CN218741729U - 便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，包括：药液制备与加注子系统、智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统分别与工控交换机通信连接，均能经工控交换机接收上位机的控制指令，并能将它们数据的反馈给上位机，便于实现控制智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统、托盘收集器和废袋收集箱根据上位机的控制指令自动化向药液制备与加注子系统加注药粉，并控制药液制备与加注子系统完成絮凝药液的制备；以及由出水浊度检测子系统和药液制备与加注子系统根据控制指令，控制药液制备与加注子系统向絮凝池加注药液。该系统能实现絮凝药液自动化制备与加注。

Description

便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统

技术领域

本实用新型涉及水处理辅助用设备领域，尤其涉及一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统。

背景技术

絮凝剂是污水处理工艺中的重要药剂，包括制备和加注两个环节。制备环节主要是将袋装粉料与水混合获得一定浓度液体的过程，加注环节是将制备环节所得到的液体药物加注到污水处理絮凝池的过程。药液加注相对简单，一般采用定量泵自动加注，但是加注量仍需要人工调整，不能根据污水的浊度变化自动调节，造成污水处理出水水质不稳定、过量加注造成药液浪费和二次污染。药液制备过程包括注水、袋装粉料的搬运、破袋、投料、搅拌等环节，初搅拌外均由人工完成，环境较为恶劣、劳动强度大，而且有些药物(如PAC)对皮肤有较为严重的腐蚀性。人工制备对药液浓度的控制精度差，最终影响污水处理效果。

综上所述，目前污水处理厂对絮凝剂的制备和人工进行加药，至少存在以下缺点：

(1)人工加药过程中可能会接触到药剂，部分药剂对上呼吸道粘膜、皮肤等部位产生局部刺激作用可引起相应疾病。

(2)加药过程有扬尘现象，可能造成粉尘伤害。长期在粉尘环境下工作，可能引起尘肺、呼吸系统肿瘤、粉尘性炎症等职业性疾病。

(3)工作人员在加药车间长期工作，设备噪声可能会引起听力下降、神经性衰弱综合症等病症。

(4)部分污水中含有的有害气体如硫化氢、烃类气体，泄漏到现场，容易使人出现头痛、头晕、易烦躁、意识模糊、呼吸困难等症状。

(5)工作环境较为恶劣，工人体能消耗过大，有安全隐患。

因此，如何能方便的实现自动化制备污水处理厂用絮凝剂以及方便的实现自动化加药是需要解决的问题。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，能便于实现对污水处理厂用的水处理絮凝药液自动化制备及自动化加药，提升制药和加药安全性和提高加药效率，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，包括：工控交换机、智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统、托盘收集器、废袋收集箱、出水浊度检测子系统和药液制备与加注子系统；其中，

所述药液制备与加注子系统，与所述工控交换机通信连接，能经所述工控交换机接收上位机的控制指令，以根据控制指令制备药液并向絮凝池加注所制备药液；

所述智能储料输送子系统，与所述工控交换机通信连接，能通过托盘码放存储袋装药粉，并能经所述工控交换机接收上位机的控制指令，根据控制指令将码放存储有袋装药粉的托盘输送到所述运动平台；

所述运动平台，经所述工控交换机与智能储料输送子系统通信连接，能经所述工控交换机接收上位机的控制指令，根据控制指令将所述智能储料输送子系统存放的码放有袋装药粉的托盘运送到所述机器人投料子系统的机器人取料位；

所述机器人投料子系统，与所述工控交换机通信连接，能经所述工控交换机接收上位机的控制指令，根据控制指令对所述运动平台输送的码放有袋装药粉的托盘进行药粉搬运、破开包装、向所述药液制备与加注子系统投放药粉以及回收废料袋；

