CN210495841U - 一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于环保设备技术领域，具体涉及一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统，包括状态采集装置、分析控制装置和云端显示装置，状态采集装置用于采集设备运行各参数，并传输给分析控制装置，分析控制装置接收各参数，并与预设定参数范围进行比较和判断，获取设备废气处理状态和预警信息，并控制设备运行状态，云端显示装置用于显示设备废气处理状态和预警信息，并将预警信息传输给用户；本实用新型通过状态采集装置采集各参数，再通过分析控制装置对各参数进行分析和判断，控制设备运行状态，通过云端显示装置显示设备废气处理状态及预警信息，保证废气处理设备的废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于环保设备技术领域，具体涉及一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统。
背景技术
我国经济的快速发展，城市化和工业化进程的加快，能源消耗量大，同时也排出了大量有害废气，不但污染了环境，也给人们的生活和身体带来了严重的影响。雾霾天气和极端天气现象的增加，预示着大气污染程度更加严重。大气污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、悬浮颗粒物、挥发性有机化合物(VOCs)、重金属等，废气进行除尘、洗涤吸附、脱硫脱硝等措施能够降低大部分无机污染物的排放量，而常用的VOCs废气处理方法虽然在一定程度上减轻了空气污染，但是仍然不能有效的治理和彻底的降解，因此需要研发更加科学的废气治理技术才能解决VOCs废气排放的危害。
MW-LEP废气处理设备是模拟自然界的紫外光分解降解废气污染物的反应机理，采用微波、紫外光、光触媒等先进技术进行优化组合，通过多种净化方式的协同作用对臭气、废气污染物彻底地净化处理的废气污染物处理装置，具有高效除恶臭、适应性强、运行成本低、占地面积小等优势特点，为了保证废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行，需要开发一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统。
发明内容
本发明为了使MW-LEP废气处理设备的废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行。
本发明所采用的技术方案是，一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统，包括状态采集装置、分析控制装置和云端显示装置；
状态采集装置，用于采集设备TVOC浓度参数和风速参数；
分析模块，用于基于状态采集装置采集的TVOC浓度参数和风速参数，与预设定的参数范围进行比较判断，获取废气处理状态信息和预警信息；
控制模块，用于基于分析模块获取的废气处理状态信息和预警信息，控制设备的运行状态，使废气处理设备正常运行或自动关闭；
云端显示装置，用于基于分析模块输入的废气处理状态信息和预警信息，显示设备废气处理状态和预警信息，并将预警信息传输给用户。
通过状态采集装置采集的设备废气处理状态参数，再通过分析控制装置进行分析判断，获取设备废气处理状态和预警信息，根据预警信息进行设备运行状态的控制，同时显示设备废气处理状态和预警信息，并将预警信息传输给用户，实现了MW-LEP废气处理设备的废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行。
本发明技术方案的特点还在于：
优选地，状态采集装置用于采集设备TVOC浓度参数和风速参数；
状态采集装置包括进气TVOC浓度采集模块、排气TVOC浓度采集模块、环境TVOC浓度采集模块、进气风速采集模块及排气风速采集模块，分别采集进气TVOC浓度参数、排气TVOC浓度参数、环境TVOC浓度参数、进气风速参数和排气风速参数。
优选地，进气TVOC浓度采集模块和进气风速采集模块设置于进气管；排气TVOC浓度采集模块和排气风速采集模块设置于排气管；环境TVOC浓度采集模块放置于设备外部环境中。
优选地，分析模块包括进气TVOC浓度判断子模块、排气TVOC浓度判断子模块、环境TVOC浓度判断子模块、TVOC净化率计算子模块、进气风速判断子模块、排气风速判断子模块及废气处理量计算子模块；
进气TVOC浓度判断子模块，用于基于进气TVOC浓度采集模块采集的进气TVOC浓度参数，与预设定的进气TVOC浓度参数进行比较判断，获取进气TVOC浓度信息和预警信息，并将进气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
排气TVOC浓度判断子模块，用于基于排气TVOC浓度采集模块采集的排气TVOC浓度参数，与预设定的排气TVOC浓度参数进行比较判断，获取排气TVOC浓度信息和预警信息，并将排气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
