申请日2012.09.12
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号G05D7/06; G05B13/04
摘要
本发明公开了一种污水曝气控制装置，包括：至少一个现场控制装置：现场控制装置包括流量计算单元和流量控制单元，流量计算单元用于接收和处理传感器传送回来的测量信号，并将计算结果传递给流量控制单元，流量控制单元根据设定值向执行装置发出控制信号;至少一个执行装置：用于调整气体流量，并受流量控制单元控制;至少一个流量传感器，用于检测流量参数，并实时传送给现场控制装置。采用本技术方案的有益效果是：该系统以气体质量流量信号作为主要的控制信号，根据实际的气体流量值对原始设定值进行动态调整，采用现场实时控制方法，精确控制曝气池中溶解氧浓度。
权利要求书
1.一种污水曝气控制装置，其特征在于，包括：
至少一个现场控制装置：现场控制装置包括流量计算单元和流量控制单元，流量计算单元用于接收和处理传感器传送回来的测量信号，并将计算结果传递给流量控制单元，流量控制单元根据设定值向执行装置发出控制信号;
至少一个执行装置：用于调整气体流量，并受流量控制单元控制;
传感器，包括至少一个流量传感器，用于检测流量参数，并实时传送给现场控制装置。
2.根据权利要求1所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述污水曝气控制装置还包括溶解氧传感器和/或氨氮传感器，所述溶解氧传感器和/或氨氮传感器与所述现场控制装置信号连接。
3.根据权利要求1所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述污水曝气控制装置还包括：
压力控制单元：用于接收并综合实际流量信号和执行装置的阀位信号，确定新的最低压力值，并发送给鼓风机控制装置;
鼓风机和控制鼓风机的转速和/或进口导叶的鼓风机控制装置。
4.根据权利要求1所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述气体流量传感器为热效应气体质量流量计。
5. 根据权利要求1所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述执行装置包括菱形调节阀和检测菱形调节阀的阀位并能控制其阀位的阀位控制/传感器，所述阀位控制/传感器分别与菱形调节阀和流量计算单元电连接和信号连接。
6.根据权利要求1所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述污水曝气控制装置还包括：远程控制中心，所述远程控制中心包括计算机系统、内置的交互软件控制系统、信号处理电路和有线信号接口或无线信号接收和发射装置，所述现场控制装置设有信号处理电路以及与所述有线信号接口或无线信号接收和发射装置匹配的有线信号接口或无线信号接收和发射装置。
7.根据权利要求1到6任一所述的污水曝气控制装置，其特征在于，所述污水曝气控制装置还包括：模糊控制装置，所述模糊控制装置包括集成有模糊控制程序的模糊控制模块，所述模糊控制程序包括以下两个步骤：
1)利用Matlab的模糊逻辑工具箱即Matlab Fuzzy Tools建立一个模糊控制系统，并将该系统存为扩展名为.fis的数据文件;并使用Matlab定义的隶属度函数和逻辑操作函数;
2)在C语言应用程序中实现Matlab中定义的模糊推理系统功能;
(1)从Matlab建立的模糊推理系统数据文件(*.fis)中读取系统参数信息，并以矩阵形式调人内存空间，其利用fis.C中的returnFism -atrix()函数;
(2)利用前一步得到的系统参数矩阵建立C平台下的模糊推理系统，即用fisBuildFisNode()函数建立一个FIS结构体，并进行FIS结构参数检查;
(3)在控制过程中，根据控制系统的状态确定适当的模糊系统输入向量，向量长度与模糊推理系统的输入节点数相同，并注意向量中各输入元素的位置应与相应模糊推理系统的输入节点对应;
(4)根据当前输人向量，运用上述步骤(2)建立的模糊推理系统并利用getFisOutput()函数计算模糊控制输出，得到与系统输出节点数相对应的输出向量;
(5)经过编译使之成为例行程序，供控制机构调用使用;
