CN110330063A - 水处理池模块化控制系统 - Google Patents

Abstract

水处理池模块化控制系统，涉及专用于水净化处理的控制系统，包括控制总柜，及与控制总柜通过总线电缆连接的多个子功能模块。每个子功能模块有自己的ID，每个子功能模块用于控制水处理池的一个设备或一组设备。还有与总线电缆连接的按钮模块，按钮模块具有ID编码器。具有结构简单，操作方便的优点。

Description

水处理池模块化控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体地说，涉及水处理池模块化控制系统。

背景技术

地表水净化处理或污水处理领域中，多采用由反应池、沉淀池构成的处理池将其中的水质净化。目前水处理工艺越来越先进，同时也就要求净水厂的自动化、集成化和模块化程度相应提高。水处理工艺中去除悬浮物的环节至关重要，直接影响出水的水质好坏。水处理池内的反应沉淀作为去除悬浮物的重要工艺，自反应池前端至沉淀池后端的沉淀污泥成阶梯状分布，沉淀池端沉淀污泥取决于所选沉淀工艺。反应池和沉淀池内均设有排泥泵及排泥管、排泥管上连接有排泥阀门，沉降污泥通过排泥阀的开启，将泥吸入排泥管排出池外。

上述水处理池的每根排泥管上的排泥阀都配置有电控箱，电控箱根据控制要求设计制造而成，并配置有按钮、指示灯。现有的控制方式一种是操作人员到水处理池现场操作控制箱进行排泥，另一种是通过将阀门状态信号通过控制电缆输送到总控柜，通过设计排泥周期和排泥时间由总控柜进行自动控制，两种方式虽然能实现排泥，但随意性比较大，排泥周期和排泥时间不好控制，连接各电控箱至总控柜的控制电缆繁多，施工专业性强，设备损坏后无法在短时间内恢复，兼容性不强，很难在完工的系统上增加设备，不方便后期维护和功能升级。

此外，传统的水处理池还设置有冲洗装置和各种仪表，这些设备的控制系统一般包括由现场阀门控制柜、PLC控制柜构成的控制总柜，动力电缆，控制电缆，信号电缆，桥架及管线。设备体积庞大，所以线缆也就随之增多，设备布满电缆，现场安装复杂，工程量大，易引起火灾或触电事故。遇到电缆损害时，整个系统将瘫痪，无法使用，恢复需要专业技术人员进行，并需耗费较长时间完成。

针对传统控制方式的缺点，需要设计和开发一套模块化智能控制系统，改善传统水处理池控制系统的上述不足。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构简单的水处理池模块化控制系统；

本发明的另一目的是提供一种操作方便的水处理池模块化控制系统。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的水处理模块化控制系统包括控制总柜，及与控制总柜通过总线电缆连接的多个子功能模块。每个子功能模块有自己的ID，每个子功能模块用于控制水处理池的一个设备或一组设备。还有与总线电缆连接的按钮模块，按钮模块具有ID编码器。

由以上方案可见，每个子功能模块有自己的ID，即自己的身份地址码，需要对某一个设备进行控制时，只要通过按钮模块进行ID编码与该设备对应的子功能模块的ID相对应，控制总柜即可通过ID识别对该设备或该组设备对应子功能模块发出控制信号，使该设备按需要运行，而各相同功能的子功能模块具有完全相同的结构，仅ID不同，子功能模块与子功能模块之间，按钮模块与子功能模块之间采用总线连接，省去了中间复杂繁多的控制电缆，另一方面操作按钮模块化使得整体结构相对简单，无需考虑柜体面板开孔及安装位置可操作性等问题。

进一步的方案是总线电缆为两芯电缆；子功能模块与两芯电缆的连接方式为针刺式连接或连接器连接或压接。本方案给故障维修带来了极大的方便，一但某一子功能模块出现故障，需要更换一个新的子功能模块时，只需将ID写入新的子功能模块，并简单地将新的子功能模块取电头的针刺入两芯电缆，或插入连接器或压接即可。

进一步的方案是两芯电缆具有圆形和多边形组合的截面形状；子功能模块有与该截面形状配合的取电头形状。

为实现本发明的另一目的，另一进一步的方案是总线电缆为两芯电缆；按钮模块与两芯电缆的连接方式为针刺式连接。本方案给水处理池现场的设备控制操作带来了方便，操作人员随身携带一只按钮模块，在现场需要操控某一设备时，只需将按钮模块取电头的针刺入两芯电缆或插入连接器或压接，通过ID编码器输入该设备的子功能模块的ID和控制码，即可由总控柜对该设备进行控制。

