溶解氧精细化控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种溶解氧精细化控制系统，是针对解决现有同类系统自动化控制和节能效果欠佳，以及数据记录和报表分析功能设计欠佳的技术问题而设计。该控制系统包括变频鼓风机、初沉淀池、溶氧池；其要点是所述变频鼓风机并联接出的管路依次设有总管压力传感器、总管风量传感器，一端并联接出的管路设有放空阀，溶氧池分别通过双通道DO溶解氧传感器采集DOIT的数据；并由PLC控制器的PLC控制系统进行整体智能联动控制，操作站的SCADA系统中对上述设备仪表进行监控功能；PLC控制系统包括变频鼓风机智能控制仪和PLC智能控制仪，PLC智能控制仪设有触摸屏。其控制精确，操作方便，数据读取和记录详尽，节能效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业污水处理系统，是一种溶解氧精细化控制系统。
技术介绍
污水处理是指工业或生活污水通过处理，达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。自动化工业污水处理系统一般采用直观的显示界面，实现生产工艺图形化实时监视，各种能耗实时显示；同时系统对节能降耗问题进行了针对性设计，采用多种科学手段进行最优化控制。如：进行泵站机组联编控制、优化调度，降低能耗，延长机组使用寿命；自动分析水质数据情况，计算合适的用药比例，节约用药成本；曝气池溶解氧浓度的稳定控制，降低曝气系统能耗等。污水处理中的溶解氧是指空气中的分子态氧溶解在水中，水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标，水中的溶解氧含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。同时，溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作D0，用每升水里氧气的毫克数表示；直观的显示界面一般采用可编程逻辑控制器(PLC)和PID控制器结合的控制方式。其中，可编程逻辑控制器(PLC)是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程的设备。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成；PID控制的基础是比例控制，积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。如中国专利文献中披露的申请号201520416996.4，授权公告日2015.11.04，技术名称“一种污水处理生化池溶解氧自动调节系统”；该溶解氧自动调节系统包括用于检测曝气池内溶解氧浓度的溶解氧检测仪、PLC控制装置、变频器和罗茨风机；溶解氧检测仪将检测的浓度信号转换成4-20mA信号反馈到PLC控制装置，PLC控制装置将采集的浓度信号与设定值进行比对后，给变频器运行指令，变频器根据运行指令输出运行频率，通过运行频率的改变使罗茨风机的转速发生变化，使曝气池内溶解氧浓度得到及时调整。但上述控制系统操作较为不便，自动节能效果较差。
技术实现思路
为克服上述不足，本专利技术的目的是向本领域提供一种溶解氧精细化控制系统，使其解决现有同类系统自动化控制和节能效果欠佳，以及数据记录和报表分析功能设计欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。一种溶解氧精细化控制系统，该控制系统包括四台55KW变频鼓风机、一个初沉淀池、四个溶氧池，以及对应的总管压力传感器、总管风量传感器，所述溶氧池两个一组设置，变频鼓风机并联后分别通过管路伸入溶氧池内，初沉淀池通过管路分别与一侧的溶氧池连接，该侧溶氧池通过管路与另一侧的溶氧池连接；其特征在于所述变频鼓风机并联接出的管路依次设有总管压力传感器、总管风量传感器，一端并联接出的管路设有放空阀，每组溶氧池分别设有双通道DO溶解氧传感器；并由PLC控制器的PLC控制系统进行整体智能联动控制，在操作站的SCADA系统中对上述设备仪表进行以下监控功能：变频鼓风机的启停控制、远/就模式、运行状态、故障状态、软报警、历史累计