基于在線水質(zhì)分析儀pid控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，特別涉及一種用于廢水監(jiān)測處理的基于在線水質(zhì)分析儀PID控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在傳統(tǒng)的企業(yè)廢水處理過程中，廢水監(jiān)測與處理是分離的，增加了企業(yè)監(jiān)測處理成本。企業(yè)需要建設(shè)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室，需要人工定時(shí)到現(xiàn)場取樣，送檢到實(shí)驗(yàn)室由人工化驗(yàn)。負(fù)責(zé)水質(zhì)調(diào)節(jié)的人員需要根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果將調(diào)節(jié)藥劑按照比例混合并投放到水質(zhì)調(diào)節(jié)池中。這導(dǎo)致工作繁瑣復(fù)雜、周期長，同時(shí)，現(xiàn)場取樣和化學(xué)藥劑調(diào)配會(huì)對(duì)人體的健康造成一定危害。
[0003]現(xiàn)有的水質(zhì)分析儀和調(diào)節(jié)系統(tǒng)是分離型的，不能滿足客戶一體化的要求，不同設(shè)備之間的配套兼容性較差。
[0004]當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測與處理主要存在以下幾點(diǎn)不足:
[0005]1.時(shí)效性:從標(biāo)本取樣、水質(zhì)分析、比例計(jì)算、藥劑配置、藥劑投放、混合到二次水樣抽檢，中間需要多部門和人員配合、工作周期長，不能對(duì)廢水排放進(jìn)行有效及時(shí)的處理和反饋，降低企業(yè)生產(chǎn)效率。
[0006]2.準(zhǔn)確性:廢水水質(zhì)具有實(shí)時(shí)變化的特點(diǎn)，取樣分析和投藥的配比與當(dāng)前水質(zhì)的變化情況很難做到一致，調(diào)節(jié)范圍較寬，準(zhǔn)確度不能保證。
[0007]3.經(jīng)濟(jì)效益:傳統(tǒng)的人工工作方式，需要較多的人員參與，簡單重復(fù)性工作造成了勞動(dòng)資源的浪費(fèi)；水質(zhì)投藥藥量人工配比易造成藥劑的污染與浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于在線水質(zhì)分析儀PID控制系統(tǒng)有效的彌補(bǔ)了以上不足。水質(zhì)從取樣分析到藥劑配比投放是循環(huán)連續(xù)工作過程，各個(gè)環(huán)節(jié)之間數(shù)據(jù)共享。調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果的實(shí)時(shí)變化，精確的進(jìn)行藥劑稱量和投放，并將調(diào)節(jié)結(jié)果及時(shí)反饋給控制中心，及時(shí)修正調(diào)節(jié)系統(tǒng)計(jì)算模型。在系統(tǒng)工作中只需少量人員進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。
[0009]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是，
[0010]本實(shí)用新型提供一種基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括控制中心、執(zhí)行部分和檢測部分；控制中心包括主控器；執(zhí)行部分包括自動(dòng)稱量裝置、自動(dòng)投藥裝置和攪拌裝置；檢測部分包括在線水質(zhì)分析儀和傳感器檢測裝置；
[0011]主控器用于接收在線水質(zhì)分析儀的分析結(jié)果，并控制執(zhí)行部分的運(yùn)行。
[0012]其中，在線水質(zhì)分析儀包括檢測計(jì)量單元和運(yùn)算控制單元，所述檢測計(jì)量單元與主控器連接，檢測現(xiàn)場水質(zhì)的參數(shù)，并將檢測到的參數(shù)傳輸?shù)街骺仄?；運(yùn)算控制單元與執(zhí)行部分安裝于現(xiàn)場的稱量裝置、投藥裝置和攪拌裝置連接，并控制稱量裝置、投藥裝置和攪拌裝置的工作；并與主控器連接，向主控器發(fā)送控制節(jié)點(diǎn)。
[0013]本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中，控制中心實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場PID控制，完成本控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、管理，控制器的PID運(yùn)算、發(fā)出對(duì)執(zhí)行器的控制指令，故障分析及聲光報(bào)警功能。