环境TVOC浓度判断子模块，用于基于环境TVOC浓度采集模块采集的环境TVOC浓度参数，与预设定的环境TVOC浓度参数进行比较判断，获取环境TVOC浓度信息和预警信息，并将环境TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
TVOC净化率计算子模块，用于基于进气TVOC浓度参数、排气TVOC浓度参数及环境TVOC浓度参数，进行计算TVOC净化率，获取TVOC净化率信息和预警信息，并将TVOC净化率信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
进气风速判断子模块，用于基于进气风速采集模块采集的进气风速参数，与预设定的进气风速参数范围进行比较判断，获取进气风速状态信息和预警信息，并将进气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
排气风速判断子模块，用于基于排气风速采集模块采集的排气风速参数，与预设定的排气风速参数范围进行比较判断，获取排气风速状态信息和预警信息，并将排气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
废气处理量计算子模块，用于基于进气风速采集模块采集的进气风速参数，及排气风速采集模块采集的排气风速参数，进行计算废气处理量，获取废气处理量信息和预警信息，并将废气处理量信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
分析模块接收各参数，分析判断各参数是否在预设参数范围内，获取设备废气处理状态及预警信息。
优选地，分析模块还包括外置RTC时钟子模块，用于记录废气处理设备总运行时间，磁控管工作时间，及风机运行时间。
优选地，控制模块包括风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，用于基于分析模块获取的各设备废气处理状态和预警信息，通过风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，控制风机运行状态、磁控管功率及电源开关，使废气处理设备正常运行或自动关闭。
控制模块接收分析模块发出的设备各运行信息和预警信息，发出相应控制，使设备暂停或使各参数在预设定的参数范围内。
优选地，云端显示装置包括显示屏和预警装置。
显示屏对设备废气处理状态的显示，预警装置对预警信息的提示，传输给用户。
本发明的有益效果：
本发明通过状态采集装置采集各个参数，再通过分析控制装置对各个参数进行分析和判断，获取设备废气处理状态和预警信息，控制模块接收预警信息，控制设备运行状态，使废气处理设备正常运行或自动关闭，通过云端显示装置显示设备废气处理状态及预警信息，并将预警信息传输给用户，达到对MW-LEP废气处理设备的在线检测和安全节能控制的作用，从而保证MW-LEP废气处理设备的废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行。
附图说明
图1为本发明一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统总体结构示意图。
图2为本发明一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统的状态采集装置的采集模块放置示意图。
图3为本发明一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统的总体结构示意图如图1所示，包括状态采集装置、分析控制装置和云端显示装置。通过状态采集装置采集各个参数，再通过分析控制装置对各个参数进行分析和判断，获取设备废气处理状态和预警信息，控制模块接收预警信息，控制设备运行状态，使废气处理设备正常运行或自动关闭，通过云端显示装置显示设备废气处理状态及预警信息，并将预警信息传输给用户，达到对废气处理设备的在线检测和安全节能控制的作用。
状态采集装置的采集模块放置示意图如图2所示，状态采集装置用于采集设备TVOC浓度参数和风速参数；TVOC浓度的采集，用于基于TVOC浓度传感器的检测值，生成并输出TVOC浓度参数，并将生成的TVOC浓度参数输出给分析控制装置和云端显示装置。优选进气TVOC浓度采集模块安装于进气管的进气口，排气TVOC浓度采集模块安装于排气管的排气口，而进气风速采集模块则安装于进气管的内部，排气风速采集模块则安装于排气管的内部。TVOC浓度采集模块可选用圣凯安科技7N_PID_10000光离子TVOC传感器，采用串口协议与MCU通讯。
通过进气TVOC浓度采集模块、排气TVOC浓度采集模块及环境TVOC浓度采集模块，分别采集进气TVOC浓度参数、排气TVOC浓度参数及环境TVOC浓度参数；即TVOC浓度采集模块至少分布于设备进气管、设备排气管和环境中。