所述废袋收集箱，设置于所述机器人投料子系统的机器人作业空间内，能收集所述机器人投料完成后回收的废料袋；

所述托盘收集器，设置于所述机器人投料子系统的机器人取料位置后，能在所述机器人投料子系统的机器人将托盘上码放的袋装药粉取完后，回收空的托盘；

所述出水浊度检测子系统，与所述工控交换机通信连接，能检测出水浊度，并将检测结果数据发送至所述工控交换机，经所述工控交换机向上位机发送来用于控制药液加注量。

与现有技术相比，本实用新型所提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其有益效果包括：

通过设置智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统、托盘收集器，废袋收集箱、出水浊度检测子系统、药液制备与加注子系统均与工控交换机通信连接，便于通过工控交换机连接外部的上位机，加药药液时，根据出水浊度检测子系统的检测结果数据，便于实现自动控制药液制备与加注子系统调整药液加注量；以及根据药液制备与加注子系统实时反馈的数据，确定的药液存量情况在判断药液存量达到下限阈值时，便于控制药液制备与加注子系统启动一轮药液制备过程，并便于实现通过控制指令调用机器人投料子系统进行自动投料；如果当前取料位料袋被取空时，控制运动平台送出空托盘到托盘收集器，并控制智能储料输送子系统提供新的码放有袋装药粉的托盘，由运动平台运输到机器人取料位，供机器人抓取，能实现整个过程的自动化控制、智能化管理调度，无需人工干预，该系统能便于实现将水处理絮凝药液的药液制备和药液加注全部自动化和智能化。药液加注根据污水浊度和流量实现自动化调节；药粉仓储管理、药粉投放、药液制备实现全流程自动化，完全替代人工；根据污水处理工业过程，实现药液加注、药液制备的智能化管理和调度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统的构成框图。

图2为本实用新型实施例提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统的药液制备与加注子系统的构成示意图。

图3为本实用新型实施例提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统的机器人投料子系统的拆垛机器人的构成示意图。

图4为本实用新型实施例提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统的智能储料输送子系统的构成示意图。

图5为本实用新型实施例提供的智能储料输送子系统的工作驱动单元的俯视结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的智能储料输送子系统的工作驱动单元的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面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，这并不构成对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明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文的限制。

下面对本实用新型所提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统进行详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本实用新型实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本实用新型实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，包括：

工控交换机9、智能储料输送子系统3、运动平台4、机器人投料子系统2、托盘收集器5、废袋收集箱7、出水浊度检测子系统6和药液制备与加注子系统1；其中，

所述药液制备与加注子系统1，与所述工控交换机9通信连接，能经所述工控交换机9接收上位机8的控制指令，以根据控制指令制备药液并向絮凝池加注所制备药液；

所述智能储料输送子系统3，与所述工控交换机9通信连接，能通过托盘码放存储袋装药粉，并能经所述工控交换机接收上位机8的控制指令，根据控制指令将码放存储有袋装药粉的托盘输送到所述运动平台；

所述运动平台4，经所述工控交换机9与智能储料输送子系统通信连接，能经所述工控交换机9接收上位机8的控制指令，根据控制指令将所述智能储料输送子系统3存放的码放有袋装药粉的托盘运送到所述机器人投料子系统2的机器人取料位；

所述机器人投料子系统2，与所述工控交换机9通信连接，能经所述工控交换机9接收上位机8的控制指令，根据控制指令对所述运动平台输送的码放有袋装药粉的托盘进行药粉搬运、破开包装、向所述药液制备与加注子系统投放药粉以及回收废料袋；

所述废袋收集箱7，设置于所述机器人投料子系统的机器人作业空间内，能收集所述机器人投料完成后回收的废料袋；

所述托盘收集器5，设置于所述机器人投料子系统的机器人取料位置后，能在所述机器人投料子系统的机器人将托盘上码放的袋装药粉取完后，回收空的托盘；

所述出水浊度检测子系统6，与所述工控交换机9通信连接，能检测出水浊度，并将检测结果数据发送至所述工控交换机9，经所述工控交换机9发送给上位机8用于控制药液加注量。