[0014]主控器、執(zhí)行部分和檢測部分組成閉環(huán)控制回路，控制部分通過比較設(shè)定的水質(zhì)參數(shù)值與檢測部分檢測到的水質(zhì)參數(shù)值，通過對(duì)偏差的或偏差的變化率做PID運(yùn)算，發(fā)出控制指令給執(zhí)行部分；執(zhí)行部分完成不同藥劑的稱量，混合攪拌以及藥物的投放，實(shí)現(xiàn)污水的凈化反應(yīng)；檢測部分通過在線水質(zhì)分析儀以及其他的傳感裝置檢測凈化反應(yīng)后的水質(zhì)參數(shù)；在線水質(zhì)分析儀具有分析水質(zhì)參數(shù)并且控制執(zhí)行設(shè)備的功能，在線水質(zhì)分析儀檢測水質(zhì)參數(shù)，根據(jù)檢測到的參數(shù)值對(duì)執(zhí)行設(shè)備控制，實(shí)對(duì)現(xiàn)場污水的凈化調(diào)節(jié)，本調(diào)節(jié)為粗調(diào)，加快水質(zhì)凈化調(diào)節(jié)過程；同時(shí)在線水質(zhì)分析儀將檢測到的水質(zhì)參數(shù)和控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送到主控器，主控器根據(jù)水質(zhì)參數(shù)、水質(zhì)的目標(biāo)設(shè)定值以及執(zhí)行部分的設(shè)備狀態(tài)值做出對(duì)執(zhí)行部分的設(shè)備的調(diào)節(jié)控制，該調(diào)解為精確調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)后水質(zhì)符合排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]進(jìn)一步地，控制中心還包括與主控器連接的自動(dòng)稱量模塊、自動(dòng)投藥組件和攪拌模塊，自動(dòng)稱量模塊用于控制自動(dòng)稱量裝置的稱量過程，自動(dòng)投藥組件用于控制自動(dòng)投藥裝置的投藥量和投藥速度，攪拌模塊用于控制攪拌裝置的攪拌時(shí)間和速率。
[0016]在本實(shí)用新型中，自動(dòng)稱量裝置、自動(dòng)投藥組件和攪拌攪拌裝置都設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)控制選擇按鈕，既可以在自動(dòng)稱量模塊、自動(dòng)投藥組件和攪拌模塊的控制下工作，也可以脫離控制系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行。
[0017]進(jìn)一步地，控制中心還包括與主控器連接的輸入模塊和輸出模塊，輸入模塊和輸出模塊實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備和主控器之間的數(shù)據(jù)交換。輸入模塊包括有數(shù)字量輸入模塊、模擬量輸入模塊和信號(hào)調(diào)理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端與數(shù)字量輸入模塊和模擬量輸入模塊的輸入端連接，信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端與在線水質(zhì)分析儀或傳感器檢測裝置連接。輸出模塊包括數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸出模塊和隔離放大模塊；隔離放大模塊的輸入端分別與數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸出模塊連接，輸出端與調(diào)節(jié)裝置連接。
[0018]本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中，輸入模塊將操作人員及技術(shù)人員發(fā)出的指令、在線水質(zhì)分析儀以及傳感檢測裝置檢測數(shù)據(jù)和執(zhí)行設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過輸入模塊中的數(shù)據(jù)處理單元處理為可與主控器匹配的數(shù)據(jù)類型。
[0019]輸出模塊通過隔離放大將控制器給出的控制指令加載在執(zhí)行裝置上，其中的隔離部件有光電隔離和電磁隔離。
[0020]進(jìn)一步地，自動(dòng)稱量模塊包括料斗、料倉、吹料嘴、稱量部件和運(yùn)送裝置；料斗置于稱量部件上，運(yùn)送裝置運(yùn)送料倉中藥劑到料斗稱重，料斗設(shè)有與料倉相通的吹料嘴，稱重部件的壓力傳感裝置與所述主控器連接，吹料嘴與所述輸出模塊連接。
[0021]本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中，通過傳送裝置，將不同的調(diào)節(jié)藥劑運(yùn)送到稱量部件中，通過壓力傳感器測量藥劑的重量，將稱量好的藥劑投入到投料斗中；若稱量藥劑超過設(shè)定值，則將藥劑通過吹料嘴吹回藥劑倉進(jìn)行重新稱量。
[0022]進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)還包括管理中心；控制中心還包括與主控器連接的通信模塊，通信模塊用于實(shí)現(xiàn)主控器與執(zhí)行部分、檢測部分及管理中心的數(shù)據(jù)通訊。
[0023]本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中，管理中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、上位管理，具有關(guān)鍵數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)工作參數(shù)設(shè)置、工作狀態(tài)監(jiān)控、手動(dòng)操作、數(shù)據(jù)記錄的功能，為技術(shù)管理人員提供技術(shù)支持。
[0024]在線水質(zhì)分析儀、管理中心等設(shè)備的安裝位置遠(yuǎn)離主控器，其與主控器之間的通訊通過通信模塊完成，可采用無線的通訊方式或TCP/IP通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。
[0025]進(jìn)一步地，執(zhí)行部分還包括水質(zhì)預(yù)處理裝置，所述水質(zhì)預(yù)處理裝置包括沉淀池、過濾池和回轉(zhuǎn)池，完成污水的沉淀、過濾和消解工作，減少水中雜質(zhì)、雜色和干擾離子。
