專利名稱：一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水中溶解氧含量是反應(yīng)水體污染的一個(gè)重要指標(biāo)，水體自凈能力與溶解氧濃度變化有很大關(guān)系。當(dāng)水體受到輕度污染時(shí)，需氧菌繁殖分解有機(jī)物從而消耗水中溶解氧，溶解氧濃度降低，當(dāng)溶解氧濃度低于飽和值時(shí)，大氣的復(fù)氧作用會(huì)補(bǔ)充消耗掉的氧。如果水體中有機(jī)物含量太多，導(dǎo)致需氧菌大量繁殖消耗溶解氧，大氣中的氧來(lái)不及供應(yīng)，水體的溶解氧便會(huì)逐漸下降，乃至消耗殆盡，從而影響水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。當(dāng)水體中的溶解氧被耗盡后水體會(huì)出現(xiàn)無(wú)氧狀態(tài)，有機(jī)物分解從有氧過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧過(guò)程，水質(zhì)就會(huì)惡化，甚至出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。太湖流域蘇南城區(qū)中河道多數(shù)為斷頭浜、支浜和內(nèi)河，具有水體流量小、流向不確定和自凈能力低下等特點(diǎn)，河道黑臭現(xiàn)象較為普遍。曝氣充氧技術(shù)是根據(jù)河道受污染狀態(tài)，采取在水體中充入空氣或氧氣，加速水體復(fù)氧過(guò)程，以提高水體的溶解氧水平，以提高水體中好氧微生物的活力，從而加速水體的凈化。采用曝氣機(jī)向處于缺氧(或厭氧)狀態(tài)的河道進(jìn)行曝氣充氧，可有效改善河道水動(dòng)力及溶解氧條件，有效抑制黑臭發(fā)生，有力保障植物-微生物系統(tǒng)對(duì)水體自凈能力的強(qiáng)化，從而逐漸恢復(fù)河道的水生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的河道充氧系統(tǒng)采用人工控制的方式，在各斷面處采集溶解氧數(shù)據(jù)，從而決定曝氣機(jī)的啟閉情況，這些方式存在很大局限性，無(wú)法確保河道中的溶解氧水平，若曝氣不足則河道仍處于厭氧水平，會(huì)促使厭氧菌的增長(zhǎng)，無(wú)法消除河道污染；若曝氣過(guò)量則造成不必要的能耗浪費(fèi)。采用人工控制的方式，若工程中曝氣機(jī)數(shù)量多會(huì)大量耗費(fèi)人力資源，曝氣效果也難于檢驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)便、安全規(guī)范的河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，以解決人工控制方式所帶來(lái)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)河道曝氣的自動(dòng)化控制及優(yōu)化管理。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案是一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，包括PLC控制柜、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和多臺(tái)曝氣機(jī)；所述PLC控制柜通過(guò)相應(yīng)接口與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和曝氣機(jī)連接；所述曝氣機(jī)設(shè)置在河道中。所述PLC控制柜采用可編程控制器為核心，并連接一個(gè)液晶顯示屏。所述液晶顯示屏為觸摸屏。一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，還包括溶解氧傳感器，所述水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站通過(guò)溶解氧傳感器實(shí)時(shí)采集溶解氧數(shù)據(jù)；所述溶解氧傳感器包括溶解氧探頭和溶解氧變送器；所述溶解氧探頭設(shè)置在河道的下游。所述曝氣機(jī)開(kāi)啟時(shí)對(duì)河道提供氧氣。所述PLC控制柜內(nèi)預(yù)留遠(yuǎn)程控制接口，可根據(jù)需要配置相應(yīng)的通訊模塊。[0012]所述PLC控制柜內(nèi)預(yù)留曝氣機(jī)的控制接口，可根據(jù)需要對(duì)河道中新增的曝氣機(jī)進(jìn)行控制。所述PLC控制柜內(nèi)設(shè)有手動(dòng)檔與自動(dòng)檔的切換開(kāi)關(guān)。所述PLC控制柜的接口處設(shè)有外部設(shè)備接口，可連接計(jì)算機(jī)或編程器，用戶可根據(jù)溶解氧數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置一套程序，從而控制曝氣機(jī)的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)以及間歇式或連續(xù)式的運(yùn)行方式。所述曝氣機(jī)為潛水射流式曝氣機(jī)。采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有積極的效果(1)本實(shí)用新型充分利用了現(xiàn)有的資源和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了曝氣機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行管理，能夠隨溶解氧的變化自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行模式，從而節(jié)省了大量繁瑣的人力操作，達(dá)到了節(jié)約人力資源的目的。(2)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)溶解氧變化的情況，直接反映了河道受污染程度，從而為河道治理提供了良好的控制平臺(tái)。( 本實(shí)用新型的PLC控制柜預(yù)留了遠(yuǎn)程控制接口，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行信息，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行故障和特大水質(zhì)災(zāi)害等情況進(jìn)行報(bào)警。