CN210559563U - 一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，包括药剂池、污水絮凝池、水质检测模块、PLC控制器、污水搅拌装置、边缘计算设备、移动设备、输送装置、无线模块和药剂投放装置。本实用新型所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，首先能够便于人们控制投放药剂的量，提高智能投药控制系统的抗干扰性，而且整个智能投药控制系统的调节过程由机器控制，不需要人力调节，比较方便，并且能够提高药剂扩散速度，加快污水处理的速度，提高智能投药控制系统污水絮凝的效率，最后能便于人们更好的掌控污水的情况，还能根据污水的周期性变化智能改变管道投料泵投入污水输送管道中药剂的量，带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，特别涉及一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统。
背景技术
近年来，随着经济发展和人民生活水平的提高，人们对水资源的需求量不断上升。在水资源短缺、水污染加剧的背景下，社会发展对供水厂的净水要求也越来越高。目前，我国的污水处理厂普遍存在能耗高、效率低的缺点，净水工艺亟待提高。污水处理一般包括取水、絮凝、沉淀、过滤、消毒等环节，其中，絮凝沉淀是水质净化的关键，是制水成本的重要组成部分。絮凝剂投放过少会使絮凝不充分，投放过多会造成浪费，从而提高成本。如何精准投药，在保证水质的前提下控制成本，具有至关重要的现实意义；
长期以来，国内外水厂絮凝过程多是采用人工重力和管道泵直接投加絮凝剂，污水污染的程度不同，这种投药方式很难控制投放量的多少，容易产生药剂的浪费，无法保证出水水质，同时，现有的智能投药控制系统通常只是控制药剂的投放，无法与水厂其他装置配合，不能直观的反应水厂污水的变化，现有的投药控制系统处理时间比较长，而且容易受到外界因素的干扰，使用不方便，不满足人们的使用要求，为此，我们提出一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，包括药剂池、污水絮凝池、水质检测模块、PLC控制器、污水搅拌装置、边缘计算设备、移动设备、输送装置、无线模块和药剂投放装置，所述水质检测模块位于污水絮凝池内部，所述污水搅拌装置固定安装在污水絮凝池内表面靠近上端位置；
所述药剂池：用于制备处理污水所需要的药剂；
所述污水絮凝池：用于实现污水的絮凝沉淀的容器；
所述水质检测模块：用于检测污水絮凝池中水质数据；
所述PLC控制器：用于控制部分药剂投放装置的运行；
所述污水搅拌装置：用于加快药剂融入污水的速度；
所述边缘计算设备：用于处理污水处理过程中产生的数据；
所述输送装置：用于输送污水和污水处理所需要的药液；
所述无线模块：用于实现数据的远程传输和装置的远程控制；
所述药剂投放装置：用于投放污水处理所需要的药剂。
优选的，所述输送装置包括污水输送管道和两条药剂输送管道，所述一条药剂输送管道的两端分别连接药剂池和污水絮凝池，所述另一条药剂输送管道的两端分别连接药剂池和污水输送管道，所述污水输送管道上安装有节流阀，两条所述药剂输送管道上均安装有电磁流量计。
优选的，所述药剂投放装置包括絮凝投料装置和管道投料泵，所述管道投料泵安装在连接药剂池和污水输送管道的药剂输送管道上，所述絮凝投料装置的一端与药剂池内部药剂输送管道的一端连接。
优选的，所述絮凝投料装置上安装有若干组喷嘴，所述污水搅拌装置由电机和搅拌器构成。
优选的，所述水质检测模块包括但不局限于PH传感器、浊度传感器、絮凝剂浓度监测仪、电导率传感器和COD传感器。
优选的，所述药剂池的内部固定安装有药剂混料装置和药剂浓度检测仪。
优选的，所述无线模块的数量为若干组，若干组无线模块分别安装在PLC控制器、污水搅拌装置、边缘计算设备和药剂投放装置中，所述移动设备和边缘计算设备均通过无线模块与絮凝投料装置和PLC控制器连接。
优选的，所述无线模块包括但不局限于2G模块、3G模块、4G模块、WiFi模块和ZigBee模块。
优选的，所述边缘计算设备包括数据储存模块、数据分析模块和数据对比模块；
所述数据储存模块：用于定期记录污水处理产生的相关数据；
所述数据分析模块：用于分析污水处理所需要的药剂量：
所述数据对比模块：用于对比不同时间处理污水所需要药剂的量。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，具有如下有益效果：
1、通过设置的絮凝投料装置和管道投料泵，使用时先通过管道投料泵均匀的向污水输送管道中输入絮凝剂，等到絮凝剂反应结束后水质检测模块会直接检测污水絮凝池中水质，并且将水质数据发送给边缘计算设备处理计算需要再次投放药剂的量，两组投料装置相互配合，管道投料泵投放主要絮凝剂，絮凝投料装置进一步的调节，便于人们控制投放药剂的量，提高智能投药控制系统的抗干扰性，而且整个智能投药控制系统的调节过程由机器控制，不需要人力调节，比较方便；
