CN201741022U

CN201741022U - 煤矿生活污水处理全过程监控系统

Info

Publication number: CN201741022U
Application number: CN2010202485146U
Authority: CN
Inventors: 周如禄; 崔东锋; 郭中权; 朱留生
Original assignee: HANGZHOU ENVIRONMENTAL PROTECTION RESEARCH INSTITUTE COAL SCIENCE RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: CHINA COAL TECHNOLOGY & ENGINEERING GROUP HANGZHOU ENVIRONMENTAL PROTECTION RESEARCH INSTITUTE CO., LTD.
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-07-06

Abstract

本实用新型属于工业自动化监控技术领域，涉及一种煤矿生活污水处理全过程监控系统，该系统由数据采集模块、集中通讯控制器和监控管理单元组成，若干个数据采集模块与集中通讯控制器相连；数据采集模块包括仪表单元、电气控制单元和数据采集控制单元；监控管理单元包括对集中通讯控制器传来的数据进行处理的工控机，以及与工控机相连的显示器、打印机、模拟屏和UPS电源。本实用新型集数据采集，自动控制功能为一体，实现了整个污水处理过程的自动化控制、工艺流程动态显示、工艺参数和设备运行状态的实时监测、记录和故障报警等，解决了现有监控系统存在的自动化程度低、控制分散、工人劳动强度大等问题。

Description

煤矿生活污水处理全过程监控系统

技术领域

本实用新型属于工业自动化监控技术领域，涉及一种水处理系统，尤其是涉及一种煤矿生活污水处理全过程监控系统。

背景技术

众所周知，煤矿生活污水是伴随着煤矿的建设和生产而产生的污水，主要来源是洗浴、食堂、办公楼、职工宿舍和家属区等产生的污水，其主要污染物是有机杂质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质及其分解产物、纤维素和合成洗涤剂、肥皂等，若未经处理直接排放会对矿区周围环境造成污染，同时随着国家和企业对节能减排的重视，煤矿企业均加大了对生活污水处理回用的力度。生活污水的处理就是将水中的有机物和悬浮物去除，处理过程中有许多机电设备和工艺参数检测仪表，基本上都分散布置在各个水处理构筑物中，相对距离较远。目前国内煤矿生活污水处理的控制系统普遍采用分散就地人工控制的方式，各个工艺环节的控制衔接不够，系统工艺运行参数调整的实时性差、滞后性明显，各工艺单元的机电设备控制方式多为手动，系统的工艺运行参数没有记录等，严重影响系统处理后的水质。申请号为00124897.9的中国专利申请公开了一种污水处理过程的自动控制装置,包括污水处理池,多个在线检测装置,一个监控系统和多个执行元件,按照本装置可实现以排出的水质来调节污水处理过程的控制参数,以获得最佳的处理效果。但是，该系统应用于煤矿生活污水处理存在自动化程度低、控制分散、工人劳动强度大等缺点，因此需要对其进行改进。

发明内容

本实用新型提供一种用于煤矿生活污水处理的全过程监控系统，以解决现有煤矿生活污水处理系统自动化程度低、控制分散、工人劳动强度大、处理水质不稳定等技术问题，实现煤矿生活污水处理的全过程监控。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种煤矿生活污水处理全过程监控系统，该系统由数据采集模块、集中通讯控制器和监控管理单元组成，若干个数据采集模块与集中通讯控制器相连；所述的数据采集模块包括分别设置在水处理构筑物上的仪表单元和电气控制单元，以及对仪表单元和电气控制单元传来的数据进行监测和分析处理的数据采集控制单元，仪表单元和电气控制单元分别与数据采集控制单元相连，每个数据采集控制单元与集中通讯控制器相连；所述的监控管理单元包括对集中通讯控制器传来的数据进行处理的工控机，以及与工控机相连的显示器、打印机、模拟屏和UPS电源，所述的工控机与集中通讯控制器相连。其中，工控机和显示器能够对整个水处理系统的机电设备运行状态和工艺参数进行实时监视，并对机电设备可以进行操作控制；模拟屏能够实时模拟显示整个水处理系统的工艺流程，包括设备运行状态和工艺参数；UPS电源为系统的各单元提供不间断电源，一般采用规格为3KVA,60min的UPS电源。打印机与工控机之间通过USB串口通讯线连接，用于打印系统的数据报表。本实用新型可用于煤矿生活污水处理的全过程监控系统，主要针对采用氧化沟、曝气生物流化池（ABFT）、生物接触氧化等工艺处理煤矿生活污水的监测，是集数据采集，自动控制功能为一体，用于完成整个污水处理过程的自动化控制、工艺流程动态显示、工艺参数和设备运行状态的实时监测、记录和故障报警等。本实用新型的全过程监控系统，主要通过采集系统的运行工艺参数，并根据人机交互平台给定的运行参数，数据采集控制单元发出控制信号到电气控制单元来完成对机电设备的控制，并对设备的运行状态进行监视，达到煤矿生活污水处理全过程监控的目的，同时该系统具有操作简单、运行维护方便、工人劳动强度低、运行稳定等特点。