更进一步的方案是两芯电缆具有圆形和多边形的组合截面；按钮模块均有与该组合截面配合的取电头形状。本方案的优点是可有效地避免按钮模块取电时发生接线错误。

再进一步的方案是两芯电缆具有电芯、外层的绝缘层及位于两者之间的无痕绝缘层。本方案的优点是可以大大提高电缆的安全使用寿命，有效地防止漏电。

又进一步的方案是无痕绝缘层为绝缘油或绝缘硅胶或绝缘硅脂。

进一步的方案是总线电缆为模块电源和数据信号共用电缆。

进一步的方案是设备包括气动阀或液动快开阀或电动阀或冲洗装置或仪表或排泥泵。

附图说明

图1是本发明第一实施例的原理图；

图2是本发明第二实施例的原理图；

图3是本发明第三实施例的原理图；

图4是本发明第四实施例的原理图；

图5是本发明第五实施例的原理图；

图6是本发明总线电缆的横截面结构图；

图7是本发明子功能模块和按钮模块中取电头的结构示意图；

图8是本发明取电头与总线电缆连接取电状态的示意图。

以下结合各实施例及其附图对本发明的各方案进一步说明。

具体实施方式

第一实施例

参见图1，本例的水处理池模块化控制系统有一个远离水处理池10的控制总柜1，该水处理池10具有5只气动阀，5只液动快开阀，5只电动阀，5套冲洗装置和4块仪表，因此设置了分别用于控制5只气动阀的气动阀控制模块31，气动阀控制模块32，气动阀控制模块33，气动阀控制模块34和气动阀控制模块35；分别用于控制5只液动快开阀的液动快开阀控制模块41，液动快开阀控制模块42，液动快开阀控制模块43，液动快开阀控制模块44和液动快开阀控制模块45；分别用于控制5只电动阀的电动阀控制模块51，电动阀控制模块51，电动阀控制模块52，电动阀控制模块53，电动阀控制模块54和电动阀控制模块55；分别用于控制5套冲洗装置的冲洗装置控制模块61，冲洗装置控制模块62，冲洗装置控制模块63，冲洗装置控制模块64和冲洗装置控制模块65；分别用于控制4块仪表的仪表控制模块71，仪表控制模块72，仪表控制模块73和仪表控制模块74。

参见图1，控制总柜1通过总线电缆2与上述各子功能模块电连接，即总线2上电连接着气动阀控制模块31，气动阀控制模块32，气动阀控制模块33，气动阀控制模块34和气动阀控制模块35，液动快开阀控制模块41，液动快开阀控制模块42，液动快开阀控制模块43，液动快开阀控制模块44，液动快开阀控制模块45，电动阀控制模块51，电动阀控制模块51，电动阀控制模块52，电动阀控制模块53，电动阀控制模块54，电动阀控制模块55，冲洗装置控制模块61，冲洗装置控制模块62，冲洗装置控制模块63，冲洗装置控制模块64，冲洗装置控制模块65，仪表控制模块71，仪表控制模块72，仪表控制模块73和仪表控制模块74，且这些子功能模块具有自己各自的ID。

在水处理池现场10放置有2只按钮模块，其中一只由操作人员随身携带，另一只为备品，用于防止随身携带的按钮模块出现故障时备用。按钮模块中设置有ID编码器，操作人员在水处理池现场10发现某一设备需要改变工作状态时，例如发现某处排泥管需要打开对应的气动阀进行排泥时，可用按钮模块8的编码器输入与控制该气动阀的气动阀控制模块33的ID，同时用按钮模块发出控制指令，控制总柜1即可控制该气动阀开启进行排泥。

上述所有子功能模块的结构相同，仅ID不同。总线电缆2采用两芯电缆，同时作为电源电缆和数据电缆。

参见图6，总线电缆2具有正极电芯21，负极电芯22，包裹电芯位于中间层的无痕绝缘层23和24，本例的无痕绝缘层23和24采用绝缘硅脂，包裹无痕绝缘层23的绝缘层25和包裹无痕绝缘层24的绝缘层26，绝缘层25和26可以采用现有电缆电芯外层的绝缘材料制造。由图6可见，本例总线电缆采用的两芯电缆的截面形状为圆形和正方形组合的截面形状。

如前述，各子功能模块具有相同的结构，它们的取电头和按钮模块的取电头也具有相同的结构，图7是按钮模块的取电头81示意图，具与两芯电缆2截面配合的取电头形状，即取电头81的截面形状是半圆形和半正方形组合的形状，正极取电针82位于半圆形中，负极取电针则位于半正方形中。

参见图8，当取电头81刺入总线电缆2时，正极取电针82依次刺穿绝缘层25和无痕绝缘层23与正极电芯21电连接；负极取电针83依次刺空绝缘层26和无痕绝缘层24与负极电芯22电连接。从而使按钮模块进行操作工作，本发明的优点是按钮模块可以在图1示的总线电缆2任意处进行刺入电连接进行操作，并不限于必须在所要操作的设备近傍进行操作。当操作完成后，操作人员可以将按钮模块的取电头81自总线电缆2拔出，由于取电针足够细，绝缘层25和26基本可以闭合针孔，而无痕绝缘层23和24则可以完全无痕地闭合针孔，实现安全绝缘。

