CN114545859A - 污水处理自动化控制技术 - Google Patents

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杨富坤
马大林
杨贵芳
杨松平
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    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract

本发明涉及污水处理技术领域，具体为污水处理自动化控制技术，包括控制***，其特征在于：所述控制***由PLC控制器、HMI触摸屏、高精度电能表、电涌保护装置、温度传感器、液位控制器、超声波流量计和远程控制模块组成。该污水处理自动化控制技术，通过PLC控制器、输入模块、数据采集***模块、驱动模块和报警模块，构建的一种自动控制***，可以在采集数据的同时，经过HMI操作界面实现对外部设备的信号读取、数据处理、控制指令输出等功能，完成对***对象的监视和控制，方便运行人员实时观察***的运行状况，提高***的执行可视性，及时反馈***出现的问题，既保证了污水处理工艺运行的安全可靠，又能有效提高处理效率，降低能耗，减少人工成本。

Description

污水处理自动化控制技术
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为污水处理自动化控制技术。
背景技术
近年来，污水处理厂已成为各个城市、乡镇最重要的基础设施之一，尤其是中小城市，新建或扩建污水处理厂已成为当地政府改善人民生活水平的头等大事，随着自动化技术在各个行业的不断发展，污水处理行业的自动化水平也在快速提高。
早期的控制***多采用继电器、接触器等电气元件的点对点控制，随着控制要求及精度的不断提高，该类控制方法已经不能满足现代污水处理***的控制要求，取而代之的是DC、FCS和PLC等控制方法，故而提出污水处理自动化控制技术来解决上述提出的问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了污水处理自动化控制技术，具备安全可靠等优点，解决了不能满足现代污水处理***的控制要求的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：污水处理自动化控制技术，包括控制***，其特征在于：所述控制***由PLC控制器、HMI触摸屏、高精度电能表、电涌保护装置、温度传感器、液位控制器、超声波流量计和远程控制模块组成。
优选的，所述PLC控制器使用ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议，所述HMI触摸屏通过ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议。
优选的，所述高精度电能表实时监测全***电耗、电压、电流和累计电耗，通过ModBus-RTU-RS485或DL/T645-2007通讯协议，所述温度传感器使用Pt100、Pt1000、Cu50、Cu100热电阻以及S、K、T、E、J、B、N、R、Wre3/25Wre5/26、[0，20]mV、[0，50]mV、[0，100]mV热电偶进行温度信号采集。
优选的，所述液位控制器通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的检测，所述远程控制通过TCP/IP、4G网络、MQTT协议等方式，将HMI界面实时传输至云端，PC端和APP端等可实时连接。
优选的，所述控制***以PLC控制器、HMI触摸屏为核心；
所述PLC控制流程为：
控制方式分为就地手动控制和自动控制：
就地手动控制：各个外部设备可在HMI触摸屏上实现手动单机启停操作，操作记录和运行记录会实时存储；
自动控制：全***通过PLC逻辑控制内部程序及运行人员在HMI触摸式设置的运行参数，外部设备进行周期性或间歇性运行，并通过温度传感器、液位控制器和流量传感器等辅助仪表，进行设备状态控制；
HMI控制流程：
工艺流程界面：直观显示，将污水工艺流程动态图形化显示，对设备进行控制操作、数据读取、运行参数设定等；
报警信息应急处置：PLC***中电气设备故障信息、传感器故障信息、在线分析仪表故障信息、控制***故障信息、***通讯故障信息等相关报警信息，对故障信息实时检测，同时进行故障级别判断，按照内部逻辑控制程序进行相应的自动操作，并实时同步到HMI显示；
数据显示：由PLC进行设备运行数据、温度数据、电耗数据和流量数据等进行采集，由HMI直观显示，并对数据进行趋势曲线分析、设备状态显示、运行记录存储等；
远程：远程PC端和APP端可实现实时同屏显示，并通过权限设定，对***设备进行操作、参数设定、数据读取和监控视频画面传输等。
优选的，所述控制***默认自动控制模式，切换到就地手动模式后，经***检测，在预先设定的时间后自动切换为自动控制模式。
优选的，所述控制***报警信号可通过短信、微信和邮件等方式传送给运行人员。
（三）有益效果
与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
该污水处理自动化控制技术，通过PLC控制器、输入模块、数据采集***模块、驱动模块和报警模块，构建的一种自动控制***，可以在采集数据的同时，经过HMI操作界面实现对外部设备的信号读取、数据处理、控制指令输出等功能，完成对***对象的监视和控制，方便运行人员实时观察***的运行状况，提高***的执行可视性，及时反馈***出现的问题，既保证了污水处理工艺运行的安全可靠，又能有效提高处理效率，降低能耗，减少人工成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：污水处理自动化控制技术，包括控制***，控制***由PLC控制器、HMI触摸屏、高精度电能表、电涌保护装置、温度传感器、液位控制器、超声波流量计和远程控制模块组成，PLC控制器使用ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议，HMI触摸屏通过ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议，高精度电能表实时监测全***电耗、电压、电流和累计电耗，通过ModBus-RTU-RS485或DL/T645-2007通讯协议，温度传感器使用Pt100、Pt1000、Cu50、Cu100热电阻以及S、K、T、E、J、B、N、R、Wre3/25Wre5/26、[0，20]mV、[0，50]mV、[0，100]mV热电偶进行温度信号采集，液位控制器通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的检测，远程控制通过TCP/IP、4G网络、MQTT协议等方式，将HMI界面实时传输至云端，PC端和APP端等可实时连接；
