一种自动控制的分散式污水处理系统的制作方法

本实用新型属于污水处理控制领域，具体涉及一种自动控制的分散式污水处理系统。

背景技术：

小型分散式污水处理系统的特点是点位多且分散，而且对系统的各动力设备没有进行监测，对进水水质、出水水质、出水流量以及生化反应池的工作状态都没有进行监测，只能采用人工的方式对以上状态进行手工测量。人工测量点位少，不能真实反应系统的工作状态。并且，如果所有工作都需要人来完成必将需要很大的管理成本。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，本实用新型提出一种自动控制的分散式污水处理系统，其不但能自动控制污水处理系统各动力装置的运行方式，而且还能精准监测污水处理系统各动力装置的运行状态，并且能提供污水处理系统运行参数的监测数据接口和远程传输接口，进行统一集中化的自动管理，极大节约了人工成本。

本实用新型的技术方案是：一种自动控制的分散式污水处理系统，包括自动控制主板、监测装置、电流传感器模块、远程通信模块以及控制端口模块；所述监测装置通过通信总线与自动控制主板相连；所述电流传感器模块的信号输出端与自动控制主板的模拟信号采集端口相连；所述远程通信模块与自动控制主板的数据输入/输出端口连接；所述控制端口模块的信号输入端与自动控制主板的输出控制端口相连。

其中，监测装置通过通信总线与自动控制主板相连，由自动控制主板根据监测设备地址发送命令读取监测装置的实时监测数据，并通过远程通信模块将需要的数据发送出去；电流传感器模块的信号输出端与自动控制主板的模拟信号采集端口相连，由自动控制主板运算后通过远程通信模块将各电流数据发送出去；远程通信模块与自动控制主板的数据输入/输出端口连接，用于发送系统的各工作状态数据；控制端口模块的信号输入端与自动控制主板的输出控制端口相连，根据系统的工作条件来启动或停止对应的动力装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述监测装置包括均通过通信总线与自动控制主板相连的进水氨氮监测仪、进水COD监测仪、出水氨氮监测仪、出水COD 监测仪、溶解氧监测仪、PH监测仪、温度监测仪、出水流量监测仪、压力监测仪、出水总磷监测仪和出水总氮监测仪。

作为本实用新型的进一步改进，所述电流传感器模块包括风机电流传感器、提升泵电流传感器、抽吸泵电流传感器、回流泵电流传感器和搅拌机电流传感器；所述风机电流传感器、提升泵电流传感器、抽吸泵电流传感器、回流泵电流传感器和搅拌机电流传感器的信号输出端均分别与自动控制主板的模拟信号采集端口相连。各传感器用于检测相应设备的电流大小。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制端口模块包括风机启停控制端口、提升泵启停控制端口、抽吸泵启停控制端口、回流泵启停控制端口、搅拌机启停控制端口和清洗装置控制端口；所述风机启停控制端口、提升泵启停控制端口、抽吸泵启停控制端口、回流泵启停控制端口、搅拌机启停控制端口和清洗装置控制端口均与所述自动控制主板的输出控制端口相连。相应设备与相应的启/停控制端口相连后，即可自动控制该设备的启停。

作为本实用新型的进一步改进，该系统还包括风机状态调节装置，风机状态调节装置的信号输出端与自动控制主板的信号输入端相连。自动控制主板读取风机状态调节装置的当前状态，来确定风机需要在那种状态下运行。

作为本实用新型的进一步改进，该系统还包括手动/自动调节装置，手动/ 自动调节装置的信号输出端与所述自动控制主板的控制输入端相连。自动控制主板读取手动/自动调节装置的状态来确定系统是手动运行状态或是自动运行状态，并将手动/自动调节装置的当前状态通过远程通信模块将状态数据发送出去。

作为本实用新型的进一步改进，该系统还包括水位探测装置，所述水位探测装置的信号输出端与所述自动控制主板的控制输入端相连。自动控制主板读取水位探测装置的水位状态来确定哪一个动力装置应该运行，并将水位探测装置所探测到的水位状态通过远程通信模块将状态数据发送出去。

作为本实用新型的进一步改进，该系统还包括显示屏，显示屏与所述自动控制主板的数据输出端相连。显示屏用于显示系统设备的本地实时数据。

作为本实用新型的进一步改进，该系统还包括报警和状态指示灯，该报警和状态指示灯与所述自动控制主板的指示灯输出端相连。用于显示系统设备的工作状态和各动力装置的工作异常报警状态。

本实用新型的有益效果是：

(1)不但能自动控制污水处理系统各动力装置的运行方式，而且还能精准监测污水处理系统各动力装置的运行状态，并且能提供污水处理系统运行参数的监测数据接口和远程传输接口，进行统一集中化的自动管理，极大节约了人工成本；

