申请日2013.09.27
公开(公告)日2014.01.29
IPC分类号G05B19/418
摘要
一种全自动废水处理控制装置，包括现场控制器，现场控制器和输入设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、流量计、液位计、在线浊度仪、压力变送器、污泥量传感器和药量检测仪表连接，现场控制器和输出设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、电动执行机构连接，远程监控计算机与现场控制器通过有线网络或串口实现连接，远程监控计算机通过无线网络与手机终端实现互连，本发明充分利用采集的信息进行综合比较判断，高效合理的处理运算，在保证水处理质量的同时合理控制用药量，避免了二次污染;采用固定和移动式相结合的方式，保证了监控的全面性和便捷性;故障的初步原因展示功能为维护人员提供很大的便利。
权利要求书
1.一种全自动废水处理控制装置，包括现场控制器，其特征在 于：现场控制器和输入设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、流量计、 液位计、在线浊度仪、压力变送器、污泥量传感器和药量检测仪表连 接，现场控制器和输出设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、电动执行 机构连接，远程监控计算机与现场控制器通过有线网络或串口实现连 接，远程监控计算机通过无线网络与手机终端实现互连。
2.根据权利要求1所述的一种全自动废水处理控制装置，其特 征在于：所述的现场控制器包括以下控制程序：
1)、进水流程的控制：废水提升泵根据废水池液位、净化器出水 浊度、压力、时间、加药计量泵的运行情况实现进水的自动控制，具 体控制方式为：①废水池高液位启泵，低液位停泵，②根据设定的 反冲洗和排污时间周期，在到达两个过程周期间隔时停泵，过后自启 动，③根据净化器出水浊度分析诊断处理过程是否达标，如果不达 标且在加大加药计量泵的频率后仍不能达标的，自动按照百分比调节 进水调节阀，以降低进水流量，保证药剂的充足，④对进水和进药 管压力进行统筹计算，与③共同作用，控制调节阀使得加药效果达到 最佳状态，⑤当加药计量泵因故全部停止时，自动停止废水提升泵， 同时提示系统处于非正常工作状态，使相关人员能够尽快采取措施;
2)、加药流程的控制：加药计量泵根据废水提升泵的状态、药剂 箱的液位、时间、压力、出水浊度、药量检测测仪表实现加药过程的 自动控制，具体控制方式为：①三台计量泵在废水提升泵运行后自 动启动，当废水提升泵停止时计量泵自动停止，②三台计量泵同样 以两用一备实现自动切换，③根据设定的反冲洗和排污时间周期， 在到达两个过程周期间隔时停泵，过后自启动，④根据净化器出水 浊度分析诊断处理过程是否达标，如果不能达标或出水的药量超限， 自动调整计量泵频率，使加药量与所需相对应，既能满足净化要求， 又不至于浪费;
3)、排污流程的控制：根据时间、污泥量来实现自动排污功能， 具体实现方式：①手动设定排污周期的初始值，系统自动计时，当 达到排污时间时，自动开启排污阀，同时关闭其他过程阀门，②根 据净化器内污泥界面厚度判断是否需要排污，如污泥界面厚度超过限 值，则开启排污阀进行排污，污泥界面厚度下降为最低后自动关闭;
4)、反冲洗流程的控制：根据时间、污泥量、出水流量来时实现 自动反冲洗过程，用以清洁净化装置从而提高净化效率，具体实现方 式：①手动设定反冲洗周期的初始值，系统自动计时，当达到反冲 洗时间时，自动开启反冲洗进水及出水阀，同时关闭进水，排污阀门， 然后开启反冲洗水泵，过后自动复位恢复水处理正常流程，②根据 净化器界面厚度判断是否需要进行反冲洗，如污泥界面厚度超过限 值，则开启反冲洗水泵进行反冲洗，当污泥界面厚度下降为限值后自 动关闭，③根据净化器出水流量来判断过滤膜上是否污泥过量，从 而自动控制反冲洗水泵的启停;
5)、过程阀门的控制：在各个流程中首先需自动将对应阀门开启 或关闭到位，其中进水处调节阀一般常开①进水流程，关闭排污阀、 反冲洗进水阀、反冲洗出水阀，开启进水阀、清水出水阀，完毕后才 能启动废水泵②排污流程，关闭进水阀、清水出水阀、反冲洗进水 阀、反冲洗出水阀，开启排污阀 ③反冲洗流程，关闭进水阀、清水出水阀、排污阀，开启反冲洗进 水阀、反冲洗出水阀。然后开启反冲洗提升泵