作为优选，所述的工控机、模拟屏和集中通讯控制器均设有RS232接口，工控机与模拟屏、工控机与集中通讯控制器之间通过4芯屏蔽线相连。

作为优选，所述的仪表单元包括用于测量液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力或温度的传感器及相应的变送器。仪表单元的液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力和温度等传感器均设置在相应的水处理构筑物上，并通过与其传感器相连接的变送器将这些工艺参数信号转换为标准4～20mA的电流信号，通过2芯屏蔽线传送到各自对应数据采集控制单元的模拟量输入处理模块，作为系统运行调整的依据。

作为优选，所述的电气控制单元为断路器、接触器、继电器、变频器、软启动器、互感器、电压表、电流表、按钮和指示灯中的一种或两种以上的组合，具体根据水处理过程控制要求来设置。电气控制单元为系统的基础控制层，用于对整个水处理过程中的水泵、表曝机、阀门、搅拌机、脱水机和刮泥机等机电设备进行现场操作控制，同时电气控制单元与各自对应数据采集控制单元连接有控制线，用于接受来数据采集控制单元的远程集中控制信号对设备进行控制，最后再将设备的运行状态反馈到数据采集控制单元。

作为优选，所述的集中通讯控制器和数据采集控制单元均设有RS485接口，集中通讯控制器与各数据采集控制单元之间通过屏蔽双绞线进行连接。

与现有的监控系统相比，本实用新型具有以下特点：

1、工控机和显示器组成系统的人机交互平台，利用组态软件设计出与现场相对应的工艺流程画面和数据库，并组态系统的参数画面、报表画面、操作画面、报警画面、趋势图画面等，使得在控制室可以总览现场机电设备的运行状况和工艺运行参数，并对现场的机电设备进行集中自动控制。

2、数据采集控制单元为系统的信息处理中心，分散布置各水处理构筑物附近，每个数据采集控制单元与集中通讯控制器之间通过屏蔽双绞线连接，采用RS485总线通讯协议进行通讯，相互交换数据。

3、数据采集控制单元用于采集系统机电设备的运行状态和工艺过程参数，同时接收来自人机交互平台的设定运行参数，根据程序模块的分析结果，发出相应的控制指令到电气控制单元。

本实用新型提供的煤矿生活污水处理全过程监控系统，主要通过仪表单元，采集系统运行的液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、PH值、压力和温度等工艺参数信息，并将这些信息传送到相应的数据采集控制单元，经数据采集控制单元中的程序模块分析，以及人机交互平台给出的运行参数，由数据采集控制单元发出控制指令到电气控制单元，电气控制单元执行指令，启动或停止相应的机电设备，达到自动控制的目的，同时电气控制单元将设备的运行状态反馈给数据采集控制单元，再到人机交互平台和模拟屏，最终达到全过程监控的目的。本实行新型具有操作简单、运行维护方便、工人劳动强度低、运行稳定等特点，非常适合新建和改扩建的煤矿生活污水处理厂，为煤矿生活污水处理提供最佳的全过程监控系统。