如图2所示，上述系统中，所述药液制备与加注子系统1包括：

药液制备与加注控制器、至少一套拌药机构101、至少供液机构102、储药机构103和至少一套加药机构104；其中，

各拌药机构101通过一套供液机构102与所述储药机构103连接；

所述储药机构103设有供药管105，所述供药管通过各加药机构104与连接絮凝池的对应污水管106连通；

所述药液制备与加注控制器，与工控交换机通信连接，分别与所述拌药机构101、供液机构102、储药机构103和加药机构104电气连接，能根据控制指令控制所述拌药机构制备药液以及控制供液机构、储药机构和加药机构向对应的污水管加注药液。

上述的药液制备与加注子系统1中，所述拌药机构包括：

拌药箱1013、进水管、进水阀1012、搅拌器1011和第一液位计1014；其中，

所述拌药箱上部设置进水管，所述进水管上设置进水阀；拌药箱作为药液制备的容器；优选的，进水阀采用电磁阀，机械安装于拌药箱的进水管上，能在药液制备与加注控制器的控制下实现向拌药箱自动注水；

所述搅拌器设置在所述拌药箱内；

所述第一液位计设置在所述拌药箱内；优选的，第一液位计机械安装于拌药箱，用于检测液位高度，并将液位信号传送到药液制备与加注控制器。第一液位计可以采用激光液位计、超声波液位计或电磁翻板液位计；

所述拌药箱的下部设置连接所述供液机构的出液口；

所述进水阀、搅拌器和第一液位计分别与所述药液制备与加注控制器电气连接，所述第一液位计能向所述药液制备与加注控制器提供所述拌药箱内的液位信号，所述进水阀和搅拌器能由所述药液制备与加注控制器根据控制指令进行控制；

所述供液机构102由设有供液阀1022的供液管1021组成，所述供液阀与所述药液制备与加注控制器电气连接，能由所述药液制备与加注控制器根据控制指令进行控制；优选的，供液阀可以采用电磁阀或电动球阀，机械安装于拌药箱底部连接的供液管路上，并与药液制备与加注控制器电气连接，用于将制备完成的药液排放到储药箱。

所述储药机构103包括：储药箱1031和第二液位计1032；其中，

所述储药箱上部设置连接所述供液机构进液口，下部设置连接所述加药机构的供药管105；所述的储药箱作为储存已经制备完成的药液的容器；

所述第二液位计设置在所述储药箱内，与所述药液制备与加注控制器电气连接，能提供所述储药箱内的液位信号；

所述加药机构由并列的两条加药管路组成，两条加药管路两端分别连接在所述储药机构与对应的污水管之间，每条加药管路上均设有一个加药泵和一个加药阀，所述加药泵和加药阀均与所述药液制备与加注控制器电气连接，能由所述药液制备与加注控制器根据所述上位机的控制指令进行控制。优选的，所述的加药泵采用膜片式定量泵，与药液制备与加注控制器电气连接，能在药液制备与加注控制器的控制下实现药液加注。

上述系统中，所述药液制备与加注子系统1中，拌药机构和供液机构均为两套，两套拌药机构并列设置，均通过一套供液机构与所述储药机构连接；

所述加药机构为两套，两套加药机构并列设置，一端均与所述储药机构的供药管连通，另一端分别与连接絮凝池的不同的污水管连接。这样结构的药液制备与加注子系统1，不仅能便于提升制药液的量，也方便为不同的絮凝池加药，也可以两套拌药机构和加药机构作为互相备用，提升整个系统稳定性。

优选的，上述的药液制备与加注控制器，采用PLC控制器，通过工控交换机与所述上位机通信连接，并与所述进水阀、供液阀、搅拌器、液位计和加药泵电连接，能根据所述上位机的控制指令控制，实现对各阀、泵的控制。

上述系统中，所述机器人投料子系统2包括：

六自由度工业机器人、第一运动控制器、多功能复合机械手爪和第二运动控制器；其中，

所述第一运动控制器和第二运动控制器分别与所述工控交换机9通信连接，能经工控交换机9接收上位机8的控制指令；

所述多功能复合机械手爪，机械安装于所述六自由度工业机器人的末端，与所述第二运动控制器电气连接，能通过所述第二运动控制器根据控制指令所发出的控制信号，进行料袋的抓取和释放操作；

