停止现场控制装置工作、紧急停止现场控制装置、设置现场控制装置的工作模式、选择上一选项、选择下一选项、退出现场控制装置工作模式设置的功能。
本实用新型的优点与效果是：
本装置采用了PLC CPU226模块与PLC CPU-315-2DP模块为核心完成数据监控功能，所以本装置工作稳定性较好，抗干扰能力较强。由于采用无线数传模块(型号为FC-201/B)作为数据远传发送接收装置，因此，数据传输稳定，传输效率较高。