所述模糊控制装置的输入端信号连接所述传感器，所述传感器包括流量传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器中的一种或数种，其输出端输出所述污水曝气控制装置设有的鼓风机的操作压力控制信号。
说明书
一种污水曝气控制装置
技术领域
本发明污水处理领域，特别涉及一种污水曝气控制装置。
背景技术
传统的污水处理中对曝气量的控制常常采用溶解氧浓度(DO)控制，即以溶解氧浓度信号为控制信号、以蝶阀为执行元件的方式进行控制，但对于这种传统的控制方式，存在以下问题：
溶解氧浓度控制的严重滞后，导致溶解氧浓度振荡大，同时推流式工艺好氧池中前后段溶解氧浓度相差很大，而溶解氧浓度控制的不当，直接影响出水水质，不能达标排放。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能精确控制活性气体的供给量的污水曝气控制装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种污水曝气控制装置，包括：
至少一个现场控制装置：现场控制装置包括流量计算单元和流量控制单元，流量计算单元用于接收和处理传感器传送回来的测量信号，并将计算结果传递给流量控制单元，流量控制单元根据设定值向执行装置发出控制信号;
至少一个执行装置：用于调整气体流量，并受流量控制单元控制;
至少一个流量传感器，用于检测流量参数，并实时传送给现场控制装置。
优选的，所述污水曝气控制装置还包括溶解氧传感器和/或氨氮传感器，所述溶解氧传感器和/或氨氮传感器与所述现场控制装置信号连接。
优选的，所述污水曝气控制装置还包括：
压力控制单元：用于接收并综合实际流量信号和执行装置的阀位信号，确定新的最低压力值，并发送给鼓风机控制装置;
鼓风机和控制鼓风机的转速和/或进口导叶的鼓风机控制装置。
优选的，所述污水曝气控制装置还包括：远程控制中心，所述远程控制中心与所述现场控制器有线或无线信号连接。
优选的，所述气体流量传感器为热效应气体质量流量计。
优选的，所述执行装置包括菱形调节阀和检测菱形调节阀的阀位并能控制其阀位的阀位控制/传感器，所述阀位控制/传感器分别与菱形调节阀和流量计算单元电连接和信号连接。
优选的，所述污水曝气控制装置还包括：远程控制中心，所述远程控制中心包括计算机系统、内置的交互软件控制系统、信号处理电路和有线信号接口或无线信号接收和发射装置，所述现场控制装置设有信号处理电路以及与所述有线信号接口或无线信号接收和发射装置匹配的有线信号接口或无线信号接收和发射装置。
优选的，所述污水曝气控制装置还包括：模糊控制装置，所述模糊控制装置包括集成有模糊控制程序的模糊控制模块，所述模糊控制程序包括以下两个步骤：
1)利用Matlab的模糊逻辑工具箱即Matlab Fuzzy Tools建立一个模糊控制系统，并将该系统存为扩展名为.fis的数据文件;并使用Matlab定义的隶属度函数和逻辑操作函数;
2)在C语言应用程序中实现Matlab中定义的模糊推理系统功能;
(1)从Matlab建立的模糊推理系统数据文件(*.fis)中读取系统参数信息，并以矩阵形式调人内存空间，其利用fis.C中的returnFism -atrix()函数;
(2)利用前一步得到的系统参数矩阵建立C平台下的模糊推理系统，即用fisBuildFisNode()函数建立一个FIS结构体，并进行FIS结构参数检查;
(3)在控制过程中，根据控制系统的状态确定适当的模糊系统输入向量，向量长度与模糊推理系统的输入节点数相同，并注意向量中各输入元素的位置应与相应模糊推理系统的输入节点对应;
(4)根据当前输人向量，运用上述步骤(2)建立的模糊推理系统并利用getFisOutput()函数计算模糊控制输出，得到与系统输出节点数相对应的输出向量;
(5)经过编译使之成为例行程序，供控制机构调用使用;
所述模糊控制装置的输入端信号连接所述传感器，所述传感器包括流量传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器中的一种或数种，其输出端输出所述污水曝气控制装置设有的鼓风机的操作压力控制信号。
采用本技术方案的有益效果是：该系统以气体质量流量信号作为主要的控制信号，根据实际的气体流量值对原始设定值进行动态调整，采用现场实时控制方法，精确控制曝气池中溶解氧浓度。
另外，气体流量控制系统通过精确控制曝气池中DO浓度，以提高污水处理效率，在保证出水达标的基础上可大大降低溶解氧浓度设定值来降低能耗。