(2)本实用新型能对分散式污水处理系统的前期调试状态和调试后的运行状态进行自动控制，并且对设备的运行参数实现本地实时监测和远程实时监测，无须人员值守，即可实时了解设备的运行状态和运行参数，有效的节约了分散式污水处理系统的运行成本。

附图说明

图1是实施例所述自动控制的分散式污水处理系统的原理框图；

图2是自动控制主板微处理器线路原理图；

图3是自动控制主板驱动外部动力装置原理图；

图4是自动控制主板电源及外接端口原理图；

附图标记说明：

10自动控制主板，20监测装置，21进水氨氮监测仪，22进水COD监测仪， 23出水氨氮监测仪，24出水COD监测仪，25溶解氧监测仪，26 PH监测仪，27 温度监测仪，28出水流量监测仪，29压力监测仪，210出水总磷监测仪，211 出水总氮监测仪，30电流传感器模块，31风机电流传感器，32提升泵电流传感器，33抽吸泵电流传感器，34回流泵电流传感器，35搅拌机电流传感器，40 远程通信模块，50控制端口模块，51风机启停控制端口，52提升泵启停控制端口，53抽吸泵启停控制端口，54回流泵启停控制端口，55搅拌机启停控制端口， 56清洗装置控制端口，60风机状态调节装置，70手动/自动调节装置，80水位探测装置，91显示屏，92报警和状态指示灯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种自动控制的分散式污水处理系统，包括自动控制主板10、监测装置20、电流传感器模块30、远程通信模块40以及控制端口模块50；所述监测装置20通过通信总线与自动控制主板10相连；所述电流传感器模块30 的信号输出端与自动控制主板10的模拟信号采集端口相连；所述远程通信模块 40与自动控制主板10的数据输入/输出端口连接；所述控制端口模块50的信号输入端与自动控制主板10的输出控制端口相连。

其中，监测装置20通过通信总线与自动控制主板10相连，由自动控制主板10根据监测设备地址发送命令读取监测装置20的实时监测数据，并通过远程通信模块40将需要的数据发送出去；电流传感器模块30的信号输出端与自动控制主板10的模拟信号采集端口相连，由自动控制主板10运算后通过远程通信模块40将各电流数据发送出去；远程通信模块40与自动控制主板10的数据输入/输出端口连接，用于发送系统的各工作状态数据；控制端口模块50的信号输入端与自动控制10的输出控制端口相连，根据系统的工作条件来启动或停止对应的动力装置。

在另一个实施例中，所述监测装置20包括均通过通信总线与自动控制主板 10相连的进水氨氮监测仪21、进水COD监测仪22、出水氨氮监测仪23、出水 COD监测仪24、溶解氧监测仪25、PH监测仪26、温度监测仪27、出水流量监测仪28、压力监测仪29、出水总磷监测仪210和出水总氮监测仪211。

在另一个实施例中，所述电流传感器模块30包括风机电流传感器31、提升泵电流传感器32、抽吸泵电流传感器33、回流泵电流传感器34和搅拌机电流传感器35；所述风机电流传感器31、提升泵电流传感器32、抽吸泵电流传感器 33、回流泵电流传感器34和搅拌机电流传感器35的信号输出端均分别与自动控制主板10的模拟信号采集端口相连。各传感器用于检测相应设备的电流大小。

在另一个实施例中，所述控制端口模块50包括风机启停控制端口51、提升泵启停控制端口52、抽吸泵启停控制端口53、回流泵启停控制端口54、搅拌机启停控制端口55和清洗装置控制端口56；所述风机启停控制端口51、提升泵启停控制端口52、抽吸泵启停控制端口53、回流泵启停控制端口54、搅拌机启停控制端口55和清洗装置控制端口56均与所述自动控制主板10的输出控制端口相连。相应设备与相应的启/停控制端口相连后，即可自动控制该设备的启停。

在另一个实施例中，该系统还包括风机状态调节装置60，风机状态调节装置60的信号输出端与自动控制主板10的信号输入端相连。自动控制主板10读取风机状态调节装置60的当前状态，来确定风机需要在那种状态下运行。

在另一个实施例中，该系统还包括手动/自动调节装置70，手动/自动调节装置70的信号输出端与所述自动控制主板10的控制输入端相连。自动控制主板10读取手动/自动调节装置70的状态来确定系统是手动运行状态或是自动运行状态，并将手动/自动调节装置70的当前状态通过远程通信模块将状态数据发送出去。

在另一个实施例中，该系统还包括水位探测装置80，所述水位探测装置80 的信号输出端与所述自动控制主板10的控制输入端相连。自动控制主板10读取水位探测装置80的水位状态来确定哪一个动力装置应该运行，并将水位探测装置80所探测到的水位状态通过远程通信模块将状态数据发送出去。