风速的采集，用于基于风速传感器的检测值，生成风速参数，并将生成的风速参数输出给分析控制装置和云端显示装置，通过进气风速采集模块及排气风速采集模块，分别采集进气风速参数和排气风速参数；即风速采集模块至少分布于设备进气管和设备排气管。风速采集模块可选用星仪CCY11微差压变送器和YIOU lPT-06-200毕托管。
分析控制装置包括分析模块和控制模块。
分析模块包括MCU、Flash、UART转RS485电路和外置RTC时钟电路；分析模块，用于基于状态采集装置采集的TVOC浓度参数和风速参数，与预设定的参数范围进行比较分析，获取设备废气处理状态和预警信息。分析模块包括设备进气TVOC浓度判断子模块、设备排气TVOC浓度判断子模块、环境TVOC浓度判断子模块、TVOC净化率计算子模块、设备进气风速判断子模块、设备排气风速判断子模块及废气处理量计算子模块。
设备进气TVOC浓度判断子模块，用于基于安装在设备进气管的TVOC浓度采集模块采集的进气TVOC浓度参数，与预设定的进气TVOC浓度参数进行比较判断，获取进气TVOC浓度信息和预警信息，并将进气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
设备排气TVOC浓度判断子模块，用于基于安装在设备排气管的TVOC浓度采集模块采集的排气TVOC浓度参数，与预设定的排气TVOC浓度参数进行比较判断，获取排气TVOC浓度信息和预警信息，并将排气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
环境TVOC浓度判断子模块，用于基于安装在设备外部环境中的TVOC浓度采集模块采集的环境TVOC浓度参数，与预设定的环境TVOC浓度参数进行比较判断，获取环境TVOC浓度信息和预警信息，并将环境TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
TVOC净化率计算子模块，用于基于TVOC浓度参数模块采集的设备进气TVOC浓度参数、设备排气TVOC浓度参数及环境TVOC浓度参数，进行计算TVOC净化率，获取TVOC净化率信息和预警信息，并将TVOC净化率信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
设备进气风速判断子模块，用于基于安装在设备进气管上的风速采集模块采集的进气风速参数，与预设定的进气风速参数范围进行比较判断，获取进气风速状态信息和预警信息，并将进气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
设备排气风速判断子模块，用于基于安装在设备排气管上的风速采集模块采集的排气风速参数，与预设定的排气风速参数范围进行比较判断，获取排气风速状态信息和预警信息，并将排气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
废气处理量计算子模块，用于基于进气风速采集模块采集的进气风速参数，及排气风速采集模块采集的排气风速参数，进行计算废气处理量，获取废气处理量信息和预警信息，并将废气处理量信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置
分析模块还包括外置RTC时钟子模块，用于记录废气处理设备总运行时间，磁控管工作时间，及风机运行时间。
MCU包括软件系统和数据记录仪，软件系统的功能有：
1、读取废气处理设备进气管、排气管的进气风速参数和排气风速参数，计算废气排放量；
2、读取废气处理设备进气管、排气管TVOC浓度参数，计算废气TVOC排放量。
3、远程开机、关机；
4、设备净化效率判断和报警，计算实时设备净化效率。若净化效率不达标则产生报警信息，报警信息用于程序反馈控制和云端上传推送。报警信息包括不限于：净化效率不达标报警、环境TVOC浓度参数超限报警、设备进气TVOC浓度参数、设备排气TVOC浓度参数超限报警。
5、针对报警信息内容，程序做出控制设备运行状态的操作，通过调整风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，防止爆炸等危险发生，保障系统运行稳定安全。
6、记录废气处理设备总运行时间，磁控管工作时间，及风机运行时间。
控制模块，包括风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，用于基于分析模块获取的各设备废气处理状态和预警信息，通过风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，控制风机运行状态、磁控管功率及电源开关，使废气处理设备正常运行或自动关闭。
风机变频控制子模块通过RS485协议与MCU通信，从而实现对管道风速的调整；磁控管功率控制子模块是由MCU通过模拟电平信号控制磁控管电源，从而实现功率的调整；设备电源总控制子模块是由MCU通过模拟电平信号控制，实现设备总电源的控制。
