一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统的制作方法

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1.本实用新型涉及一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统。


背景技术：

2.随着国家对环保要求越来越严格，污废水、废水、污泥等污染水处理的有效性、无害化、智能化成为厂家工艺研发的重点，而其中在污废水混凝沉淀装置中投加絮凝剂、助凝剂等药剂选型后的用量智能调节和精准度是一个关键问题，另外特定行业企业在生产过程中需要实现对产品的固液分离的需要，在分离前均需投加絮凝剂、助凝剂等药剂，同样存在以上问题。
3.实际操作过程中，投加的絮凝剂、助凝剂的药剂用量与污废水废水的浓度不匹配，使得药剂投加不够精准，投加过少的药剂凝聚效果不佳，投加过多会造成药剂的浪费。
4.针对上述问题，现有的处理方式通常是人工处理检测污废水流道里待絮凝物的具体浓度，并以此为根据来判断需要增加药剂的数量；由于检测参数的类型较为单一，而且检测结果会受到外部条件的影响，从而会导致得到的数据可靠性较差；同时，在向污废水混凝沉淀装置中注入药剂也主要靠工作人员手动控制添加，操作误差较大，造成污废水混凝沉淀装置内的药剂浓度不能满足实际应用需求。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统，结构设计合理，基于plc控制器的集成控制作用，配合多种不同类型的电气元件，采用多项检测参数，能够实时精准检测污废水混凝沉淀装置中的药剂浓度，并以此为根据，实现实时自动加药，检测结果精准、加药精准可控，相较于现有的人工检测处理方式，更加精准实用，减少了工作人员的实际工作量，提升了工作效率，解决了现有技术中存在的问题。
6.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统，包括污废水混凝沉淀装置、污废水流道、加药流道、溢流槽和控制器，所述污废水流道和溢流槽分别与污废水混凝沉淀装置连通，所述加药流道与污废水流道连通；在污废水流道和溢流槽内分别设有第一检测组件和第二检测组件，所述控制器通过ad转换器与第一检测组件和第二检测组件分别对应相连；所述第一检测组件包括相配合设置的污废水流量传感器和污废水浓度传感器，所述第二检测组件包括相配合设置的溢流清水粘度传感器和溢流清水浊度传感器；在加药流道内设有相配合设置的计量阀和体积泵，所述计量阀和体积泵用于向污废水混凝沉淀装置中进行精准加药，所述控制器通过驱动器与计量阀和体积泵分别对应相连，以将驱动指令传输至计量阀和体积泵；所述控制器通过无线收发器与上位机相连，以实现数据的远程传输，在控制器上还连接有计时器和指令输入器，所述计时器用于设定多个检测时间节点和加药时间节点，所述指令输入器用于将控制指令输入到控制器。
8.所述加药流道内设置有第三检测组件，所述控制器通过ad转换器与第三检测组件
相连，所述第三检测组件包括絮凝剂流量传感器和絮凝剂浓度传感器。
9.所述控制器为plc控制器，所述plc控制器的型号为s7-200，在plc控制器上设有多个引脚，所述plc控制器通过q1.7号引脚与ad转换器相连，所述plc控制器通过q1.5号引脚和q1.2号引脚与驱动器相连，所述plc控制器通过q0.6号引脚和q0.4号引脚与无线收发器相连，所述plc控制器通过q0.2号引脚与指令输入器相连，所述plc控制器通过q0.1号引脚与计时器相连。
10.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的q1.7号引脚相连，所述ad转换器通过三号引脚上与第一检测组件和第二检测组件分别对应相连；所述污废水流量传感器的型号为yf-2103，所述污废水浓度传感器的型号为gnd15。
11.所述驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器的一号引脚与控制器的q1.5号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上设有第一电磁继电器，在第一电磁继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一电磁继电器上设有体积泵接口；所述驱动器的七号引脚与控制器的q1.2号引脚相连，在驱动器的十号引脚上设有第二电磁继电器，在第二电磁继电器上设有相并联的第二电阻和第二二极管，在第二电磁继电器上设有计量阀接口。
12.所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的q0.6号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的q0.4号引脚相连。
13.所述指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的q0.2号引脚相连。
14.所述计时器的型号为ds1302，在计时器上设有8个引脚，在计时器的六号引脚和七号引脚之间设有第四电容和第四电阻，所述计时器的七号引脚与控制器的q0.1号引脚相连。
