申请日2016.06.16
公开(公告)日2016.12.21
IPC分类号G05B19/042
摘要
一种用于污水处理的曝气控制装置，涉及一种污水处理装置，所述装置包括曝气控制装置外壳和控制电路，曝气控制装置外壳的一个侧面上装有曝气池温度传感器信号输入端子、COD(化学需氧量)测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子、通信插口、工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯、停止按键、启动按键、LCD(液晶显示器)显示屏。该装置可实现在线自动测量污水处理过程参数，并根据出水水质情况及时调整曝气量，为进一步分析污水处理过程运行情况提供数据。
权利要求书
1.一种用于污水处理的曝气控制装置，其特征在于，所述装置包括曝气控制装置外壳和控制电路，曝气控制装置外壳的一个侧面上装有曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子、通信插口、工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯、停止按键、启动按键、LCD显示屏;曝气装置外壳内部的控制电路包括：电源模块、信号放大与隔离模块、信号滤波模块、模数转换模块和单片机系统模块;单片机系统模块包括：CPU芯片STM32F102CB、显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块、数模转换模块、驱动模块、电动阀门驱动器;曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子通过信号线分别与外部曝气池温度传感器、COD测量传感器、氨氮测量传感器、溶解氧测量传感器、曝气干管压力测量传感器、进水流量测量传感器相连;曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子还分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的曝气控制装置，其特征在于，所述信号放大与隔离模块通过信号线与信号滤波模块相连;信号滤波模块通过信号线和模数转换模块相连;模数转换模块通过信号线与CPU芯片STM32F102CB相连，CPU芯片STM32F102CB与显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块分别通过信号线相连;CPU芯片STM32F102CB还通过信号线与数模转换模块相连;所述数模转换模块与驱动模块通过信号线相连;驱动模块与电动阀门驱动器通过信号线相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的曝气控制装置，其特征在于，所述电源模块通过电源线分别与信号放大与隔离模块、信号滤波模块、模数转换模块、CPU芯片STM32F102CB、显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块、数模转换模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的曝气控制装置，其特征在于，所述显示接口模块通过信号线与LCD显示屏相连，键盘接口模块通过信号线与曝气控制装置外壳上的启动按键、停止按键相连，通信接口模块通过信号线与曝气控制装置外壳上的通信插口相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的曝气控制装置，其特征在于，所述工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯分别通过信号线与CPU芯片STM32F102CB相连。
说明书
一种用于污水处理的曝气控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理装置，特别是涉及一种用于污水处理的曝气控制装置。
背景技术
对于采用浮动填料工艺的污水处理厂，曝气池的曝气具有如下功能：(1)提供合适的氧给微生物;(2)使污水产生混合和循环流;(3)维持足够的水流速使微生物污泥悬浮在液体中。曝气是污水处理的核心，其消耗的能量占据了污水处理厂所有能量消耗的50%以上。所以，对曝气过程进行优化控制，具有较大的节能空间。优化曝气控制是根据进水负荷和出水水质情况调整曝气量，使曝气量刚好满足污水处理的需要，能够在保证出水水质稳定达标的情况下，实现节能降耗。目前，常用的曝气控制装置还存在着优化节能效果不够理想、出水水质的稳定性有待提高等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于污水处理的曝气控制装置，该装置可实现在线自动测量污水处理过程参数，并根据出水水质情况及时调整曝气量，不仅保证了出水水质的稳定，而且节能效果较为理想。另外，所采集数据可以通过通信插口传送至另一台计算机，为进一步分析污水处理过程运行情况提供数据。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于污水处理的曝气控制装置，包括曝气控制装置外壳和控制电路。