CN104355453A - 一种净水厂全自动控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种净水厂全自动控制系统，包括：出水检测装置、用水检测装置、絮凝剂配制投加系统、消毒系统、排泥系统和反冲洗系统。本发明的净水厂全自动控制系统用于市级供水管网，根据用户供水管网的实时用水数据控制净水设备的投切，根据实时供水量和工况自动计算絮凝剂和消毒剂的投放量，实现了大型供水系统的自动控制。

Description

一种净水厂全自动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及环保领域，特别涉及一种净水厂全自动控制系统，还涉及一种净水厂全自动控制方法。
背景技术
水是生命之源，也是人们生活所必需的物质，随着生活质量的提高，人们日常生活用水的需求越来越多，洗衣、做饭、洗澡、抽水马桶都要耗费大量的纯净水资源，而且，火电、钢铁、纺织等高耗水行业每年要消耗大量的纯净水，据统计，我国近2/3的城市不同程度缺水，工程性、资源性、水质性缺水长期并存，水资源约束成为我国可持续发展的主要瓶颈。
水资源的紧缺同时对净水厂提出了更高的要求，随着用水量的提高，传统人工检测、控制供水的方法已经不能满足成倍数增长的生活和工业用水需求，如何实现净水厂净水、供水、检测的自动化控制，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种净水厂全自动控制系统，解决了净水厂净水、供水、检测的自动化控制的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种净水厂全自动控制系统，包括：
出水检测装置，通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置；
用水检测装置，在供水管道上装有远传压力表，通过远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量；
絮凝剂配制投加系统，通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量；
消毒系统，通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
可选地，所述絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站。
可选地，所述盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
本发明还提供了一种净水厂全自动控制方法，包括：
通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置；
通过在供水管道上安装的远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量；
通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量；
通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
可选地，通过在所述絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀控制絮凝剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站。
可选地，通过在所述盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀控制消毒剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
本发明的有益效果是：
本发明的净水厂全自动控制系统用于市级供水管网，根据用户供水管网的实时用水数据控制净水设备的投切，根据实时供水量和工况自动计算絮凝剂和消毒剂的投放量，实现了大型供水系统的自动控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种净水厂全自动控制系统的控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明的净水厂全自动控制系统用于市级供水管网，实现了大型供水系统的自动化检测和控制，解决了传统供水管网通过人工统计供求水量，人工开启关闭净化装置，二级供水系统站与净水厂无法实时共享供水数据的问题，根据用户供水管网的实时用水数据控制净水设备的投切，根据实时供水量和工况自动计算絮凝剂和消毒剂的投放量，实现了大型供水系统的自动控制。
本发明提供了一种净水厂全自动控制系统，如图1所示，包括：出水检测装置、用水检测装置、絮凝剂配制投加系统、消毒系统、排泥系统和反冲洗系统，排泥系统和反冲洗系统为辅助设备。
出水检测装置，通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置，以维持清水池的蓄水量保证供水量。
用水检测装置，在供水管道上装有远传压力表，通过远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线(例如485通讯总线)来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量。
絮凝剂配制投加系统，通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量。优选地，本发明通过自动控制系统对出液量进行控制，絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站；盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
消毒系统，通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
二氧化氯设备通过PLC与控制主站通讯，上传运行信息，接受控制主站的运行及投加量命令；本发明的控制系统还包括配置控制面板，对运行参数进行设置、实时监控设备运行情况；选择手动设置产量及自动根据出水二氧化氯值及瞬时处理流量进行产量调节。
排污系统的污泥沉淀池，是由单元净水模块的反冲洗排水和排泥水排入排水沟，汇入污泥沉淀池。污泥沉淀池的上清液由回流水泵送至入水总管进行回用；污泥沉淀池内的污泥沉淀后，由车外运或采取其他处理措施。
反冲洗系统根据滤层水头损失或规定冲洗周期来控制滤池冲洗，冲洗顺序和强度也可根据设定值进行自动控制。
控制主站是采用PLC控制方式，即将各个独立的性能或功能控制分解到各个子系统中自行控制，各个子系统之间彼此独立，各个子系统通过485总线方式将自己的数据上传到控制主站，控制主站将数据进行集中管理，根据数据反馈情况协调控制各个子系统运行，这也就实现了净水厂的集中式分散管理，从而为净水厂的现代化管理提供可能性。