6)、远程信息的监控：信息的远传功能使得监控中心的远程监控 计算机和相关人员的手机终端均能够不在系统控制现场即能对现场 信息了如指掌，实现远程监测和远程控制，系统在手机移动式终端以 软件程序展示，可多用户同时监控，软件实行后台自动运行，需观看 或控制时在手机上点击调出程序从而实行操作;系统有报警的时候， 软件发出报警提示、声音提示并弹出报警窗口，操作者知晓后可切换 远程自己操作或联系在场人员实地检查维护;
7)、故障掌控：监控系统对现场的异常情况进行报警提示，并记 录在案，利用经验枚举法，系统在出现故障时对各故障可能出现的原 因自动进行枚举说明，维护人员按照所列故障原因一一排查，使得维 护更为方便快捷。
说明书
一种全自动废水处理控制装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种全自动废水处理控 制装置。
背景技术
现有水处理技术的往往机械化地执行废水的进化过程，片面地以 一些参数为分析对象来实现处理过程的控制，系统可靠性不高且资源 往往得不到很好地利用，且监控室一般需有人留守。
随着科技水平的提高和工业的飞速发展，处理减轻工业污染已成 为社会普遍关注的问题。现有的工业级水处理方式一般可分为：废 水提升→处理净化过滤→清水回用等几个阶段，处理净化过滤的过程 为整个处理过程的核心，针对不同废水从工艺上来说可采用化学加药 净化、膜式过滤、活性炭过滤、生物净化、光氧化等多种处理方式， 从不同角度来实现对废水的净化处理。
而工业级水处理的控制方法更是层出不穷，利用工业控制的可编 程控制器及上位机、DCS等等技术实现多样化的自动水处理控制普 遍运用于工业废水处理过程中，其控制过程的可调节性大，适用范围 广，且实现了信息的远传和集中监控，大大方便了过程的管理。
利用化学加药净化和生物膜净化相结合，以传感器、现场控制器、 执行器和远端监控机等搭建系统网络架构，实现对可监控的工业废水 的净化处理。其处理方式如下：
通过废水泵和加药计量泵将废水和药剂同时加入处理净化器，使它们 在净化器发生反应后通过膜式过滤的方式将清水过滤至清水池，清水 出水时利用浊度显示来观测水处理的最终效果。为保证净化器的高效 运用，系统利用时间的控制加入排污和反冲洗过程，每隔一段时间以 排污阀和反冲洗泵的利用来清除净化器内的淤泥、污垢等。
然而基于一些原因，现有水处理的自动控制考虑因素往往不够全 面，很多参数都只停留在显示监测阶段，没有真正利用起来，水处理 的最终效果不一定理想，药剂使用量也无法按需自动控制，系统的安 全性和稳定性不够，需要保证监控室有人值守，自动化程度还不够。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全自 动废水处理控制装置，实现智能化无人值守的全自动水处理控制。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种全自动废水处理控制装置，包括现场控制器，现场控制器和 输入设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、流量计、液位计、在线浊度 仪、压力变送器、污泥量传感器和药量检测仪表连接，现场控制器和 输出设备的水泵控制箱、电动阀控制箱、电动执行机构连接，远程监 控计算机与现场控制器通过有线网络或串口实现连接，远程监控计算 机通过无线网络与手机终端实现互连。
所述的现场控制器包括以下控制程序：
1)、进水流程的控制：废水提升泵根据废水池液位、净化器出水 浊度、压力、时间、加药计量泵的运行情况实现进水的自动控制，具 体控制方式为：①废水池高液位启泵，低液位停泵，②根据设定的 反冲洗和排污时间周期，在到达两个过程周期间隔时停泵，过后自启 动，③根据净化器出水浊度分析诊断处理过程是否达标，如果不达 标且在加大加药计量泵的频率后仍不能达标的，自动按照百分比调节 进水调节阀，以降低进水流量，保证药剂的充足，④对进水和进药 管压力进行统筹计算，与③共同作用，控制调节阀使得加药效果达到 最佳状态，⑤当加药计量泵因故全部停止时，自动停止废水提升泵， 同时提示系统处于非正常工作状态，使相关人员能够尽快采取措施;