[0026]進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)還包括為執(zhí)行部分及在線水質(zhì)分析儀供電的光伏供電設(shè)備。
[0027]進(jìn)一步地，通信模塊可通過rs485或模擬量4_20信號(hào)實(shí)現(xiàn)主控器和在線水質(zhì)分析儀的通訊。
[0028]進(jìn)一步地，控制中心還包括與主控器連接的水質(zhì)預(yù)處理模塊，用于驅(qū)動(dòng)控制水質(zhì)預(yù)處理裝置
[0029]本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中，控制中心是根據(jù)水樣檢測結(jié)果(在線水質(zhì)分析儀和傳感裝置的檢測結(jié)果)的反饋來進(jìn)行校正的控制方式，它是將調(diào)節(jié)后水質(zhì)分析結(jié)果與一次檢測結(jié)果發(fā)生偏差時(shí)，按定額或標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行糾正的。從輸出量變化取出控制信號(hào)作為比較量反饋給輸入端控制輸入量。
[0030]本實(shí)用新型通過水質(zhì)分析儀器或傳感裝置分析參數(shù)，自動(dòng)換算成時(shí)間量和節(jié)點(diǎn)，發(fā)布給執(zhí)行部件，自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥，自動(dòng)攪拌，二次自動(dòng)檢測，自動(dòng)分析分析結(jié)果自動(dòng)上傳到上位機(jī)或管理中心，閉路PID循環(huán)系統(tǒng)。其有益效果為:
[0031]本實(shí)用新型的系統(tǒng)集成度高、自動(dòng)化程度高，調(diào)節(jié)精確、系統(tǒng)穩(wěn)定；根據(jù)水質(zhì)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)藥劑分配，節(jié)省藥劑，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，傳輸速率高，可通過手機(jī)終端監(jiān)控系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0032]圖1.基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)方框圖；
[0033]圖2.基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成圖；
[0034]圖3.基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)實(shí)施控制圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0036]實(shí)施例1:
[0037]本實(shí)用新型提供一種基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)包括在線水質(zhì)分析儀31和執(zhí)行部分2，執(zhí)行部分2包括自動(dòng)稱量裝置7、自動(dòng)投藥裝置8和攪拌裝置9 ;在線水質(zhì)分析儀31包括檢測計(jì)量單元和運(yùn)算控制單元。
[0038]檢測計(jì)量單元檢測污水水質(zhì)參數(shù)，運(yùn)算控制單元與安裝于污水處理現(xiàn)場的稱量裝置7、投藥裝置8和攪拌裝置9連接，并控制稱量裝置7、投藥裝置8和攪拌裝置9的工作。在線水質(zhì)分析儀31具有輸入設(shè)定功能鍵，由其設(shè)定的輸入值和檢測計(jì)量單元檢測到的污水水質(zhì)當(dāng)前參數(shù)，在線水質(zhì)分析儀31會(huì)不斷的自動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行部分的設(shè)備，使水質(zhì)達(dá)到功能鍵設(shè)定輸入值的水平，實(shí)現(xiàn)凈化后的污水直接排放的目標(biāo)。
[0039]本實(shí)施例的基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)中使用在線水質(zhì)分析儀31和執(zhí)行部分2的設(shè)備實(shí)現(xiàn)污水的凈化處理，在線水質(zhì)分析儀31實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和對(duì)執(zhí)行設(shè)備的控制功能；該控制系統(tǒng)設(shè)備簡單，操作方便。
[0040]實(shí)施例2
[0041]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例的基于在線水質(zhì)儀PID控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括控制中心100、執(zhí)行部分2和檢測部分3。控制中心100包括主控器1 ;執(zhí)行部分2包括自動(dòng)稱量裝置7、自動(dòng)投藥裝置8和攪拌裝置9 ;檢測部分3包括在線水質(zhì)分析儀31和傳感器檢測裝置；
[0042]主控器1用于接收在線水質(zhì)分析儀31或傳感器檢測裝置的分析檢測結(jié)果，并控制執(zhí)行部分2的運(yùn)行。
[0043]其中，在線水質(zhì)分析儀31包括檢測計(jì)量單元和運(yùn)算控制單元，檢測計(jì)量單元與主控器1連接，檢測現(xiàn)場水質(zhì)的參數(shù)，