15.在控制器上通过通讯线连接有触摸屏。
16.本实用新型采用上述结构，通过污废水浓度、污废水流量可以计算待絮凝物的含量，从而初步判断所需絮凝剂的量；通过溢流清水粘度、溢流清水浊度可以判断絮凝剂是否过量添加以及待絮凝物是否充分絮凝沉淀，作为进一步调整絮凝剂投加量的依据，利用污废水及溢流清水的相关检测参数实现了絮凝剂添加量的精准控制；通过plc控制器和驱动器相配合，实现对计量阀和体积泵的精准控制，实现实时自动加药；通过计时器来设定多个检测时间节点和加药时间节点来执行检测或加药操作；通过ad转换器和第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件相配合，采用流量、浓度多种类的检测系数来精确反馈出污废水混凝沉淀装置中的药剂浓度；通过指令输入器将工作人员的控制指令传输至控制器来执行检测或加药操作；通过无线收发器在控制器和上位机之间建立无线通讯，实现数据的远程传输，保证工作人员及时掌握所需要的信息数据，具有实用高效、精准可靠的优点。
附图说明：
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图2为本实用新型的控制原理图。
19.图3为本实用新型的控制器的电气原理图。
20.图4为本实用新型的第一检测组件的结构示意图。
21.图5为本实用新型的第二检测组件的结构示意图。
22.图6为本实用新型的第三检测组件的结构示意图。
23.图7为本实用新型的ad转换器的结构示意图。
24.图8为本实用新型的流量传感器的结构示意图。
25.图9为本实用新型的浓度传感器的结构示意图。
26.图10为本实用新型的无线收发器的电气原理图。
27.图11为本实用新型的指令输入器的电气原理图。
28.图12为本实用新型的计时器的电气原理图。
29.图13为本实用新型的驱动器的电气原理图。
具体实施方式：
30.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
31.如图1-13中所示，一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统，包括污废水混凝沉淀装置、污废水流道、加药流道、溢流槽和控制器，所述污废水流道和溢流槽分别与污废水混凝沉淀装置连通，所述加药流道与污废水流道连通；在污废水流道和溢流槽内分别设有第一检测组件和第二检测组件，所述控制器通过ad转换器与第一检测组件和第二检测组件分别对应相连；所述第一检测组件包括相配合设置的污废水流量传感器和污废水浓度传感器，所述第二检测组件包括相配合设置的溢流清水粘度传感器和溢流清水浊度传感器；在加药流道内设有相配合设置的计量阀和体积泵，所述计量阀和体积泵用于向污废水混凝沉淀装置中进行精准加药，所述控制器通过驱动器与计量阀和体积泵分别对应相连，以将驱动指令传输至计量阀和体积泵；所述控制器通过无线收发器与上位机相连，以实现数据的远程传输，在控制器上还连接有计时器和指令输入器，所述计时器用于设定多个检测时间节点和加药时间节点，所述指令输入器用于将控制指令输入到控制器。
32.所述加药流道内设置有第三检测组件，所述控制器通过ad转换器与第三检测组件相连，所述第三检测组件包括絮凝剂流量传感器和絮凝剂浓度传感器。
33.所述控制器为plc控制器，所述plc控制器的型号为s7-200，在plc控制器上设有多个引脚，所述plc控制器通过q1.7号引脚与ad转换器相连，所述plc控制器通过q1.5号引脚和q1.2号引脚与驱动器相连，所述plc控制器通过q0.6号引脚和q0.4号引脚与无线收发器相连，所述plc控制器通过q0.2号引脚与指令输入器相连，所述plc控制器通过q0.1号引脚与计时器相连。
34.所述ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，所述ad转换器通过六号引脚与控制器的q1.7号引脚相连，所述ad转换器通过三号引脚上与第一检测组件和第二检测组件分别对应相连；所述污废水流量传感器的型号为yf-2103，所述污废水浓度传感器
的型号为gnd15。
35.所述驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，所述驱动器的一号引脚与控制器的q1.5号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上设有第一电磁继电器，在第一电磁继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一电磁继电器上设有体积泵接口；所述驱动器的七号引脚与控制器的q1.2号引脚相连，在驱动器的十号引脚上设有第二电磁继电器，在第二电磁继电器上设有相并联的第二电阻和第二二极管，在第二电磁继电器上设有计量阀接口。
36.所述无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的q0.6号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的q0.4号引脚相连。
37.所述指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，所述指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，所述指令输入器的三号引脚与控制器的q0.2号引脚相连。