2、采用管道投料泵输送主要药剂的形式，药剂均匀充分的与污水接触，微调节时采用喷嘴喷射结合污水搅拌装置的搅拌，将添加的药剂均匀且快速的与污水接触，提高药剂扩散速度，加快污水处理的速度，提高智能投药控制系统污水絮凝的效率；
3、通过设置的节流阀，人们可以控制污水的流速和流量，在周期性的时间内提取处理相同污水所需要的药剂量即可判断污水的污染程度，便于人们更好的掌控污水的情况，还可以根据污水的周期性变化智能改变管道投料泵投入污水输送管道中药剂的量，整个基于边缘计算设备的智能投药控制系统的结构简单，操作方便，使用效果相对于传统方式更好，满足人们的使用要求，较为实用。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本实用新型一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统的整体结构示意图；
图2为本实用新型一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统中边缘计算设备的结构图；
图3为本实用新型一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统中PLC控制的连接图。
图中：1、药剂池；2、污水絮凝池；3、水质检测模块；4、PLC控制器；5、污水搅拌装置；6、边缘计算设备；7、移动设备；8、无线模块；9、污水输送管道；10、药剂输送管道；11、絮凝投料装置；12、管道投料泵；13、节流阀；14、电磁流量计。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，如图1-3所示，包括药剂池1、污水絮凝池2、水质检测模块3、PLC控制器4、污水搅拌装置5、边缘计算设备6、移动设备7、输送装置、无线模块8和药剂投放装置，水质检测模块3位于污水絮凝池2内部，污水搅拌装置5固定安装在污水絮凝池2内表面靠近上端位置；
药剂池1：用于制备处理污水所需要的药剂；
污水絮凝池2：用于实现污水的絮凝沉淀的容器；
水质检测模块3：用于检测污水絮凝池2中水质数据；
PLC控制器4：用于控制部分药剂投放装置的运行；
污水搅拌装置5：用于加快药剂融入污水的速度；
边缘计算设备6：用于处理污水处理过程中产生的数据；
输送装置：用于输送污水和污水处理所需要的药液；
无线模块8：用于实现数据的远程传输和装置的远程控制；
药剂投放装置：用于投放污水处理所需要的药剂。
如图1所示，输送装置包括污水输送管道9和两条药剂输送管道10，一条药剂输送管道10的两端分别连接药剂池1和污水絮凝池2，另一条药剂输送管道10的两端分别连接药剂池1和污水输送管道9，污水输送管道9上安装有节流阀13，两条药剂输送管道10上均安装有电磁流量计14。
通过设置的节流阀13，人们可以控制污水的流速和流量，在周期性的时间内提取处理相同污水所需要的药剂量即可判断污水的污染程度，便于人们更好的掌控污水的情况，还可以根据污水的周期性变化智能改变管道投料泵12投入污水输送管道9中药剂的量，整个基于边缘计算设备的智能投药控制系统的结构简单，操作方便，使用效果相对于传统方式更好，满足人们的使用要求，较为实用。
如图1所示，药剂投放装置包括絮凝投料装置11和管道投料泵12，管道投料泵12安装在连接药剂池1和污水输送管道9的药剂输送管道10上，絮凝投料装置11的一端与药剂池1内部药剂输送管道10的一端连接。
通过设置的絮凝投料装置11和管道投料泵12，使用时先通过管道投料泵12均匀的向污水输送管道9中输入絮凝剂，等到絮凝剂反应结束后水质检测模块3会直接检测污水絮凝池2中水质，并且将水质数据发送给边缘计算设备6处理计算需要再次投放药剂的量，两组投料装置相互配合，管道投料泵12投放主要絮凝剂，絮凝投料装置11进一步的调节，便于人们控制投放药剂的量，提高智能投药控制系统的抗干扰性，而且整个智能投药控制系统的调节过程由机器控制，需要人力调节，比较方便。
如图1所示，絮凝投料装置11上安装有若干组喷嘴，污水搅拌装置5由电机和搅拌器构成。
水质检测模块3包括但不局限于PH传感器、浊度传感器、絮凝剂浓度监测仪、电导率传感器和COD传感器。
采用管道投料泵12输送主要药剂的形式，药剂均匀充分的与污水接触，微调节时采用喷嘴喷射结合污水搅拌装置5的搅拌，将添加的药剂均匀且快速的与污水接触，提高药剂扩散速度，加快污水处理的速度，提高智能投药控制系统污水絮凝的效率。
如图1所示，药剂池1的内部固定安装有药剂混料装置和药剂浓度检测仪。
如图1-3所示，无线模块8的数量为若干组，若干组无线模块8分别安装在PLC控制器4、污水搅拌装置5、边缘计算设备6和药剂投放装置中，移动设备7和边缘计算设备6均通过无线模块8与絮凝投料装置11和PLC控制器4连接。
无线模块8包括但不局限于2G模块、3G模块、4G模块、WiFi模块和ZigBee模块。
如图2所示，边缘计算设备6包括数据储存模块、数据分析模块和数据对比模块；
数据储存模块：用于定期记录污水处理产生的相关数据，数据储存模块采用内存卡、U盘或者硬盘；
数据分析模块：用于分析污水处理所需要的药剂量，采用处理器：
数据对比模块：用于对比不同时间处理污水所需要药剂的量。