控制***以PLC控制器、HMI触摸屏为核心；
PLC控制流程为：
控制方式分为就地手动控制和自动控制：
就地手动控制：各个外部设备可在HMI触摸屏上实现手动单机启停操作，操作记录和运行记录会实时存储；
自动控制：全***通过PLC逻辑控制内部程序及运行人员在HMI触摸式设置的运行参数，外部设备进行周期性或间歇性运行，并通过温度传感器、液位控制器和流量传感器等辅助仪表，进行设备状态控制，控制***默认自动控制模式，切换到就地手动模式后，经***检测，在预先设定的时间后自动切换为自动控制模式；
HMI控制流程：
工艺流程界面：直观显示，将污水工艺流程动态图形化显示，对设备进行控制操作、数据读取、运行参数设定等；
报警信息应急处置：PLC***中电气设备故障信息、传感器故障信息、在线分析仪表故障信息、控制***故障信息、***通讯故障信息等相关报警信息，对故障信息实时检测，同时进行故障级别判断，按照内部逻辑控制程序进行相应的自动操作，并实时同步到HMI显示；
数据显示：由PLC进行设备运行数据、温度数据、电耗数据和流量数据等进行采集，由HMI直观显示，并对数据进行趋势曲线分析、设备状态显示、运行记录存储等；
远程：远程PC端和APP端可实现实时同屏显示，并通过权限设定，对***设备进行操作、参数设定、数据读取和监控视频画面传输等，控制***报警信号可通过短信、微信和邮件等方式传送给运行人员。
本发明的有益效果是：通过PLC控制器、输入模块、数据采集***模块、驱动模块和报警模块，构建的一种自动控制***，可以在采集数据的同时，经过HMI操作界面实现对外部设备的信号读取、数据处理、控制指令输出等功能，完成对***对象的监视和控制，方便运行人员实时观察***的运行状况，提高***的执行可视性，及时反馈***出现的问题，既保证了污水处理工艺运行的安全可靠，又能有效提高处理效率，降低能耗，减少人工成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.污水处理自动化控制技术，包括控制***，其特征在于：所述控制***由PLC控制器、HMI触摸屏、高精度电能表、电涌保护装置、温度传感器、液位控制器、超声波流量计和远程控制模块组成。
2.根据权利要求1所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述PLC控制器使用ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议，所述HMI触摸屏通过ModbusRTU/ASCII（RS232+RS485）协议、自由通讯协议、高速并行总线等通讯协议。
3.根据权利要求1所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述高精度电能表实时监测全***电耗、电压、电流和累计电耗，通过ModBus-RTU-RS485或DL/T645-2007通讯协议，所述温度传感器使用Pt100、Pt1000、Cu50、Cu100热电阻以及S、K、T、E、J、B、N、R、Wre3/25Wre5/26、[020]mV、[0，50]mV、[0，100]mV热电偶进行温度信号采集。
4.根据权利要求1所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述液位控制器通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的检测，所述远程控制通过TCP/IP、4G网络、MQTT协议等方式，将HMI界面实时传输至云端，PC端和APP端等可实时连接。
5.根据权利要求1所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述控制***以PLC控制器、HMI触摸屏为核心；
所述PLC控制流程为：
控制方式分为就地手动控制和自动控制：
就地手动控制：各个外部设备可在HMI触摸屏上实现手动单机启停操作，操作记录和运行记录会实时存储；
自动控制：全***通过PLC逻辑控制内部程序及运行人员在HMI触摸式设置的运行参数，外部设备进行周期性或间歇性运行，并通过温度传感器、液位控制器和流量传感器等辅助仪表，进行设备状态控制；
HMI控制流程：
工艺流程界面：直观显示，将污水工艺流程动态图形化显示，对设备进行控制操作、数据读取、运行参数设定等；
报警信息应急处置：PLC***中电气设备故障信息、传感器故障信息、在线分析仪表故障信息、控制***故障信息、***通讯故障信息等相关报警信息，对故障信息实时检测，同时进行故障级别判断，按照内部逻辑控制程序进行相应的自动操作，并实时同步到HMI显示；
数据显示：由PLC进行设备运行数据、温度数据、电耗数据和流量数据等进行采集，由HMI直观显示，并对数据进行趋势曲线分析、设备状态显示、运行记录存储等；
远程：远程PC端和APP端可实现实时同屏显示，并通过权限设定，对***设备进行操作、参数设定、数据读取和监控视频画面传输等。
6.根据权利要求5所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述控制***默认自动控制模式，切换到就地手动模式后，经***检测，在预先设定的时间后自动切换为自动控制模式。
7.根据权利要求5所述的污水处理自动化控制技术，其特征在于：所述控制***报警信号可通过短信、微信和邮件等方式传送给运行人员。
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