2)、加药流程的控制：加药计量泵根据废水提升泵的状态、药剂 箱的液位、时间、压力、出水浊度、药量检测测仪表实现加药过程的 自动控制，具体控制方式为：①三台计量泵在废水提升泵运行后自 动启动，当废水提升泵停止时计量泵自动停止，②三台计量泵同样 以两用一备实现自动切换，③根据设定的反冲洗和排污时间周期， 在到达两个过程周期间隔时停泵，过后自启动，④根据净化器出水 浊度分析诊断处理过程是否达标，如果不能达标或出水的药量超限， 自动调整计量泵频率，使加药量与所需相对应，既能满足净化要求， 又不至于浪费;
3)、排污流程的控制：根据时间、污泥量来实现自动排污功能， 具体实现方式：①手动设定排污周期的初始值，系统自动计时，当 达到排污时间时，自动开启排污阀，同时关闭其他过程阀门，②根 据净化器内污泥界面厚度判断是否需要排污，如污泥界面厚度超过限 值，则开启排污阀进行排污，污泥界面厚度下降为最低后自动关闭;
4)、反冲洗流程的控制：根据时间、污泥量、出水流量来时实现 自动反冲洗过程，用以清洁净化装置从而提高净化效率，具体实现方 式：①手动设定反冲洗周期的初始值，系统自动计时，当达到反冲 洗时间时，自动开启反冲洗进水及出水阀，同时关闭进水，排污阀门， 然后开启反冲洗水泵，过后自动复位恢复水处理正常流程，②根据 净化器界面厚度判断是否需要进行反冲洗，如污泥界面厚度超过限 值，则开启反冲洗水泵进行反冲洗，当污泥界面厚度下降为限值后自 动关闭，③根据净化器出水流量来判断过滤膜上是否污泥过量，从 而自动控制反冲洗水泵的启停;
5)、过程阀门的控制：在各个流程中首先需自动将对应阀门开启 或关闭到位，其中进水处调节阀一般常开①进水流程，关闭排污阀、 反冲洗进水阀、反冲洗出水阀，开启进水阀、清水出水阀，完毕后才 能启动废水泵②排污流程，关闭进水阀、清水出水阀、反冲洗进水 阀、反冲洗出水阀，开启排污阀 ③反冲洗流程，关闭进水阀、清水出水阀、排污阀，开启反冲洗进 水阀、反冲洗出水阀。然后开启反冲洗提升泵
6)、远程信息的监控：信息的远传功能使得监控中心的远程监控 计算机和相关人员的手机终端均能够不在系统控制现场即能对现场 信息了如指掌，实现远程监测和远程控制，系统在手机移动式终端以 软件程序展示，可多用户同时监控，软件实行后台自动运行，需观看 或控制时在手机上点击调出程序从而实行操作;系统有报警的时候， 软件发出报警提示、声音提示并弹出报警窗口，操作者知晓后可切换 远程自己操作或联系在场人员实地检查维护;
7)、故障掌控：监控系统对现场的异常情况进行报警提示，并记 录在案，利用经验枚举法，系统在出现故障时对各故障可能出现的原 因自动进行枚举说明，维护人员按照所列故障原因一一排查，使得维 护更为方便快捷。
本发明以现场控制器为主要控制机构，通过内部嵌入式软件的逻 辑运算依托各种信息输入设备来控制执行机构的自动运作，通过远端 监控计算机可以足不出户地了解现场信息并实现远程的一些控制，而 通过远程手机终端则可以实现随时随地的监测与控制，当系统出现报 警的时候。手机自动提醒，使得值班人员不需每时每刻都在场监控， 预防了值班人员擅离职守带来恶劣后果的情况。本发明将系统几乎所 有的传感信息如水泵、电动阀状态、进水流量、液位、出水浊度、压 力、污泥界面信息等都利用起来，实时实现信息的远传和控制，而不 是仅仅作为显示，控制过程从多方面保证了安全和稳定性能。
本发明最大限度的利用了现场各项参数来实现最终的控制，充分 考虑了各种可能下所需的自动操作;同时平衡水处理效果及用药量之 间的关系，使控制更为合理化;采用传统的上位机远程监控的同时利 用无线网络进行移动式监控，使系统更为安全稳定;发生故障的同时 自动列出故障可能原因，使得维护更为方便，又一次增加了系统的安 全性。充分利用采集的信息进行综合比较判断，高效合理的处理运算， 在保证水处理质量的同时合理控制用药量，避免了二次污染;采用固 定和移动式相结合的方式，保证了监控的全面性和便捷性;故障的初 步原因展示功能为维护人员提供很大的便利。