所述六自由度工业机器人，固定安装于底座，与所述第一运动控制器电气连接，能通过所述第一运动控制器根据控制指令所发出的控制信号，进行空间六自由度的运动，带动安装的所述多功能复合机械手爪，进行药粉袋的搬运、破开包装、投料、料袋回收的操作。

上述的机器人投料子系统2所述六自由度工业机器人还包括：

3D计算机视觉子系统，与所述第一运动控制器通信连接，能自动识别料袋在三维空间中的位置和水平角度，引导所述六自由度工业机器人准确、可靠地进行料袋抓取、料袋破开、投放药粉和料袋包装回收各动作。

上述系统中，所述出水浊度检测子系统6包括：

浊度传感器、前端数据采集箱、无线数传模块和数据网关；其中，

所述浊度传感器，安装于絮凝池的出水口，用于检测出水口的出水浊度；

所述前端数据采集箱，与所述浊度传感器电连接，能采集所述浊度传感器所检测到的出水浊度并进行数字化处理；

所述无线数传模块与所述前端数据采集箱通信连接，能将所述前端数据采集箱采集到的浊度信号通过无线发送到所述数据网关；

所述数据网关，一端通过串口能与上位机通信连接，另一端通过无线网络与所述无线数传模块无线通信连接，能将所述浊度传感器所检测到的浊度信号发送给工控交换机，经工控交换机传送到上位机。

通过上述设备，对出水口进行浊度检测和出水在线检测并传送给上位机，以便上位机根据检测结果实时调整加药控制器的控制指令，实现加药量的在线控制。

上述系统中，所述智能储料输送子系统3包括：

立体储料仓10、多个工作驱动单元30、至少一个平移驱动单元40、控制装置和至少一个托盘；其中，

所述立体储料仓内设有按预设路径依次紧密排列形成运输通道的多个工作位20，每个工作位内均设置一个工作驱动单元；

所述立体储料仓10还包括至少一个与其他工作位20分隔开设置的工作位；

所述平移驱动单元40，连接在分隔开设置的两个工作位之间，能将一个工作位的工作驱动单元上的托盘平移驱动至另一个分隔开设置的工作位的工作驱动单元上；

所述托盘设置在某一工作位20的工作驱动单元30上，能在各工作驱动单元30的驱动下在所述立体储料仓内的多个工作位之间按预设路径移动；

所述控制装置，与所述工控交换机通信连接，并与各工作驱动单元30和平移驱动单元40电气连接，能根据托盘的位置和托盘的重量，按预定方式控制各工作驱动单元和平移驱动单元40驱动托盘在立体储料仓内的对应工作位之间按预设路径移动，完成物料的仓储、运输与配料。优选的，控制装置采用PLC控制器。

上述智能储料输送子系统3中，所述各工作驱动单元的构成相同，均包括：

架体305、主动链轮链条传动机构301、从动链轮链条传动机构302、减速驱动装置303、多个滚动动力托辊307、变频调速装置304、位置传感器306和储料传感器308；其中，

所述架体305顶部一侧设置一组主动链轮链条传动机构301，所述架体305顶部另一侧设置从动链轮链条传动机构302；

所述减速驱动装置303设置在所述架体305上，该减速驱动装置303的驱动轮与主动链轮链条传动机构301连接，能驱动该主动链轮链条传动机构301在所述架体305上循环转动；

各滚动动力托辊307两端分别连接于所述主动链轮链条传动机构301与从动链轮链条传动机构302上，能在主动链轮链条传动机构301驱动下在所述架体305上移动所承载的托盘；优选的，所述滚动动力托辊采用分段式设计，每段滚动动力托辊可以独立运行，实现托盘即码放存储袋装药粉的顺序移动；

所述变频调速装置304，分别与所述控制装置和减速驱动装置303电气连接，能根据所述控制装置的控制信号，调节所述减速驱动装置303的转速；

所述位置传感器306，设置在所述架体305上，处于所述主动链轮链条传动机构301的末端，与所述控制装置通信连接，能检测滚动动力托辊307上的托盘的位置并发送至所述控制装置；