本例中操作频繁的设备，其对应的子功能模块因易损坏，宜采用针刺式取电连接，而不常操作或不易损坏的子功能模块，完全可以采用与总线电缆固定电连接的连接方式。

第二实施例

参见图2，本例与上例的不同处之一是系统的网络形态不同，本例是一般的网络形态，另外，本例的水处理池相对较小，需要加以控制的设备只有2只电动阀，2套冲洗装置和1块仪表，因此，本例的系统在水处理池现场10仅设置了电动阀控制模块51和52，冲洗装置控制模块61和62，仪表控制模块71，而远离水处理池现场10的模块电源9和控制总柜1同样与这些子功能模块通过总线电缆2电连接。另外，本例的总线电缆采用两芯电缆，其截面形状是圆形与正六角形组合的形状，因此，子功能模块的取电头与之配合的形状是半圆形与半正六角形组合的形状。由于本例的水处理池相对较小，可以在能目测观察到各设备的总线电缆适当位置固定电连接两只按钮模块8，这同样便于操作人员现场控制操作。

第三实施例

参见图3，本例与前两例的不同处之一是系统的网络形态不同，本例采用了总线型结构。本例的水处理池需要加以控制的设备有3只气动阀，3只液动快开阀，2只电动阀，2套冲洗装置及2块仪表，因此，本例的系统在水处理池现场设置了气动阀控制模块31、32和33，液动快开阀控制模块41、42和43，电动阀控制模块51和52，冲洗控制模块61和62，仪表控制模块71和72，还有1只按钮控制模块8，这些子功能控制模块都通过总线电缆2与控制总柜1电连接。本例系统的总线电缆2采用两芯电缆，其截面形状是椭圆形与正八角形组合的形状，各子功能模块的取电头与之配合的形状是半椭圆与半正八角形组合的形状。

第四实施例

参见图4，本例与前两例的不同处之一是系统的网络形态不同，本例采用了星形总线结构。本例的水处理池需要加以控制的设备有3只气动阀，5只电动阀，2套冲洗装置及4块仪表，因此，本例的系统在水处理池现场设置了气动阀控制模块31、32和33，电动阀控制模块51、52、53、54和55，冲洗控制模块61和62，仪表控制模块71、72、73和74，还有1只随身携带的按钮控制模块及1只备用的按钮控制模块，这些子功能控制模块都通过总线电缆2与控制总柜1电连接。本例总线电缆2采用的两芯电缆的截面形状为圆形和正方形组合的截面形状，各子功能模块的取电头与之配合的形状是半圆与半正方形组合的形状。

第五实施例

参见图5，本例与前两例的不同处之一是系统的网络形态不同，本例采用了树形总线结构。本例的水处理池需要加以控制的设备有4只气动阀，3只液动快开阀，2套冲洗装置及2块仪表，因此，本例的系统在水处理池现场设置了气动阀控制模块31、32，33和34，液动快开阀控制模块41、42和43，冲洗控制模块61和62，仪表控制模块71和72，按钮模块8，还有1只随身携带的按钮控制模块，这些子功能控制模块都通过总线电缆2与控制总柜1电连接。本例总线电缆2采用的两芯电缆的截面形状为圆形和正方形组合的截面形状，各子功能模块的取电头与之配合的形状是半圆与半正方形组合的形状。

第六实施例

本例与第一实施例不同之处如下，考虑到通常5只气动阀在使用动作统一，5套冲洗装置在使用时动作也统一，仅采用一只气动阀控制模块31来控制5只气动阀，采用一只冲洗装置控制模块61来控制5套冲洗装置。另外，本例中的各子功能模块与总线电缆采用压接的连接方式，而按钮模块8与总线电缆采用连接器的插接方式。

其他实施方式

本发明上述各实施例中，子功能模块根据需要与总线电缆采用电连接，或针刺电连接。

两芯电缆的无痕绝缘层23和24还可以采用绝缘油或绝缘硅胶。

Claims (9)

1.水处理池模块化控制系统，包括控制总柜，与所述控制总柜通过总线电缆连接的多个子功能模块；

其特征在于：

每个所述子功能模块有自己的ID，每个所述子功能模块用于控制所述水处理池的一个设备或一组设备；

与所述总线电缆连接的按钮模块，所述按钮模块具有ID编码器。

2.根据权利要求1所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述总线电缆为两芯电缆；

所述子功能模块与所述两芯电缆的连接方式为针刺式连接或连接器连接或压接。

3.根据权利要求2所述的水处理模块化控制系统，其特征在于：

所述两芯电缆具有圆形和多边形组合的截面形状；

所述子功能模块有与所述截面形状配合的取电头形状。

4.根据权利要求1所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述总线电缆为两芯电缆；

所述按钮模块与所述两芯电缆的连接方式为针刺式连接或连接器连接或压接。

5.根据权利要求4所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述两芯电缆具有圆形和多边形组合的截面形状；

所述按钮模块有与所述截面形状配合的取电头形状。

6.根据权利要求2所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述两芯电缆具有电芯、外层的绝缘层及位于两者之间的无痕绝缘层。

7.根据权利要求6所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述无痕绝缘层为绝缘油或绝缘硅胶或绝缘硅脂。

8.根据权利要求1所述水处理池模块化控制系统，其特征在于：

所述总线电缆为模块电源和数据信号共用电缆。

9.根据权利要求1至8任一项所述水处理模块化控制系统，其特征在于：

所述设备包括气动阀或液动快开阀或电动阀或冲洗装置或仪表或排泥泵。