运行时间、本次累计运行时间、频率给定、频率反馈，放空阀的远程开关、开到位、关到位、软报警，以及风管总管压力、AFIT-01风量实时数据、APIT-01压力实时数据、D0目标给定值、DOIT-01～DOIT-04实时数据、D0报警、风量目标给定值、风量报警和压力报警的参数监控；总管风量传感器采集AFIT-01风量数据，总管压力传感器采集APIT-01压力数据；双通道D0溶解氧传感器采集DOIT-01～DOIT-04数据；所述PLC控制器的PLC控制系统包括两套55KW×2变频鼓风机智能控制仪和一套PLC智能控制仪，PLC智能控制仪设有触摸屏；所述操作站采用微软WIN732位专业版操作系统，并安装有溶解氧精细化SCACD控制系统。所述双通道D0溶解氧传感器的D0报警为：高高、高、低、低低；总管风量传感器的风量报警为：低、低低；总管压力传感器的压力报警为：高、高高。所述变频鼓风机轮班控制采用半自动半手动模式，通过指定LEAD变频鼓风机实现；具体实现过程为：通过指定1#、2#、3#、4#任意一台为LEAD，确定后续的操作序列，则按照排列组合共有二十四种LEAD选择模式：1#为LEAD：B-1→B-2→B-3B-1→B-3→B-2B-1→B-4→B-3B-1→B-3→B-4B-1→B-2→B-4B-1→B-4→B-22#为LEAD：B-2→B-4→B-3B-2→B-3→B-4B-2→B-1→B-3B-2→B-3→B-1B-2→B-1→B-4B-2→B-4→B-13#为LEAD：B-3→B-1→B-4B-3→B-4→B-1B-3→B-1→B-2B-3→B-2→B-1B-3→B-4→B-2B-3→B-2→B-44#为LEAD：B-4→B-1→B-2B-4→B-2→B-1B-4→B-1→B-3B-4→B-3→B-1B-4→B-2→B-3设置两个按钮分别为“倒班开始”、“倒班结束”，以及一个LEAD下拉选择框实现人机交互功能，变频鼓风机运行期间将禁止LEAD下拉功能；当需要进行轮班操作时，首先单击“倒班结束”按钮，此时联动停止所有正在运行的变频鼓风机，LEAD下拉功能菜单将被激活，重新设定LEAD序列，在实际轮班运行中对四台变频鼓风机的运行时间进行人工排列。如：假设1#运行时间为9800h，2#运行时间为9795h，3#运行时间为9829h，4#运行时间为9899h，此时根据运行时间最短的为优先启动序列，即指定B-2→B-1→B-3序列，选择完毕后单击“倒班开始”按钮，则开始联动启动变频鼓风机。b)所述变频鼓风机的加减机控制：变频鼓风机的台数控制根椐D0自动或者流量自动来进行PID精细化粗调方案控制。如：第一台变频鼓风机不能满足频率控制要求，并且频率达到50HZ，则第二台变频鼓风机根据PID输出的台数值(由于台数是整数值，因此实际浮点数作四舍五入运算后输出，以下同)启动第二台变频鼓风机运行，此时指定PID输出从50HZ开始运算，控制第二台变频鼓风机同频运行(考虑到启动第二台变频鼓风机，时间上存在滞后因素，此时溶解氧离期望值偏差较大，因此当启动两台变频鼓风机运行时，要求迅速将溶解氧提升到一个正常值，以下同)；如果两台变频鼓风机达到50HZ仍然不能满足控制要求，则第三台变频鼓风机根据PID输出的台数值启动第三台变频鼓风机运行，此时指定PID输出从50HZ开始运算，控制第三台变频鼓风机同频运行。相反，如果三台变频鼓风机在最低频率运行，溶氧值仍偏高，则变频鼓风机减一台根据PID输出的台数值(由于台数是整数值，因此实际浮点数作四舍五入运算后输出，以下同)停止第三台变频鼓风机的运行，此时指定PID输出从最低频率开始运算，控制两台变频鼓风机同频运行(考虑到停止第三台变频鼓风机，时间上存在滞后因素，此时溶解氧离期望值偏差较大，因此当停止一台变频鼓风机运行时，要求迅速将溶解氧下降到一个正常值，以下同)；如果两台变频鼓风机在最低频率运行，溶氧值仍偏高，则变频鼓风机减一台根据PID输出的台数值停止第二台变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溶解氧精细化控制系统，该控制系统包括四台55KW变频鼓风机(1)、一个初沉淀池(2)、四个溶氧池(3)，以及对应的总管压力传感器(4)、总管风量传感器(5)，所述溶氧池两个一组设置，变频鼓风机并联后分别通过管路伸入溶氧池内，初沉