所述储料传感器308，设置在所述架体305上，处于所述从动链轮链条传动机构上，与所述控制装置通信连接，能检测滚动动力托辊307上的托盘的重量并发送至所述控制装置；

所述平移驱动单元包括：

支撑机架401、平移运动托辊402和平移驱动机构403；其中，

所述平移驱动机构设置在所述支撑机架上；

所述平移运动托辊402设置在所述平移驱动机构的驱动端，能由平移驱动机构驱动在所述支撑机架401的一端平移到另一端。

上述各工作驱动单元中，所述主动链轮链条传动机构与从动链轮链条传动机构的构成相同，均包括：

链条和多个链轮；其中，

多个链轮间隔设置在所述架体305顶部侧面，所述链条连接在多个链轮上，能多个链轮驱动下在所述架体305顶部侧面循环转动；

所述平移驱动机构403包括：

步进电机4031、联轴器4032和滚珠丝杠4033；其中，

所述滚珠丝杠4033设置在所述支撑机架上，处于所述支撑机架的两端之间；

所述步进电机4031的动力端通过联轴器4032与所述滚珠丝杠4033的一端连接，能驱动所述滚珠丝杠4033在所述支撑机架上自由转动；

所述平移运动托辊402通过滚珠滑块与所述滚珠丝杠4033连接，能在转动的所述滚珠丝杠4033驱动下在所述支撑机架401的一端平移到另一端。

上述结构的平移驱动单元，具有左右平移功能以及托辊反转功能，实现了托盘的换向运动。

优选的，上述系统的运动平台4也采用上述平移驱动单元40的结构，能将一个位置的装有药料的托盘平移到机器人取料位，具体结构在此不再重复。

上述系统中的托盘收集器5包括：两条平行导轨和一个托盘池，平行导轨呈一定倾斜角度安装，高端连接机器人取料位，低端连接托盘池，机器人取料位将空托盘送出后，空托盘进入两条平行导轨并依靠重力在两条平行导轨上滑动，通过两条平行导轨的导引落入托盘池，完成托盘回收。

上述系统中的废袋收集箱7包括：上端设有开口的箱子，箱子底部安装有滚轮，箱子材料可以采用不锈钢或塑料，具有耐腐蚀功能。所述废袋收集箱上端的开口横截面大于所述机器人投料子系统2的多功能复合机械手爪的作业范围，所述多功能复合机械手爪能够伸入箱子内部将废料袋释放并按压，以防扬尘。废袋收集箱的高度决定了废袋回收容量，具体可以根据生产线的工作节奏灵活设计。

进一步的，上述还包括：上位机8，与所述工控交换机9通信连接，能经所述工控交换机9分别向药液制备与加注子系统、智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统发送控制指令，以及接收所述智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统和药液制备与加注子系统反馈的数据，根据反馈的数据协同控制所述智能储料输送子系统、运动平台、机器人投料子系统实现自动化向所述药液制备与加注子系统加注药粉，并控制所述药液制备与加注子系统完成絮凝药液的制备；

以及能经所述工控交换机9向所述出水浊度检测子系统和药液制备与加注子系统发送控制指令，并接收所述出水浊度检测子系统和药液制备与加注子系统反馈的数据，根据反馈的数据控制所述药液制备与加注子系统向絮凝池加注药液。

通过设置上位机，能配合上述系统的各子系统实现自动化进行水处理絮凝液的制备和加注。

综上可见，本实用新型实施例的加药系统，通过设置均与工控交换机通信连接的药液制备与加注子系统1、机器人投料子系统2、智能储料输送子系统3、运动平台和出水浊度检测子系统6，便于通过工控交换机通信连接上位机，接收上位机的控制指令，进而实现药粉的自动化存储与运输，机器人药粉搬运、破开包装、投放药粉和料袋回收，以及药液的自动制备与加注，出水和溢流水的自动化检测，避免了以往污水处理厂人工搬运药粉、制备药粉以及加入药粉造成的安全和效率低下问题。