曝气控制装置外壳的一个侧面上装有曝气池温度传感器信号输入端子、COD(化学需氧量)测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子、通信插口、工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯、停止按键、启动按键、LCD(液晶显示器)显示屏。曝气装置外壳内部的控制电路包括：电源模块、信号放大与隔离模块、信号滤波模块、模数转换模块和单片机系统模块。所述单片机系统模块包括：CPU(中央处理器)芯片STM32F102CB、显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块、数模转换模块、驱动模块、电动阀门驱动器。
曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子通过信号线分别与外部曝气池温度传感器、COD测量传感器、氨氮测量传感器、溶解氧测量传感器、曝气干管压力测量传感器、进水流量测量传感器相连;所述曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子还分别通过信号线与信号放大与隔离模块相连;所述信号放大与隔离模块通过信号线与信号滤波模块相连;所述信号滤波模块通过信号线和模数转换模块相连;所述模数转换模块通过信号线与CPU芯片STM32F102CB相连，CPU芯片STM32F102CB与显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块分别通过信号线相连;CPU芯片STM32F102CB还通过信号线与数模转换模块相连;所述数模转换模块与驱动模块通过信号线相连;所述驱动模块与电动阀门驱动器通过信号线相连。所述电源模块通过电源线分别与信号放大与隔离模块、信号滤波模块、模数转换模块、CPU芯片STM32F102CB、显示接口模块、键盘接口模块、存储模块、通信接口模块、数模转换模块相连，作为其供电电源。显示接口模块通过信号线与LCD显示屏相连，所述键盘接口模块通过信号线与曝气控制装置外壳上的启动按键、停止按键相连，所述通信接口模块通过信号线与曝气控制装置外壳上的通信插口相连。所述工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯分别通过信号线与CPU芯片STM32F102CB相连。
本实用新型的工作原理如下：
曝气池温度传感器信号输入端子、COD测量传感器信号输入端子、氨氮测量传感器信号输入端子、溶解氧测量传感器信号输入端子、曝气干管压力测量传感器信号输入端子、进水流量测量传感器信号输入端子分别将外部曝气池温度传感器、COD测量传感器、氨氮测量传感器、溶解氧测量传感器、曝气干管压力测量传感器、进水流量测量传感器所检测到的曝气池温度信号、COD测量信号、氨氮测量信号、溶解氧测量信号、曝气干管压力测量信号、进水流量测量信号经信号放大与隔离模块和信号滤波模块进行信号放大、光/电隔离和滤波处理。经信号放大、光/电隔离和滤波处理后的曝气池温度信号、COD测量信号、氨氮测量信号、溶解氧测量信号、曝气干管压力测量信号、进水流量测量信号分别送模数转换模块进行模数转换，转换后所得到的曝气池温度数据、COD测量数据、氨氮测量数据、溶解氧测量数据、曝气干管压力测量数据、进水流量测量数据送CPU芯片STM32F102CB进行运算处理，得到曝气池曝气控制数据，并通过数模转换模块输出所述曝气控制数据，经驱动模块驱动电动阀门驱动器，实现对曝气阀门开度的控制，从而控制曝气池曝气量。同时CPU芯片STM32F102CB还将曝气池温度数据、COD测量数据、氨氮测量数据、溶解氧测量数据、曝气干管压力测量数据、进水流量测量数据、曝气池曝气控制数据送存储模块进行存储、并且通过显示接口模块在LCD显示屏上进行显示。通过曝气控制装置外壳上的通信插口可以外接监控计算机，将曝气池温度数据、COD测量数据、氨氮测量数据、溶解氧测量数据、曝气干管压力测量数据、进水流量测量数据、曝气池曝气控制数据、曝气池曝气控制数据发送到外部监控计算机，为及时监控曝气池工作情况提供监控数据。曝气控制装置外壳上的启动按键、停止按键分别通过信号线与曝气控制装置外壳内的键盘接口模块相连，键盘接口模块接收启动按键、停止按键的命令信号并通过信号线将命令信号传送至CPU芯片STM32F102CB，实现曝气控制装置的启动操作和停止操作。曝气控制装置外壳上的工作状态指示灯、报警指示灯、通信故障指示灯分别通过信号线与曝气控制装置外壳内的CPU芯片STM32F102CB相连，当曝气控制装置工作异常时，CPU芯片STM32F102CB输出信号给工作状态指示灯，使工作状态指示灯闪烁;当曝气池工作数据超标时，CPU芯片STM32F102CB会发送信号给报警指示灯，使报警指示灯闪烁;当曝气控制装置和外部监控计算机通信出现故障时，CPU芯片STM32F102CB会发送信号给通信故障指示灯，使通信故障指示灯闪烁。
本实用新型具有以下有益效果：
由于本曝气装置采用了CPU芯片STM32F102CB，数据采集频率和计算频率较高，因此测控速度较快，控制精度较高，稳定性较好。而且通过通信插口可以将曝气池工作数据传送给外部监控计算机，进行数据分析、处理。