淀池通过管路分别与一侧的溶氧池连接，该侧溶氧池通过管路与另一侧的溶氧池连接；其特征在于所述变频鼓风机(1)并联接出的管路依次设有总管压力传感器(4)、总管风量传感器(5)，一端并联接出的管路设有放空阀，每组溶氧池分别设有双通道DO溶解氧传感器(6)；并由PLC控制器的PLC控制系统进行整体智能联动控制，在操作站的SCADA系统中对上述设备仪表进行以下监控功能：变频鼓风机的启停控制、远/就模式、运行状态、故障状态、软报警、历史累计运行时间、本次累计运行时间、频率给定、频率反馈，放空阀的远程开关、开到位、关到位、软报警，以及风管总管压力、AFIT‑01风量实时数据、APIT‑01压力实时数据、DO目标给定值、DOIT‑01～DOIT‑04实时数据、DO报警、风量目标给定值、风量报警和压力报警的参数监控；总管风量传感器(5)采集AFIT‑01风量数据，总管压力传感器(4)采集APIT‑01压力数据；双通道DO溶解氧传感器(6)采集DOIT‑01～DOIT‑04数据；所述PLC控制器的PLC控制系统包括两套55KW×2变频鼓风机智能控制仪和一套PLC智能控制仪，PLC智能控制仪设有触摸屏；所述操作站采用微软WIN732位专业版操作系统，并安装有溶解氧精细化SCACD控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种溶解氧精细化控制系统，该控制系统包括四台55KW变频鼓风机(1)、一个初沉淀池(2)、四个溶氧池(3)，以及对应的总管压力传感器(4)、总管风量传感器(5)，所述溶氧池两个一组设置，变频鼓风机并联后分别通过管路伸入溶氧池内，初沉淀池通过管路分别与一侧的溶氧池连接，该侧溶氧池通过管路与另一侧的溶氧池连接；其特征在于所述变频鼓风机(1)并联接出的管路依次设有总管压力传感器(4)、总管风量传感器(5)，一端并联接出的管路设有放空阀，每组溶氧池分别设有双通道DO溶解氧传感器(6)；并由PLC控制器的PLC控制系统进行整体智能联动控制，在操作站的SCADA系统中对上述设备仪表进行以下监控功能：变频鼓风机的启停控制、远/就模式、运行状态、故障状态、软报警、历史累计运行时间、本次累计运行时间、频率给定、频率反馈，放空阀的远程开关、开到位、关到位、软报警，以及风管总管压力、AFIT-01风量实时数据、APIT-01压力实时数据、DO目标给定值、DOIT-01～DOIT-04实时数据、DO报警、风量目标给定值、风量报警和压力报警的参数监控；总管风量传感器(5)采集AFIT-01风量数据，总管压力传感器(4)采集APIT-01压力数据；双通道DO溶解氧传感器(6)采集DOIT-01～DOIT-04数据；所述PLC控制器的PLC控制系统包括两套55KW×2变频鼓风机智能控制仪和一套PLC智能控制仪，PLC智能控制仪设有触摸屏；所述操作站采用微软WIN732位专业版操作系统，并安装有溶解氧精细化SCACD控制系统。2.如权利要求1所述的溶解氧精细化控制系统，其特征在于所述双通道DO溶解氧传感器(6)的DO报警为：高高、高、低、低低；总管风量传感器(5)的风量报警为：低、低低；总管压力传感器(4)的压力报警为：高、高高。3.如权利要求1所述的溶解氧精细化控制系统，其特征在于所述变频鼓风机(1)轮班控制采用半自动半手动模式，通过指定LEAD变频鼓风机实现；具体实现过程为：通过指定1#、2#、3#、4#任意一台为LEAD，确定后续的操作序列，则按照排列组合共有二十四种LEAD选择模式：1#为LEAD：B-1→B-2→B-3B-1→B-3→B-2B-1→B-4→B-3B-1→B-3→B-4B-1→B-2→B-4B-1→B-4→B-22#为LEAD：B-2→B-4→B-3B-2→B-3→B-4B-2→B-1→B-3B-2→B-3→B-1B-2→B-1→B-4B-2→B-4→B-13#为LEAD：B-3→B-1→B-4B-3→B-4→B-1B-3→B-1→B-2B-3→B-2→B-1B-3→B-4→B-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚如圣，褚如元，方慧丽，
申请(专利权)人：杭州裕达自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33