为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本实用新型实施例所提供的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，采用模块化结构，主要包括：药液制备与加注子系统1、机器人投料子系统2、智能储料仓子系统3、出水浊度检测子系统6、运动平台6、托盘收集器5、废袋收集箱7和工控交换机9等；

其中，出水浊度检测子系统能与外部的上位机之间采用无线数传模式进行通信，避免布线，不受空间距离限制；优选的，上位机可设置于中控室远程操作单元。

其它子系统与工控交换机通信连接，能通过工控交换机经工业互联网与外部的上位机通信连接，实现分布式控制结构。

如图2所示，上述系统中，药液制备与加注子系统为全自动的装置，配有拌药箱、储药箱、第一液位计及搅拌器等药液制备设备，以及加药泵、加药阀等加药设备，药液制备设备中装有第一液位计和第二液位计，两者均采用液位传感器，用于间接控制进水阀的开关和搅拌器的启停。整个过程各设备相互独立而又统一受到与经工控交换机与上位机通信连接的药液制备与加注控制器的调度，最终互相配合完成整个药液制备与加注工作。

如图3所示，上述系统中，机器人投料子系统4主要包括；六自由度工业机器人、多功能复合机械手爪和对应的第一运动控制器、第二运动控制器等，用于代替人工实现药粉搬运、破开、投放、料袋回收等。进一步的，投料机器人4还配备有3D计算机视觉子系统，能够自动识别料袋位置，从而可以引导机器人准确、可靠地抓取料袋并完成药粉投放。

上述系统中，智能储料仓子系统的主要零部件布置如图4、图5和图6所示，物料在1#上料位上料，通过4#运动平台进行中转，改变输送方向进行运输送料，智能化储料、输送单元采用U型布局，既有暂存储存物料功能，又可以智能将物料输送至顶升供料器暂存，由图2中作为投料机器人的六自由度工业机器人识别投料。

上述系统中，出水浊度检测子系统6包括浊度传感器、前端数据采集箱、无线数传模块和数据网关几部分，采用无线数传通信，使浊度检测能快速检测，获取准确的浊度信号。

进一步的，上述系统还可以设置上位机，能协调控制各子系统完成絮凝剂药液的自动化制备与自动化加注。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，包括：工控交换机(9)、智能储料输送子系统(3)、运动平台(4)、机器人投料子系统(2)、托盘收集器(5)、废袋收集箱(7)、出水浊度检测子系统(6)和药液制备与加注子系统(1)；其中，

所述药液制备与加注子系统(1)，与所述工控交换机(9)通信连接，能经所述工控交换机(9)接收上位机(8)的控制指令；

所述智能储料输送子系统(3)，与所述工控交换机(9)通信连接，能通过托盘码放存储袋装药粉；

所述运动平台(4)，经所述工控交换机(9)与智能储料输送子系统通信连接；

所述机器人投料子系统(2)，与所述工控交换机(9)通信连接；

所述废袋收集箱(7)，设置于所述机器人投料子系统的机器人作业空间内，能收集所述机器人投料完成后回收的废料袋；

所述托盘收集器(5)，设置于所述机器人投料子系统的机器人取料位置后，能在所述机器人投料子系统的机器人将托盘上码放的袋装药粉取完后，回收空的托盘；

所述出水浊度检测子系统(6)，与所述工控交换机(9)通信连接，能检测出水浊度。

2.根据权利要求1所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述药液制备与加注子系统(1)包括：

药液制备与加注控制器、至少一套拌药机构、至少供液机构、储药机构和至少一套加药机构；其中，

各拌药机构通过一套供液机构与所述储药机构连接；

所述储药机构设有供药管，所述供药管通过各加药机构与连接絮凝池的对应污水管连通；

所述药液制备与加注控制器，与所述工控交换机通信连接，分别与所述拌药机构、供液机构、储药机构和加药机构电气连接，能经所述工控交换机接收上位机的控制指令，根据控制指令控制所述拌药机构制备药液以及控制供液机构、储药机构和加药机构向对应的污水管加注药液。

