用于水厂生产自来水的自动监测控制装置及其控制程序

摘要

用于水厂生产自来水的自动监测控制装置及其控制程序。控制模块(P1)的一个通信信号端与局域网(1)相连接，控制模块的另一通信信号端与控制模块(P2)、控制模块(P3)、控制模块(P4)的一个通信信号端相连接；无线通讯网络(2)的另一个信号输入输出端与控制模块(P5)的一个通信信号端相连接；控制程序的控制过程为：开始，采集相关参数，和设定值比较；进入采用模糊自调整PID运算步骤；然后判断流量(s)是否在设定的最大流量(s1)和最小流量(s2)之间，进入根据流量调整电机变频器VVVF步骤；进入检测压力步骤，返回采集相关参数，和设定值比较。本发明采用集成度高、稳定性好的控制模块，它能降低了生产成本，提高了水厂的经济效益，还有利于降低工人的劳动强度。

说明书

技术领域：本发明涉及一种水厂自动生产自来水的监测控制装置及控制程序。

背景技术：目前国内大多数城镇水厂普遍处于手动操作或者半自动运行状态，它不仅药耗、电耗大，且自动调节压力、流量的能力差，水质也不理想，难以满足城市发展和居民用水的需要；部分大城市水厂从国外引进了自控设备，这些自控设备不仅价格昂贵，而且由于设备功能设置复杂，运行故障较多，设备维护维修也极为困难；而国内使用的较先进的水厂自控设备均是采用DCS集散型控制系统，存在一对一的布线，使用电缆耗材多、费用大、成本高，同时通信能力较差，易受干扰，可靠性较低；而且已有的这些水厂大多为人工控制，自动化程度较低。

发明内容：本发明研制了一种用于水厂生产自来水的自动监测控制装置及其控制程序，它能降低水厂自身的药耗、电耗，降低生产成本，提高水厂的经济效益；本发明结构简单、系统集成度高、自动化程度高、维护维修简便、控制操作方便、不易受干扰、可靠性高。本发明的自动监测控制装置包含了控制局域网1，它还包含了七个控制模块P₁-P₇、无线通讯网络2、安装在蓄水池11边上的投药装置控制器3和过滤控制器4、安装在输水管线12内的温度传感器5、安装在输水管线12内的压力传感器6、安装在输水管线12内的流量传感器7、安放在清水池13内的液位计8、以及安装在水源14处的泵站9；控制模块P₁的一个通信信号端与控制局域网1相连接，控制模块P₁的另一通信信号端与控制模块P₂、控制模块P₃、控制模块P₄的一个通信信号端相连接；控制模块P₂的另一通信信号端与无线通讯网络2的一个信号输入输出端相连接，无线通讯网络2的另一个信号输入输出端与控制模块P₅的一个通信信号端相连接，控制模块P₅的另一通信信号端与控制模块P₆和控制模块P₇的一个通信信号端相连接，控制模块P₆的信号采集端与泵站9的信号端相连接，控制模块P₇的控制信号输出端与泵站9的控制端相连接；控制模块P₃的控制信号输出端与投药装置控制器3的控制信号输入端相连接，控制模块P₃的控制信号输出端与过滤控制器4的控制信号输入端相连接；控制模块P₄的信号采集端分别与温度传感器5、压力传感器6、流量传感器7、液位计8的信号输出端相连接。本发明中用于水厂生产自来水的自动监测控制程序为：开始，初始化程序，采集相关参数，和设定值比较；判断浊度f是否大于预设值f1，如果判断为是，则判断浊度f是否大于预设值f2，(f1、f2为预设值，且f2大于f1)如果判断为是，则进入开启报警装置步骤；如果判断f小于f2，则进入开启加药泵步骤；然后返回采集相关参数，和设定值比较步骤；如果判断f小于f1；则进入采用模糊自调整PID运算步骤；然后判断流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间，如果判断为否，则进入判断流量s是否大于s1，如果判断为是，则进入减少泵站运行数量步骤，然后返回流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间步骤；如果判断流量s小于s1，则进入增加泵站运行数量步骤，然后返回流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间步骤；如果流量s是在设定的最大流量s1和最小流量s2之间，则进入根据流量调整电机变频器VVVF步骤；然后进入检测压力步骤，再返回采集相关参数，和设定值比较步骤。本发明采用集成度高、稳定性好的控制模块，大大提高了系统的稳定性，且通信能力强、自动化程度高、不易受干扰、可靠性高。它能降低水厂自身的药耗、能耗，降低了生产成本，提高了水厂的经济效益，还有利于降低工人的劳动强度。本发明采用程序自动控制，提高了水厂的自动化程度。