需要说明的是，本实用新型为一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，使用时，污水通过污水输送管道9输送到污水絮凝池2中时，管道投料泵12启动，定量的向污水输送管道9中添加絮凝剂，添加时絮凝剂均匀的与污水输送管道9中污水混合，污水进入污水絮凝池2中沉淀后，水质检测模块3检测沉淀后污水的水质，检测后将污水水质的相关数据传输给边缘计算设备6，边缘计算设备6记录水质数据，并且对水质的数据进行分析，判断需要再次添加絮凝剂的量，然后将处理结果发送给絮凝投料装置11，絮凝投料装置11启动将絮凝剂通过喷嘴喷射到污水絮凝池2中，絮凝剂喷射后，污水搅拌装置5启动，对污水絮凝池2中的污水进行搅拌，使得污水絮凝剂快速溶解到污水中，进行絮凝，使用时，PLC控制器4控制水质检测模块3、输送装置上的阀门、污水搅拌装置5、药剂混料装置和管道投料泵12的运行，人们可以通过移动设备7连接边缘计算设备6或者PLC控制器4直接观看污水处理情况和投放药剂的量；
使用时，两组投料装置相互配合，管道投料泵12投放主要絮凝剂，絮凝投料装置11进一步的调节，便于人们控制投放药剂的量，提高智能投药控制系统的抗干扰性，而且整个智能投药控制系统的调节过程由机器控制，不需要人力调节，比较方便；
使用时，边缘计算设备6直接控制絮凝投料装置11启动进行投料；
使用时，采用管道投料泵12输送主要药剂的形式，药剂均匀充分的与污水接触，微调节时采用喷嘴喷射结合污水搅拌装置5的搅拌，将添加的药剂均匀且快速的与污水接触，提高药剂扩散速度，加快污水处理的速度，提高智能投药控制系统污水絮凝的效率；
通过设置的节流阀13，人们可以控制污水的流速和流量，在周期性的时间内提取处理相同污水所需要的药剂量即可判断污水的污染程度，便于人们更好的掌控污水的情况，还可以根据污水的周期性变化智能改变管道投料泵12投入污水输送管道9中药剂的量，整个基于边缘计算设备的智能投药控制系统的结构简单，操作方便，使用效果相对于传统方式更好，满足人们的使用要求，较为实用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：包括药剂池(1)、污水絮凝池(2)、水质检测模块(3)、PLC控制器(4)、污水搅拌装置(5)、边缘计算设备(6)、移动设备(7)、输送装置、无线模块(8)和药剂投放装置，所述水质检测模块(3)位于污水絮凝池(2)内部，所述污水搅拌装置(5)固定安装在污水絮凝池(2)内表面靠近上端位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述输送装置包括污水输送管道(9)和两条药剂输送管道(10)，所述一条药剂输送管道(10)的两端分别连接药剂池(1)和污水絮凝池(2)，所述另一条药剂输送管道(10)的两端分别连接药剂池(1)和污水输送管道(9)，所述污水输送管道(9)上安装有节流阀(13)，两条所述药剂输送管道(10)上均安装有电磁流量计(14)。
3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述药剂投放装置包括絮凝投料装置(11)和管道投料泵(12)，所述管道投料泵(12)安装在连接药剂池(1)和污水输送管道(9)的药剂输送管道(10)上，所述絮凝投料装置(11)的一端与药剂池(1)内部药剂输送管道(10)的一端连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述絮凝投料装置(11)上安装有若干组喷嘴，所述污水搅拌装置(5)由电机和搅拌器构成。
5.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述水质检测模块(3)包括但不局限于PH传感器、浊度传感器、絮凝剂浓度监测仪、电导率传感器和COD传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述药剂池(1)的内部固定安装有药剂混料装置和药剂浓度检测仪。
7.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述无线模块(8)的数量为若干组，若干组无线模块(8)分别安装在PLC控制器(4)、污水搅拌装置(5)、边缘计算设备(6)和药剂投放装置中，所述移动设备(7)和边缘计算设备(6)均通过无线模块(8)与絮凝投料装置(11)和PLC控制器(4)连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述无线模块(8)包括但不局限于2G模块、3G模块、4G模块、WiFi模块和ZigBee模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算设备的智能投药控制系统，其特征在于：所述边缘计算设备(6)包括数据储存模块、数据分析模块和数据对比模块；
所述数据储存模块：用于定期记录污水处理产生的相关数据；
所述数据分析模块：用于分析污水处理所需要的药剂量：
所述数据对比模块：用于对比不同时间处理污水所需要药剂的量。
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