3.根据权利要求2所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述拌药机构包括：

拌药箱、进水管、进水阀、搅拌器和第一液位计；其中，

所述拌药箱上部设置进水管，所述进水管上设置进水阀；

所述搅拌器设置在所述拌药箱内；

所述第一液位计设置在所述拌药箱内；

所述拌药箱的下部设置连接所述供液机构的出液口；

所述进水阀、搅拌器和第一液位计分别与所述药液制备与加注控制器电气连接，所述第一液位计能向所述药液制备与加注控制器提供所述拌药箱内的液位信号，所述进水阀和搅拌器能由所述药液制备与加注控制器根据控制指令进行控制；

所述供液机构由设有供液阀的供液管路组成，所述供液阀与所述药液制备与加注控制器电气连接，能由所述药液制备与加注控制器根据控制指令进行控制；

所述储药机构包括：储药箱和第二液位计；其中，

所述储药箱上部设置连接所述供液机构进液口，下部设置连接所述加药机构的供药管；

所述第二液位计设置在所述储药箱内，与所述药液制备与加注控制器电气连接，能提供所述储药箱内的液位信号；

所述加药机构由并列的两条加药管路组成，两条加药管路两端分别连接在所述储药机构与对应的污水管之间，每条加药管路上均设有一个加药泵和一个加药阀，所述加药泵和加药阀均与所述药液制备与加注控制器电气连接，能由所述药液制备与加注控制器根据控制指令进行控制。

4.根据权利要求2或3所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述药液制备与加注子系统(1)中，拌药机构和供液机构均为两套，两套拌药机构并列设置，均通过一套供液机构与所述储药机构连接；

所述加药机构为两套，两套加药机构并列设置，一端均与所述储药机构的供药管连通，另一端分别与连接絮凝池的不同的污水管连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述机器人投料子系统(2)包括：

六自由度工业机器人、第一运动控制器、多功能复合机械手爪和第二运动控制器；其中，

所述第一运动控制器和第二运动控制器分别与所述工控交换机(9)通信连接，能经工控交换机(9)接收上位机(8)的控制指令；

所述多功能复合机械手爪，机械安装于所述六自由度工业机器人的末端，与所述第二运动控制器电气连接，能通过所述第二运动控制器根据控制指令所发出的控制信号，进行料袋的抓取和释放操作；

所述六自由度工业机器人，固定安装于底座，与所述第一运动控制器电气连接，能通过所述第一运动控制器根据控制指令所发出的控制信号，进行空间六自由度的运动，带动安装的所述多功能复合机械手爪，进行药粉袋的搬运、破开包装、投料、料袋回收的操作；

所述出水浊度检测子系统(6)包括：

浊度传感器、前端数据采集箱、无线数传模块和数据网关；其中，

所述浊度传感器，安装于絮凝池的出水口，用于检测出水口的出水浊度；

所述前端数据采集箱，与所述浊度传感器电连接，能采集所述浊度传感器所检测到的出水浊度并进行数字化处理；

所述无线数传模块与所述前端数据采集箱通信连接，能将所述前端数据采集箱采集到的浊度信号通过无线发送到所述数据网关；

所述数据网关，一端通过串口能与上位机通信连接，另一端通过无线网络与所述无线数传模块无线通信连接，能将所述浊度传感器所检测到的浊度信号传送到上位机。

6.根据权利要求5所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述六自由度工业机器人还包括：

3D计算机视觉子系统，与所述第一运动控制器通信连接，能自动识别料袋在三维空间中的位置和水平角度，引导所述六自由度工业机器人准确、可靠地进行料袋抓取、料袋破开、投放药粉和料袋包装回收各动作。

7.根据权利要求1-3任一项所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述智能储料输送子系统(3)包括：