在另一个实施例中，该系统还包括显示屏91，显示屏91与所述自动控制主板10的数据输出端相连。显示屏91用于显示系统设备的本地实时数据。

在另一个实施例中，该系统还包括报警和状态指示灯92，该报警和状态指示灯92与所述自动控制主板10的指示灯输出端相连。用于显示系统设备的工作状态和各动力装置的工作异常报警状态。

如图2-4所示，在另一个实施例中，自动控制主板采用微处理器为主控制芯片，有6个外接输出接口，分别是：J1,J2,J3,JC101,JC301,JC401；3个集成电路IC101，IC201，IC301。

其中，J1是微处理器的执行程序外接写入接口；J2为外接显示屏接口；J3 为外接通信模块接口。

JC101为外接输入各装置接口，JC101的2和3引脚连接风机状态调节装置， JC101的1引脚连接手动/自动调节装置,JC101的4到8引脚连接水位探测装置， JC101的9引脚连接风机电流传感器，JC101的10引脚连接提升泵电流传感器， JC101的11引脚连接抽吸泵电流传感器，JC101的12引脚连接回流泵电流传感器，JC101的13引脚连接搅拌机电流传感器，JC101的14引脚连接电流传感器的公共端。

JC301为外部状态和报警指示灯接口。

JC401为电源输入和外部动力装置的启/停控制接口，JC401的1引脚和2 引脚为外部12V直流电源输入端，JC401的3引脚和4引脚为12V直流电源的输出端，JC401的5引脚和6引脚为外部清洗装置控制端口，JC401的7引脚接风机启停控制端口，JC401的8引脚接提升泵启停控制端口，JC401的9引脚接抽吸泵启停控制端口，JC401的10引脚接输入外部动力装置的启/停控制接口的电源输入公共端，JC401的11引脚接回流泵启停控制端口，JC401的12引脚接搅拌机启停控制端口，JC401的13到16引脚为外部监测装置的总线A端， JC401的17-20引脚为外部监测装置的总线B端。

自动控制主板的电源由JC401的1引脚和2引脚接入外部12V直流电源，经E101和C103滤波后输出12V电压，供给自动控制主板上元器件需要的12V 电源，经R106限流后再经T102稳压，经E103和C106滤波后输出5V电压VCC，供给自动控制主板上元器件需要的电源。R107和R108的作用是调整稳压器T102 的输出电压。

控制主板上IC301为驱动集成电路，IC301的1脚到7脚为控制信号输入端分别连接IC101的28脚到31脚以及34脚到38脚，IC301的10到16引脚分别连接继电器JD401、JD402、JD201、JD202、JD203、JD204、JD205的线圈中的一个端口，线圈的另一个端口连接到12V电源正端，继电器JD401和JD402的公共触点连接到12V电源正端，JD401继电器常开触点连接到JC401的5引脚， JD402继电器的常开触点连接到JC401的5引脚，分别用于控制清洗装置控制端口的打开和关闭。JD201、JD202、JD203、JD204、JD205继电器的公共触点连接 JC401的10引脚输入外部动力装置的启/停控制端口的电源输入公共端，JD201 继电器的常开触点连接JC401的7引脚，JD202继电器的常开触点连接JC401的 8引脚，JD203继电器的常开触点连接JC401的9引脚，JD204继电器的常开触点连接JC401的11引脚，JD205继电器的常开触点连接JC401的12引脚。IC301 的8引脚接电源12V负(电源地)，IC301的9引脚接电源12V正。

控制主板上IC101为主控微处理器，负责整个控制装置的信号输入、处理运算、控制信号输出。IC101的1脚到8引脚为数字信号输入端口，分别连接限流电阻RJ601，RJ602，RJ603，RJ401,RJ402,RJ403,RJ404,RJ405后，再连接上拉电阻R601，R602，R603，R401,R402,R403,R404,R405到VCC电源端。 IC101的10到14脚为电流传感器模块的模拟信号输入端，分别连接去扰电容 C501，C502，C503，C504，C505到电源负极(电源地)，分别连接阻抗匹配电阻 R501，R502，R503，R504，R505至JC101的9脚到13脚。IC101的28脚到31 脚以及34脚到38脚为动力装置启/停控制输出端，分别连接至IC301的1脚到 7脚。IC101的第39脚为总线数据收/发控制端连接到IC201的2脚和3脚。IC101 的第38脚为数据发送端，连接到IC201的第4脚，IC101的第40脚为数据接收端，连接到IC201的第1脚。IC101的53、54、55脚为远程通信模块状态指示灯输出端，分别连接J3的5，6，7脚,IC101的第56脚为远程通信模块数据发送端，连接到J3的4脚，IC101的57脚为远程通信模块数据接收端，连接到 J3的3脚。IC101的58到63脚为状态及报警指示灯输出端，分别连接到JC301 的1脚到6脚。IC101的64脚到69脚以及72脚、73脚，为显示屏的数据输出端，分别连接J2的7脚到14脚。IC101的74脚为显示屏背光控制输出端，连接J2的15脚。IC101的49脚和50脚为振荡信号输入端，分别连接匹配电容C308和C309，于连接到晶振Y1。IC101的9脚为上电复位输入端，连接复位电阻R302到VCC电源正端。IC101的47脚和52脚为执行程序写入端，连接到J1 的4脚和5脚。IC101的第33脚，第48脚，第71脚为微处理器的电源正输入端，连接到VCC电源正端，IC101的第27脚，第33脚，第51脚，第70脚为微处理器的电源负输入端，连接到电源负端(公共地)。