云端显示装置，用于基于分析模块输入的设备废气处理状态和预警信息，显示设备废气处理状态和预警信息，并将预警信息传输给用户。云端显示装置包括显示屏和预警装置，显示屏用于显示设备废气处理状态及预警信息，显示屏可以是串口屏，可选用UsartGPU45A串口屏，其以串口形式与MCU连接，用作设备信息的显示与设置，触摸屏可实现设备监控参数输入、显示2G网络状态、配置网络基本参数、设定上传内容等功能。预警装置用于将预警信息传输给用户，预警装置可谓是工业报警指示灯。
本发明所采用的网络传输为工业联网模块，用于将废气处理设备废气处理状态上传至互联网，选用2G传输，用于将故障信息及时上传至云端，实现数据的实时上传，硬件可采用有方科技的工业级GPRS模组N10，拥有四个传输信息频段：850/900/1800/1900MHz频段，抗干扰能力强，与云平台采用TCP/MQTT协议连接，与MCU采用串口方式进行信息通讯。
本发明的供电单元主要通过设计硬件电路实现各模块的供电需求。
本发明废气处理设备在线检测和节能控制的系统软件流程图如图3所示，废气处理设备在启动时，本废气处理设备在线检测和节能控制的系统也启动工作，本系统的MCU上电运行，初始化自检完成后，MCU读取内部FLASH调取配置信息，并询问是否需要更新设备监控参数。设备监控参数主要为风速参数超限报警值、风速参数低限预警值、进气TVOC浓度参数超限报警值、排气TVOC浓度参数超限报警值、MW-LEP设备净化效率低限报警值、环境TVOC浓度参数超限报警值。参数设定完成后本系统进入系统监测过程。系统监测过程查询进气TVOC浓度参数、设备排气TVOC浓度参数、环境TVOC浓度参数、进气管风速参数及设备排气管风速参数；各参数值与系统预设定的各参数值进行比较判断。
针对各情况产生不同状态信息，系统判定报警信息如下：
当设备进气管风速参数高于预设定的进气管风速参数报警值时，报警信息显示进气管风速参数过高。
当设备排气管风速参数低于预设定的排气管风速参数报警值时，报警信息显示排气管风速参数过低。
当设备进气TVOC浓度参数高于预设定的进气TVOC浓度参数报警值时，报警信息显示进气TVOC浓度参数过高。
当设备进气TVOC浓度参数低于预设定的进气TVOC浓度参数报警值时，报警信息显示进气TVOC浓度参数过低。
当环境TVOC浓度参数高于预设定的环境TVOC浓度参数报警值时，报警信息显示环境TVOC浓度参数过高。
当TVOC净化率低于设备净化效率低限报警值时，报警信息显示TVOC净化效率不合格。
当本系统运行正常，即没有上述出现报警信息时，本系统不间断执行系统监测，当系统产生报警信息时，系统判断报警信息，并作出对应操作。
报警信息与系统操作如下：
当报警信息为，设备进气风速参数值高于进气风速参数高限报警值、设备排气风速参数值低于排气风速参数低限报警值、TVOC净化率不合格，设备系统操作均为，报警信息上传云端。
当报警信息为，进气TVOC浓度参数高于进气TVOC浓度参数高限报警值时，设备系统操作为，关闭风机，关闭磁控管。
当报警信息为，排气TVOC浓度参数高于排气TVOC浓度参数高限报警值时，设备系统操作为，关闭磁控管，并将报警信息上传去端。
当报警信息为，环境TVOC浓度参数高于环境TVOC浓度参数高限报警值时，设备系统操作为，关闭设备总电源。
综上，为实现废气处理设备的废气污染物达标排放，且使设备高效稳定运行。本发明一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统，本发明通过状态采集装置采集各个参数，再通过分析控制装置对各个参数进行分析和判断，获取设备废气处理状态和预警信息，控制模块接收预警信息，控制设备运行状态，使废气处理设备正常运行或自动关闭，通过云端显示装置显示设备废气处理状态及预警信息，并将预警信息传输给用户。保证废气处理设备达标排放废气污染物，且使设备高效稳定运行。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：包括状态采集装置、分析控制装置和云端显示装置；
所述状态采集装置，用于采集设备TVOC浓度参数和风速参数；
所述分析控制装置，包括分析模块和控制模块；
所述分析模块，用于基于状态采集装置采集的TVOC浓度参数和风速参数，与预设定的参数范围进行比较判断，获取废气处理状态信息和预警信息；
所述控制模块，用于基于分析模块获取的废气处理状态信息和预警信息，控制设备的运行状态，使废气处理设备正常运行或自动关闭；
所述云端显示装置，用于基于分析模块输入的废气处理状态信息和预警信息，显示设备废气处理状态和预警信息，并将预警信息传输给用户。
2.根据权利要求1所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述状态采集装置包括进气TVOC浓度采集模块、排气TVOC浓度采集模块、环境TVOC浓度采集模块、进气风速采集模块及排气风速采集模块，分别采集进气TVOC浓度参数、排气TVOC浓度参数、环境TVOC浓度参数、进气风速参数及排气风速参数。
3.根据权利要求2所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述进气TVOC浓度采集模块和进气风速采集模块设置于进气管；所述排气TVOC浓度采集模块和排气风速采集模块设置于排气管；所述环境TVOC浓度采集模块放置于设备外部环境中。