38.所述计时器的型号为ds1302，在计时器上设有8个引脚，在计时器的六号引脚和七号引脚之间设有第四电容和第四电阻，所述计时器的七号引脚与控制器的q0.1号引脚相连。
39.在控制器上通过通讯线连接有触摸屏。
40.本实用新型实施例中的一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统的工作原理为：基于plc控制器的集成控制作用，配合多种不同类型的电气元件，采用多项检测参数，能够实时精准检测污废水混凝沉淀装置中的药剂浓度，并以此为根据，实现实时自动加药，检测结果精准、加药精准可控，相较于现有的人工检测处理方式，更加精准实用，减少了工作人员的实际工作量，提升了工作效率，可以适用于不同种类药剂的加药和检测。
41.在整体方案中，以plc控制器s7-200为核心组件，在plc控制器上设有多个引脚，所述plc控制器通过q1.7号引脚与ad转换器相连，所述plc控制器通过q1.5号引脚和q1.2号引脚与驱动器相连，所述plc控制器通过q0.6号引脚和q0.4号引脚与无线收发器相连，所述plc控制器通过q0.2号引脚与指令输入器相连，所述plc控制器通过q0.1号引脚与计时器相连，从而构成了整体硬件电路，并且依靠上述整体硬件电路实现对药剂浓度的检测和实时精准控制加药，从而使污废水混凝沉淀装置内的药剂浓度满足使用需求。
42.优选的，ad转换器的型号为ad8551，在ad转换器上设有8个引脚，ad转换器通过六号引脚与控制器的q1.7号引脚相连，ad转换器通过三号引脚上与第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件分别对应相连；采用流量和浓度多检测参数来采集和检测污废水混凝沉淀装置中的药剂浓度，相较于现有的单一检测参数，结果更加精准可靠；同时检测得到的数据可以转换成控制器可识别的数据类型，方便控制器进行处理。
43.优选的，驱动器的型号为uln2003，在驱动器上设有16个引脚，驱动器的一号引脚与控制器的q1.5号引脚相连，在驱动器的十六号引脚上设有第一电磁继电器，在第一电磁继电器上设有相并联的第一电阻和第一二极管，在第一电磁继电器上设有体积泵接口；驱动器的七号引脚与控制器的q1.2号引脚相连，在驱动器的十号引脚上设有第二电磁继电器，在第二电磁继电器上设有相并联的第二电阻和第二二极管，在第二电磁继电器上设有
计量阀接口，通过体积泵接口和计量阀接口将体积泵和计量阀连接到驱动器上，根据控制器接收到的检测参数，将体积泵和计量阀发动驱动指令，计量阀调节所需要药剂的加药量，体积泵按照一定的速率均匀的向污废水混凝沉淀装置中加入药剂。
44.优选的，无线收发器的型号为esp8266，在无线收发器上设有8个引脚，所述无线收发器的四号引脚与控制器的q0.6号引脚相连，所述无线收发器的八号引脚与控制器的q0.4号引脚相连，在控制器和上位机之间建立无线通讯传输通道，将检测参数传输到上位机，方便工作人员掌握实际运行状态。
45.优选的，指令输入器的型号为tlp290，在指令输入器上设有四个引脚，指令输入器的一号引脚为控制指令输入引脚，在指令输入器的一号引脚和二号引脚之间并联有第九电阻、第十电阻和第四电容，在指令输入器的三号引脚和四号引脚之间并联有第五电容和第八电阻，指令输入器的三号引脚与控制器的q0.2号引脚相连，将工作人员的实际控制指令传输至控制器，触发控制器进入工作状态，从而进行药剂浓度的检测和药剂的实时精准添加。
46.优选的，计时器的型号为ds1302，在计时器上设有8个引脚，在计时器的六号引脚和七号引脚之间设有第四电容和第四电阻，计时器的七号引脚与控制器的q0.1号引脚相连，根据整体工艺流程，设置相应数量的检测时间节点和加药时间节点，可以存储到控制器内，按照设定的时间节点来执行相应的操作。
47.实际使用时，首先在控制器内设定关于药剂浓度和加药量的对应关系，药剂浓度的多少会直接决定加药量；指令输入器将控制指令传输至控制器，控制器进入工作状态，ad转换器和多类型的传感器来采集多种不同检测参数，替代现有的单一检测方式，使得到药剂浓度更加精准可靠；得到药剂浓度参数之后，控制器通过驱动器向体积泵和计量阀传输控制指令，使体积泵和计量阀相配合完成加药操作；在整体工艺流程中，会设定多个检测时间节点和加药时间节点，控制器在对应的时间节点会自动执行相应的操作和数据传输，精准高效；同时，无线收发器可以将控制器的运行状态远程传输至上位机，方便工作人员及时掌握实际操作状况。
48.综上所述，本实用新型实施例中的一种多参数自反馈高精度在线实时自动加药系统基于plc控制器的集成控制作用，配合多种不同类型的电气元件，采用多项检测参数，能够实时精准检测污废水混凝沉淀装置中的药剂浓度，并以此为根据，实现实时自动加药，检测结果精准、加药精准可控，相较于现有的人工检测处理方式，更加精准实用，减少了工作人员的实际工作量，提升了工作效率，可以适用于不同种类药剂的加药和检测。
49.上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
50.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。