(4)本實(shí)用新型的PLC控制柜還預(yù)留了曝氣機(jī)的控制接口，可根據(jù)需要對(duì)河道中新增的曝氣機(jī)進(jìn)行控制。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的可編程控制器的控制流程圖。圖3為本實(shí)用新型的可編程控制器的技術(shù)模塊圖。附圖中的標(biāo)號(hào)為PLC控制柜1、液晶顯示屏2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3、溶解氧探頭41、溶解氧變送器42、溶解氧傳感器4、曝氣機(jī)5。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例1)見(jiàn)圖1至圖3，本實(shí)施例包括PLC控制柜1、液晶顯示屏2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3、溶解氧傳感器4和曝氣機(jī)5。六臺(tái)曝氣機(jī)5設(shè)置在河道6中。曝氣機(jī)5為潛水射流式曝氣機(jī)。曝氣機(jī)5開(kāi)啟時(shí)對(duì)河道6提供氧氣。PLC控制柜1通過(guò)相應(yīng)接口與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3和曝氣機(jī)5連接。PLC控制柜1 接收信號(hào)并運(yùn)算比較后發(fā)出操作指令，控制曝氣機(jī)5啟閉，從而給河道6自動(dòng)充氧。PLC控制柜1采用可編程控制器為核心，并連接一個(gè)液晶顯示屏2?？删幊炭刂破饔糜诮邮账鏊|(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3傳送的溶解氧數(shù)據(jù)，并根據(jù)該溶解氧數(shù)據(jù)控制曝氣機(jī)5的頻率及臺(tái)數(shù)，進(jìn)而控制曝氣機(jī)5的供氧量?？删幊炭刂破鞯募夹g(shù)模塊以CPU為核心，以系統(tǒng)總線將各個(gè)設(shè)備接口接連起來(lái)，通過(guò)解調(diào)器將信號(hào)傳送給處理器，通過(guò)運(yùn)算器的運(yùn)算比較后，控制器發(fā)送指令。液晶顯示屏2為觸摸屏，用于輸入或者修改所述可編程控制器中設(shè)定的參數(shù)值，并實(shí)時(shí)顯示溶解氧數(shù)據(jù)值及河道6中的六臺(tái)曝氣機(jī)5的運(yùn)行狀態(tài)。PLC控制柜1內(nèi)預(yù)留遠(yuǎn)程控制接口，可根據(jù)需要配置相應(yīng)的通訊模塊。PLC控制柜1內(nèi)預(yù)留曝氣機(jī)5的控制接口，可根據(jù)需要對(duì)河道中新增的曝氣機(jī)5進(jìn)行控制。PLC控制柜1的接口處還設(shè)有外部設(shè)備接口，可用于連接計(jì)算機(jī)或編程器，用戶可根據(jù)溶解氧數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置一套程序，從而控制曝氣機(jī)5的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)以及間歇式或連續(xù)式的運(yùn)行方式。PLC控制柜中設(shè)有手動(dòng)檔與自動(dòng)檔的切換開(kāi)關(guān)，一般情況下為自動(dòng)檔控制，在手動(dòng)檔時(shí)，用戶可隨時(shí)根據(jù)需要手動(dòng)控制設(shè)備開(kāi)關(guān)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3通過(guò)溶解氧傳感器4實(shí)時(shí)采集溶解氧數(shù)據(jù)。溶解氧傳感器4包括溶解氧探頭41和溶解氧變送器42 ；所述溶解氧探頭41設(shè)置在河道6的下游。溶解氧探頭41用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)河道6中的溶解氧，并經(jīng)溶解氧變送器42傳輸?shù)阶詣?dòng)監(jiān)測(cè)站3，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理將信號(hào)傳送給PLC控制柜1中的相應(yīng)組件。本實(shí)施例的工作條件為①當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)溶解氧平均數(shù)值低于lmg/L時(shí)，曝氣機(jī)啟動(dòng)。②當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)溶解氧平均數(shù)值超過(guò)ang/L時(shí)，曝氣機(jī)停止工作。③考慮到曝氣機(jī)5吸氣時(shí)產(chǎn)生噪音，在夜間存在擾民隱患，因此設(shè)定為晚間8點(diǎn)至第二天上午9點(diǎn)之間，曝氣機(jī)5停止運(yùn)行。在液晶顯示屏2處進(jìn)行具體參數(shù)設(shè)定，主要包括反饋滯后時(shí)間、平均取值時(shí)段、上下限濃度、限制曝氣時(shí)間。反饋滯后時(shí)間是指由于曝氣機(jī)5與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3有一定距離，每次開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)操作在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3產(chǎn)生效應(yīng)需要一定時(shí)間，每次操作后要判定是否達(dá)到效果或者是否應(yīng)采取新的方案，需要等待一個(gè)“反饋滯后時(shí)間”后，才讀取自動(dòng)監(jiān)測(cè)的溶解氧數(shù)值作判斷；河水溶解氧往往不規(guī)則的波動(dòng)，所以不能根據(jù)某個(gè)瞬時(shí)值做判斷，而應(yīng)當(dāng)依據(jù)一定時(shí)間內(nèi)的平均值，系統(tǒng)默認(rèn)此平均取值時(shí)段為0. 