附图说明：图1是本发明的自动监测控制装置的整体结构示意图，图2是具体实施方式一中控制模块P₅与控制模块P₆、控制模块P₇的电路连接结构示意图，图3是本发明中自动监测控制程序的控制流程图。

具体实施方式一：本具体实施方式的自动监测控制装置由控制局域网1、七个控制模块P₁-P₇、无线通讯网络2、安装在蓄水池11边上的投药装置控制器3和过滤控制器4、安装在输水管线12内的温度传感器5、安装在输水管线12内的压力传感器6、安装在输水管线12内的流量传感器7、安放在清水池13内的液位计8、以及安装在水源14处的泵站9组成，控制模块P₁选用ADAM746+型号，控制模块P₂、控制模块P₅选用ADAM4520型号，控制模块P₃、控制模块P₇选用ADAM5068型号，控制模块P₄、控制模块P₆选用ADAM5017型号，流量传感器7选用LUGB-2型号，压力传感器6选用KYCG01型号，液位计8选用KYCW09型号，温度传感器5选用WZP-T100-20型号，泵站9、控制模块P₆、控制模块P₇、控制模块P₅均安置在水源区内，控制局域网1、控制模块P₁-P₄、投药装置控制器3、过滤控制器4、温度传感器5、压力传感器6、流量传感器7、液位计8均安装在水厂区内；控制模块P₁的一个通信信号端与控制局域网1相连接，控制模块P₁的另一通信信号端与控制模块P₂、控制模块P₃、控制模块P₄的一个通信信号端相连接；控制模块P₂的另一通信信号端与无线通讯网络2的一个信号输入输出端相连接，无线通讯网络2的另一个信号输入输出端与控制模块P₅的一个通信信号端相连接，控制模块P₅的另一通信信号端与控制模块P₆和控制模块P₇的一个通信信号端相连接，控制模块P₆的信号采集端与泵站9相连接，控制模块P₇的控制信号输出端与泵站9的控制端相连接；控制模块P₃的控制信号输出端与投药装置控制器3的控制信号输入端相连接，控制模块P₃的控制信号输出端与过滤控制器4的控制信号输入端相连接；控制模块P₄的信号采集端分别与温度传感器5、压力传感器6、流量传感器7、液位计8的信号输出端相连接。所述的无线通讯网络2如图1所示，它由安装在水源区的无线发射接收装置A₂、安装在水厂区的无线发射接收装置A₁组成，无线发射接收装置A₁、A₂均选用GD230-5型号，无线发射接收装置A₁的数据输出输入端与控制模块P₂的数据输入输出端通过RS-232总线相连接；无线发射接收装置A₂的数据输出输入端与控制模块P₅的数据输入输出端通过RS-232总线相连接。如图2所示，所述的控制模块P₅与控制模块P₆、控制模块P₇之间通过RS-485总线相连接，控制模块P₆的信号采集端1、2端接泵站9的电流信号端D₁，控制模块P₆的信号采集端3、4端接泵站9的电压信号端D₂，控制模块P₆的信号采集端5、6端接泵站9的功率信号端D₃，控制模块P₇的控制信号输出端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16端接泵站9的控制信号输入端D₄-D₁₉。本具体实施方式中数据信号传输采用无线通讯的方式，不仅节省了电缆耗材，也保证了通讯的稳定性、可靠性。本发明中用于水厂生产自来水的自动监测控制程序的控制过程为：开始，初始化程序，采集相关参数，和设定值比较；判断浊度f是否大于预设值f1，如果判断为是，则判断浊度f是否大于预设值f2，(f1、f2为预设值，且f2大于f1)如果判断为是，则进入开启报警装置步骤；如果判断f小于f2，则进入开启加药泵步骤；然后返回采集相关参数，和设定值比较步骤；如果判断f小于f1；则进入采用模糊自调整PID运算步骤；然后判断流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间，如果判断为否，则进入判断流量s是否大于s1，如果判断为是，则进入减少泵站运行数量步骤，然后返回流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间步骤；如果判断流量s小于s1，则进入增加泵站运行数量步骤，然后返回流量s是否在设定的最大流量s1和最小流量s2之间步骤；如果流量s是在设定的最大流量s1和最小流量s2之间，则进入根据流量调整电机变频器VVVF步骤；然后进入检测压力步骤，再返回采集相关参数，和设定值比较步骤。

具体实施方式二：如图1所示，所述的无线发射接收装置A₂、控制模块P₅、控制模块P₆、控制模块P₇、泵站9均为并列的两组。本具体实施方式中采用两组泵站9和控制装置，用以保证供水高峰时一个泵站无法满足用水需要时，开启第二组泵站9用以保证供水，而用水量较小时，可以只运行一个泵站，用以减少电耗。