工作过程：

(1)自动运行，动力装置自动运行。

当IC101检测到第1脚为低电平时，再检测IC101的第6脚也同时为低电平时，启动自动运行程序，输出IC101第28脚、第30脚、第31脚、第34脚、第35脚为高电平，经IC301第12脚、第14脚、第15脚、第16脚为低电平，使继电器JD201、JD203、JD204、JD305常开触点闭合，输出控制信号启动风机、抽吸泵、回流泵、搅拌机运行。

(2)自动停止运行。

当IC101检测到第1脚为低电平时，再检测IC101的第8脚和第4脚也同时为低电平时，启动自动停止程序，输出IC101第28脚、第30脚、第31脚、第34脚、第35脚为低电平，经IC301第12脚、第14脚、第15脚、第16脚低电平断开，使继电器JD201、JD203、JD204、JD305常开触点断开，断开输出控制信号风机、抽吸泵、回流泵、搅拌机停止运行。、

(3)自动运行，自动加水。

当IC101检测到第1脚为低电平，IC101的第5脚为低电平并且第7脚为低电平时，开始起动自动加水程序，输出IC101第29脚为高电平，经IC301第13 脚为低电平，使继电器JD202常开触点闭合，输出控制信号启动提升泵运行。

(4)自动停止加水。

当IC101检测到第6脚为低电平时，启动停止加水程序，输出IC101第29 脚为低电平，经IC301第13脚为低电平断开，使继电器JD202常开触点断开，断开输出控制信号停止提升泵运行。

(5)各动力泵的电流监测及报警和状态指示。

IC101的第10脚为风机电流传感器信号输入端，第11脚为提升泵电流传感器信号输入端，第12脚为抽吸泵电流传感器信号输入端，第13脚为回流泵电流传感器信号输入端、第14脚为搅拌机电流传感器信号输入端，当读取到各动力泵的电流信号后，将电流信号转换成数字信号，IC101的第74脚输出高电平打开显示屏背光，通过IC101的第64脚到69脚以及72脚、73脚将数据传送到显示屏上，显示各动力泵的实时工作电流，同时将各动力泵的实时工作电流数据通过远程通信模块发送出去。

远程数据发送时IC101的第54脚输出高电平打开远程通信模块，IC101的第55脚输出高电平点亮工作指示灯，IC101的第53脚交替输出高低电平使指示灯闪烁，表示在通信数据。

当IC101侦测到某一动力泵的电流超过正常工作电流，IC101的第58脚输出高电平点亮报警指示灯。

当IC101侦测到的第1脚为低电平，IC101的第63脚输出高电平，点亮自动运行指示灯。

当IC101侦测到的第2脚为低电平，IC101的第62脚输出高电平，点亮风机状态一指示灯。

当IC101侦测到的第3脚为低电平，IC101的第61脚输出高电平，点亮风机状态二指示灯。

当IC101侦测到的第2脚和第3脚均不是低电平，IC101的第60脚输出高电平，点亮风机状态三指示灯。

(6)各监测仪的数据采集。

通过对外部各监测仪分配固定的地址来区分各仪器设备，IC101的第39脚输出高电平到IC201的第2脚和第3脚，此时IC201为数据指令发送状态，IC101 第38脚根据监测设备地址逐一发送请求监测仪返回数据指令到IC201的第4脚，再通过IC201的第6脚和第7脚发送到数据总线上，发送完成后IC101的第39 脚输出低电平，转换到数据接收状态，等待接收返回数据。连接在总线上的各监测设备收到数据返回指令后，根据指令请求内容返回相应的实时监测数据到IC201的第6脚和第7脚的总线上。由IC201通过第1脚将监测设备返回的数据传送到IC101的第40脚，IC101收到各监测仪的返回数据后，将返回的数据传送到显示屏显示，同时通过远程通信模块将数据发送出去。

(7)清洗装置控制。

IC101的第36脚和第37脚输出高电平，经IC301的第11引脚和第10脚输出低电平，使继电器JD401和JD402常开触点闭合，输出正电压驱动清洗装置。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。