立体储料仓(10)、多个工作驱动单元(30)、至少一个平移驱动单元(40)、控制装置和至少一个托盘；其中，

所述立体储料仓内设有按预设路径依次紧密排列形成运输通道的多个工作位(20)，每个工作位内均设置一个工作驱动单元；

所述立体储料仓(10)还包括至少一个与其他工作位(20)分隔开设置的工作位；

所述平移驱动单元(40)，连接在分隔开设置的两个工作位之间，能将一个工作位的工作驱动单元上的托盘平移驱动至另一个分隔开设置的工作位的工作驱动单元上；

所述托盘设置在某一工作位(20)的工作驱动单元(30)上，能在各工作驱动单元(30)的驱动下在所述立体储料仓内的多个工作位之间按预设路径移动；

所述控制装置，与所述工控交换机通信连接，并与各工作驱动单元(30)和平移驱动单元(40)电气连接，能根据托盘的位置和托盘的重量，按预定方式控制各工作驱动单元和平移驱动单元(40)驱动托盘在立体储料仓内的对应工作位之间按预设路径移动，完成物料的仓储、运输与配料。

8.根据权利要求7所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述各工作驱动单元的构成相同，均包括：

架体(305)、主动链轮链条传动机构(301)、从动链轮链条传动机构(302)、减速驱动装置(303)、多个滚动动力托辊(307)、变频调速装置(304)、位置传感器(306)和储料传感器(308)；其中，

所述架体(305)顶部一侧设置一组主动链轮链条传动机构(301)，所述架体(305)顶部另一侧设置从动链轮链条传动机构(302)；

所述减速驱动装置(303)设置在所述架体(305)上，该减速驱动装置(303)的驱动轮与主动链轮链条传动机构(301)连接，能驱动该主动链轮链条传动机构(301)在所述架体(305)上循环转动；

各滚动动力托辊(307)两端分别连接于所述主动链轮链条传动机构(301)与从动链轮链条传动机构(302)上，能在主动链轮链条传动机构(301)驱动下在所述架体(305)上移动所承载的托盘；

所述变频调速装置(304)，分别与所述控制装置和减速驱动装置(303)电气连接，能根据所述控制装置的控制信号，调节所述减速驱动装置(303)的转速；

所述位置传感器(306)，设置在所述架体(305)上，处于所述主动链轮链条传动机构(301)的末端，与所述控制装置通信连接，能检测滚动动力托辊(307)上的托盘的位置并发送至所述控制装置；

所述储料传感器(308)，设置在所述架体(305)上，处于所述从动链轮链条传动机构上，与所述控制装置通信连接，能检测滚动动力托辊(307)上的托盘的重量并发送至所述控制装置；

所述平移驱动单元包括：

支撑机架(401)、平移运动托辊(402)和平移驱动机构(403)；其中，

所述平移驱动机构设置在所述支撑机架上；

所述平移运动托辊(402)设置在所述平移驱动机构的驱动端，能由平移驱动机构驱动在所述支撑机架(401)的一端平移到另一端。

9.根据权利要求8所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，所述主动链轮链条传动机构与从动链轮链条传动机构的构成相同，均包括：

链条和多个链轮；其中，

多个链轮间隔设置在所述架体(305)顶部侧面，所述链条连接在多个链轮上，能多个链轮驱动下在所述架体(305)顶部侧面循环转动；

所述平移驱动机构(403)包括：

步进电机(4031)、联轴器(4032)和滚珠丝杠(4033)；其中，

所述滚珠丝杠(4033)设置在所述支撑机架上，处于所述支撑机架的两端之间；

所述步进电机(4031)的动力端通过联轴器(4032)与所述滚珠丝杠(4033)的一端连接，能驱动所述滚珠丝杠(4033)在所述支撑机架上自由转动；

所述平移运动托辊(402)通过滚珠滑块与所述滚珠丝杠(4033)连接，能在转动的所述滚珠丝杠(4033)驱动下在所述支撑机架(401)的一端平移到另一端。

10.根据权利要求1-3任一项所述的便于实现水处理絮凝药液自动化制备与加注的系统，其特征在于，还包括：

上位机(8)，与所述工控交换机(9)通信连接。

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