控制主站在控制上采用PLC分散控制方式，分散控制一台或多台净水控制主站系统及一级提水控制系统、反冲洗控制系统、消毒控制系统等，即将各个独立的性能或功能控制分解到各个子系统中自行控制，各个子系统之间彼此独立。
各个独立的子系统通过485总线将控制请求及数据上传给控制主站，控制主站根据各子系统的控制请求情况，将控制请求依据净水工艺流程的要求进行排队，依次对各子系统发布控制命令，协调控制各子系统的有序合理的运行。
控制主站在数据的采集、传输、通讯上采用485总线方式，各个子系统通过485总线将自己的数据上传到净水控制主站系统(如净水控制从站系统)或一级提水控制系统、反冲洗控制系统、消毒控制系统等，控制主站将数据进行集中管理，根据数据反馈情况协调控制各个子系统协调运行。
控制主站在数据共享上采用有线网络或无线GPRS传输方式，将采集整理后的净水厂系统数据信息上传至上级主管机关，上级主管机关通过净水厂管理软件接收数据，显示净水厂系统的运行情况，同时可以对净水厂系统的各个控制对象实施远程遥控。
本发明的控制系统还包括监控装置，根据用户现场需求，在消毒加药房、机电控制室、水厂园区、取水口各设置一个视频监控点。视频监控可以通过互联网实现远程监视，并可以定期存储可供查询，采用IP网络数字摄像，利用超五类线进行图像传输，并进行实时监控。监控装置所需的前端设备少，连线简洁；后端仅需一套软件系统即可。网络数字摄像机集成了图象声音采集模块、图象声音处理模块、图象声音压缩模块和以太网控制器，将图像转换为基于TCP/IP标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过以太网接口直接传送到网络上。通过网络即可远端监视画面。网络数字摄像机采用了最先进的图象声音传感器技术、图象声音处理技术、图象声音压缩技术、数据加密技术和网络传输技术，具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用，使用户免去了复杂的网络配置。
当供水水质超过预先设定的标准范围时，控制主站可以立即发出画面报警，现场控制设备也可以出现报警画面和警报声音。在处理报警时，系统操作人员可以立即查看当前的报警监测点、报警时间及数值等信息，浏览历史发生的报警信息，为该监测点的连续报警数据生成趋势线，打印或输出该监测点的连续报警数据，还可以按日或月份输出全部监测点的报警信息。系统操作人员可以设置各采集设备阈值；当供水水质参数超标时将按照事先系统设定的报警等级做出相应提示，本地和远程同时记录报警的信息。
基于上述自动控制系统，本发明还提供了一种净水厂全自动控制方法，包括：
通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置。
通过在供水管道上安装的远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量。
通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量。优选地，通过在所述絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀控制絮凝剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站；通过在所述盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀控制消毒剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
本发明的净水厂全自动控制系统用于市级供水管网，根据用户供水管网的实时用水数据控制净水设备的投切，根据实时供水量和工况自动计算絮凝剂和消毒剂的投放量，实现了大型供水系统的自动控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种净水厂全自动控制系统，其特征在于，包括：
出水检测装置，通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置；
用水检测装置，在供水管道上装有远传压力表，通过远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量；
絮凝剂配制投加系统，通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量；
消毒系统，通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
2.如权利要求1所述的一种净水厂全自动控制系统，其特征在于，所述絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站。
3.如权利要求1所述的一种净水厂全自动控制系统，其特征在于，所述盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
4.一种净水厂全自动控制方法，其特征在于，
通过清水池中的水位传感器对清水池水位进行实时监测，并传输实时出水流量值至控制主站，控制主站根据读取的实时出水流量值增开或停止净化水装置；
通过在供水管道上安装的远传压力表对供水管道供水压力值进行实时监测，并传输实时供水压力值至控制主站，控制主站通过读取远传压力表的数值，根据用户的供水压力值来控制二级供水系统站水泵的启停；供水管道上还装有超声波流量计，控制主站通过通讯总线来读取流量计的瞬时流量以及累计流量，统计用水量；
通过在絮凝剂储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设液位上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值实时计算絮凝剂投加量，并向絮凝剂投加系统发出指令，絮凝剂投加系统依据指令自动调整絮凝剂投加量；
通过在盐酸及氯酸钠储罐安装液位计实时显示和传输液位信号，控制主站读取液位信号，根据预设上、下限判断储药量是否充足，预估剩余药液使用时间，对储罐内药液定时启动搅拌，并根据出水流量值、入水流量值和水质实时检测值自动实时计算消毒剂投加量，并向消毒系统发出指令，消毒系统依据指令自动调整消毒剂投加量。
5.如权利要求4所述的一种净水厂全自动控制方法，其特征在于，通过在所述絮凝剂储罐的出液口设置电磁阀控制絮凝剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出絮凝剂统计流量到所述控制主站。
6.如权利要求4所述的一种净水厂全自动控制系统，其特征在于，通过在所述盐酸及氯酸钠储罐的出液口设置电磁阀控制消毒剂的投加量，根据所述控制主站的指令开启和关闭，电磁阀出水段设置超声波流量计，输出消毒剂统计流量到所述控制主站。
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