附图说明

图1是本实用新型的一种接线示意图。

标记说明：1-工控机； 2-显示器； 3-打印机；4-模拟屏； 5-UPS电源； 6-集中通讯控制器；7-数据采集控制单元； 8-仪表单元； 9-电气控制单元，10-数据采集模块，11-监控管理单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的全过程监控系统由数据采集模块10、集中通讯控制器6和监控管理单元11组成，各数据采集模块10与集中通讯控制器6相连。数据采集模块10包括分别设置在水处理构筑物上的仪表单元8和电气控制单元9，以及对仪表单元8和电气控制单元9传来的数据进行监测和分析处理的数据采集控制单元7，仪表单元8和电气控制单元9分别与数据采集控制单元7相连，每个数据采集控制单元7与集中通讯控制器6相连。仪表单元8分别为设置在水处理构筑物各处的液位传感器和变送器、流量传感器和变送器、溶解氧传感器和变送器、污泥浓度传感器和变送器、污泥界面传感器和变送器、pH传感器和变送器、压力传感器和变送器、温度传感器和变送器，将仪表单元所包括的液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力和温度等传感器和变送器安装到相应的工艺单元上，以便对煤矿生活污水处理过程的各工艺参数进行监控和调解。电气控制单元9为断路器、接触器、继电器、变频器、软启动器、互感器、电压表、电流表、按钮和指示灯中的一种或两种以上的组合，具体根据水处理过程控制要求来设置，电气控制单元的选择和组合方式为行业内公知常识，在此不做累述。监控管理单元11包括对集中通讯控制器6传来的数据进行处理的工控机1，以及与工控机1相连的显示器2、打印机3、模拟屏4和UPS电源5，工控机1与集中通讯控制器6相连。工控机1、模拟屏4和集中通讯控制器6均设有RS232接口，工控机的COM1口与模拟屏的通讯接口之间、工控机的COM2口与集中通讯控制器的COM口之间均通过4芯屏蔽线连接；集中通讯控制器6和数据采集控制单元7均设有RS485接口，集中通讯控制器6与各数据采集控制单元7之间通过屏蔽双绞线进行连接。

具体工作过程为，将本实例的仪表单元所包括的液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力和温度等传感器和变送器安装到相应的工艺单元上，采集系统的液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力和温度等工艺参数信息，并通过2芯屏蔽线将标准的4-20mA电流信号传送到设置在各水处理构筑物附近的数据采集控制单元的模拟量输入处理模块，各数据采集控制单元通过屏蔽双绞线与集中通讯控制器连接，采用RS485总线通讯协议进行通讯，然后集中通讯控制器再与工控机4芯屏蔽线连接，采用RS232总线通讯协议进行通讯，最终将所有信息汇集到工控机；同时，数据采集控制单元接受工控机给出的运行参数，并根据采集到的工艺参数，通过程序模块分析后，发出控制指令到设置在各工艺单元电气控制单元，各电气控制单元执行指令，控制位于现场的水泵、表曝机、阀门、搅拌机、脱水机和刮泥机等机电设备，达到远程自动控制的目的，同时各电气控制单元将机电设备的运行状态反馈给数据采集控制单元，再到人机交互平台和模拟屏，实现全过程监控的最终效果。

本实施例的全过程监控系统，主要通过采集系统的运行工艺参数，并根据人机交互平台给定的运行参数，数据采集控制单元发出控制信号到电气控制单元来完成对机电设备的控制，并对设备的运行状态进行监视，达到煤矿生活污水处理全过程监控的目的，同时该系统具有操作简单、运行维护方便、工人劳动强度低、运行稳定等特点。

应理解，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种煤矿生活污水处理全过程监控系统，其特征在于：该系统由数据采集模块（10）、集中通讯控制器（6）和监控管理单元（11）组成，若干个数据采集模块（10）与集中通讯控制器（6）相连；所述的数据采集模块（10）包括分别设置在水处理构筑物上的仪表单元（8）和电气控制单元（9），以及对仪表单元（8）和电气控制单元（9）传来的数据进行监测和分析处理的数据采集控制单元（7），仪表单元（8）和电气控制单元（9）分别与数据采集控制单元（7）相连，每个数据采集控制单元（7）与集中通讯控制器（6）相连；所述的监控管理单元（11）包括对集中通讯控制器（6）传来的数据进行处理的工控机（1），以及与工控机（1）相连的显示器（2）、打印机（3）、模拟屏（4）和UPS电源（5），所述的工控机（1）与集中通讯控制器（6）相连。

2.根据权利要求1所述的煤矿生活污水处理全过程监控系统，其特征在于：所述的工控机（1）、模拟屏（4）和集中通讯控制器（6）均设有RS232接口，工控机（1）与模拟屏（4）、工控机（1）与集中通讯控制器（6）之间通过4芯屏蔽线相连。

3.根据权利要求1所述的煤矿生活污水处理全过程监控系统，其特征在于：所述的仪表单元（8）包括用于测量液位、流量、溶解氧、污泥浓度、污泥界面、pH值、压力或温度的传感器及相应的变送器。

4.根据权利要求1所述的煤矿生活污水处理全过程监控系统，其特征在于：所述的电气控制单元（9）为断路器、接触器、继电器、变频器、软启动器、互感器、电压表、电流表、按钮和指示灯中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的煤矿生活污水处理全过程监控系统，其特征在于：所述的集中通讯控制器（6）和数据采集控制单元（7）均设有RS485接口，集中通讯控制器（6）与各数据采集控制单元（7）之间通过屏蔽双绞线进行连接。