4.根据权利要求3所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述分析模块包括进气TVOC浓度判断子模块、排气TVOC浓度判断子模块、环境TVOC浓度判断子模块、TVOC净化率计算子模块、进气风速判断子模块、排气风速判断子模块及废气处理量计算子模块；
所述进气TVOC浓度判断子模块，用于基于进气TVOC浓度采集模块采集的进气TVOC浓度参数，与预设定的进气TVOC浓度参数进行比较判断，获取进气TVOC浓度信息和预警信息，并将进气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
所述排气TVOC浓度判断子模块，用于基于排气TVOC浓度采集模块采集的排气TVOC浓度参数，与预设定的排气TVOC浓度参数进行比较判断，获取排气TVOC浓度信息和预警信息，并将排气TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
所述环境TVOC浓度判断子模块，用于基于环境TVOC浓度采集模块采集的环境TVOC浓度参数，与预设定的环境TVOC浓度参数进行比较判断，获取环境TVOC浓度信息和预警信息，并将环境TVOC浓度信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
TVOC净化率计算子模块，用于基于进气TVOC浓度参数、排气TVOC浓度参数及环境TVOC浓度参数，进行计算TVOC净化率，获取TVOC净化率信息和预警信息，并将TVOC净化率信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
所述进气风速判断子模块，用于基于进气风速采集模块采集的进气风速参数，与预设定的进气风速参数范围进行比较判断，获取进气风速状态信息和预警信息，并将进气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
所述排气风速判断子模块，用于基于排气风速采集模块采集的排气风速参数，与预设定的排气风速参数范围进行比较判断，获取排气风速状态信息和预警信息，并将排气风速信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置；
所述废气处理量计算子模块，用于基于进气风速采集模块采集的进气风速参数，及排气风速采集模块采集的排气风速参数，进行计算废气处理量，获取废气处理量信息和预警信息，并将废气处理量信息和预警信息传输给控制模块和云端显示装置。
5.根据权利要求4所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述分析模块还包括外置RTC时钟子模块，用于记录废气处理设备总运行时间，磁控管工作时间，及风机运行时间。
6.根据权利要求1所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述控制模块包括风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，用于基于分析模块获取的各设备废气处理状态信息和预警信息，通过风机变频控制子模块、磁控管功率控制子模块和总电源开关控制子模块，控制风机运行状态、磁控管功率及电源开关，使废气处理设备正常运行或自动关闭。
7.根据权利要求1所述的废气处理设备在线检测和节能控制的系统，其特征在于：所述云端显示装置包括显示屏和预警装置。
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|---|---|---|---|
| CN201920731992.3U CN210495841U (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统 |
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| CN210495841U true CN210495841U (zh) | 2020-05-12 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110052127A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种废气处理设备在线检测和节能控制的系统及方法 |
| CN112717680A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 江苏博恩环境工程成套设备有限公司 | 一种双监测体系多元数据融合精确控制生物土壤除臭系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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