5小時(shí)，可根據(jù)需要修改；自動(dòng)監(jiān)測(cè)的溶解氧平均值低于下限濃度時(shí)應(yīng)當(dāng)曝氣充氧，自動(dòng)監(jiān)測(cè)的溶解氧平均值高于上限濃度時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少曝氣，本實(shí)施例中下限濃度為lmg/L，上限濃度為ang/L ；考慮到噪聲擾民及其他不良影響因素，設(shè)置限制曝氣時(shí)間為20 00-9 00。具體運(yùn)行過(guò)程為若在限制曝氣時(shí)間以外即當(dāng)天9 00-20 00之內(nèi)，啟動(dòng)PLC控制柜1與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站3連接的接口，開(kāi)始接收溶解氧數(shù)據(jù)，并計(jì)算平均取值時(shí)段的溶解氧平均值。當(dāng)溶解氧平均值低于下限濃度值時(shí)，可編程控制器發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)曝氣機(jī)5啟動(dòng)； 當(dāng)溶解氧平均值超過(guò)上限濃度值時(shí)，可編程控制器發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)曝氣機(jī)3停止；上述過(guò)程往復(fù)循環(huán)。若在限制曝氣時(shí)間內(nèi)，可編程控制器發(fā)出操作指令，驅(qū)動(dòng)所有曝氣機(jī)5停止運(yùn)行。液晶顯示屏2可實(shí)時(shí)顯示輸入的數(shù)值、曝氣機(jī)5的運(yùn)行狀態(tài)、溶解氧監(jiān)測(cè)結(jié)果包括當(dāng)前瞬時(shí)值和平均值等，系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行階段顯示若處在反饋滯后時(shí)間則顯示“剛剛完成切換，尚處于反饋滯后時(shí)間”，若處在“限制曝氣時(shí)間”則顯示“為防止不良影響，關(guān)閉曝氣機(jī)”，其余情況下顯示系統(tǒng)運(yùn)行情景判斷如“需加大充氧量”或“需減少充氧量”等等。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于包括PLC控制柜(1)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站(3)和多臺(tái)曝氣機(jī)(5)；所述PLC控制柜(1)通過(guò)相應(yīng)接口與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站C3)和曝氣機(jī)( 連接； 所述曝氣機(jī)( 設(shè)置在河道(6)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制柜(1)采用可編程控制器為核心，并連接一個(gè)液晶顯示屏O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述液晶顯示屏(2) 為觸摸屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于還包括溶解氧傳感器 G)，所述水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站( 通過(guò)溶解氧傳感器(4)實(shí)時(shí)采集溶解氧數(shù)據(jù)；所述溶解氧傳感器(4)包括溶解氧探頭Gl)和溶解氧變送器0 ；所述溶解氧探頭Gl)設(shè)置在河道(6) 的下游。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制柜(1)內(nèi)預(yù)留遠(yuǎn)程控制接口，可根據(jù)需要配置相應(yīng)的通訊模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制柜(1)內(nèi)預(yù)留曝氣機(jī)(5)的控制接口，可根據(jù)需要對(duì)河道中新增的曝氣機(jī)( 進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制柜(1)內(nèi)設(shè)有手動(dòng)檔與自動(dòng)檔的切換開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制柜(1)的接口處設(shè)有外部設(shè)備接口，可連接計(jì)算機(jī)或編程器，用戶可根據(jù)溶解氧數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置一套程序，從而控制曝氣機(jī)(5)的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)以及間歇式或連續(xù)式的運(yùn)行方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，其特征在于所述曝氣機(jī)(5)為潛水射流式曝氣機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種河道自動(dòng)充氧系統(tǒng)，包括PLC控制柜、自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和多臺(tái)曝氣機(jī)；所述PLC控制柜通過(guò)相應(yīng)接口與水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站和曝氣機(jī)連接；所述曝氣機(jī)設(shè)置在河道中。本實(shí)用新型充分利用了現(xiàn)有的資源和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了曝氣機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行管理，能夠隨溶解氧的變化自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行模式，從而節(jié)省了大量繁瑣的人力操作，達(dá)到了節(jié)約人力資源的目的。
文檔編號(hào)C02F7/00GK202246276SQ20112034647
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者劉鵬, 張健, 張晟, 戴中華, 滕加泉, 翟康, 鄧文英, 金玉, 陳玲, 顧禮明 申請(qǐng)人:常州市環(huán)境保護(hù)研究所