专利名称：一种河道自动充氧系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种河道自动充氧系统。
背景技术：
水中溶解氧含量是反应水体污染的一个重要指标，水体自净能力与溶解氧浓度变化有很大关系。当水体受到轻度污染时，需氧菌繁殖分解有机物从而消耗水中溶解氧，溶解氧浓度降低，当溶解氧浓度低于饱和值时，大气的复氧作用会补充消耗掉的氧。如果水体中有机物含量太多，导致需氧菌大量繁殖消耗溶解氧，大气中的氧来不及供应，水体的溶解氧便会逐渐下降，乃至消耗殆尽，从而影响水生态系统的平衡。当水体中的溶解氧被耗尽后水体会出现无氧状态，有机物分解从有氧过程转变为无氧过程，水质就会恶化，甚至出现黑臭现象。太湖流域苏南城区中河道多数为断头浜、支浜和内河，具有水体流量小、流向不确定和自净能力低下等特点，河道黑臭现象较为普遍。曝气充氧技术是根据河道受污染状态，采取在水体中充入空气或氧气，加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，以提高水体中好氧微生物的活力，从而加速水体的净化。采用曝气机向处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行曝气充氧，可有效改善河道水动力及溶解氧条件，有效抑制黑臭发生，有力保障植物-微生物系统对水体自净能力的强化，从而逐渐恢复河道的水生态系统。现有的河道充氧系统采用人工控制的方式，在各断面处采集溶解氧数据，从而决定曝气机的启闭情况，这些方式存在很大局限性，无法确保河道中的溶解氧水平，若曝气不足则河道仍处于厌氧水平，会促使厌氧菌的增长，无法消除河道污染；若曝气过量则造成不必要的能耗浪费。采用人工控制的方式，若工程中曝气机数量多会大量耗费人力资源，曝气效果也难于检验。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种操作简便、安全规范的河道自动充氧系统，以解决人工控制方式所带来的问题，实现河道曝气的自动化控制及优化管理。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是一种河道自动充氧系统，包括PLC控制柜、自动监测站和多台曝气机；所述PLC控制柜通过相应接口与水质自动监测站和曝气机连接；所述曝气机设置在河道中。所述PLC控制柜采用可编程控制器为核心，并连接一个液晶显示屏。所述液晶显示屏为触摸屏。一种河道自动充氧系统，还包括溶解氧传感器，所述水质自动监测站通过溶解氧传感器实时采集溶解氧数据；所述溶解氧传感器包括溶解氧探头和溶解氧变送器；所述溶解氧探头设置在河道的下游。所述曝气机开启时对河道提供氧气。所述PLC控制柜内预留远程控制接口，可根据需要配置相应的通讯模块。[0012]所述PLC控制柜内预留曝气机的控制接口，可根据需要对河道中新增的曝气机进行控制。所述PLC控制柜内设有手动档与自动档的切换开关。所述PLC控制柜的接口处设有外部设备接口，可连接计算机或编程器，用户可根据溶解氧数据来设置一套程序，从而控制曝气机的开启台数以及间歇式或连续式的运行方式。所述曝气机为潜水射流式曝气机。采用了上述技术方案后，本实用新型具有积极的效果(1)本实用新型充分利用了现有的资源和设备，实现了曝气机的自动化运行管理，能够随溶解氧的变化自动调整运行模式，从而节省了大量繁琐的人力操作，达到了节约人力资源的目的。(2)本实用新型实现了实时在线监测溶解氧变化的情况，直接反映了河道受污染程度，从而为河道治理提供了良好的控制平台。( 本实用新型的PLC控制柜预留了远程控制接口，方便远程监控设备的运行信息，并对设备运行故障和特大水质灾害等情况进行报警。(4)本实用新型的PLC控制柜还预留了曝气机的控制接口，可根据需要对河道中新增的曝气机进行控制。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的可编程控制器的控制流程图。图3为本实用新型的可编程控制器的技术模块图。附图中的标号为PLC控制柜1、液晶显示屏2、自动监测站3、溶解氧探头41、溶解氧变送器42、溶解氧传感器4、曝气机5。
具体实施方式
(实施例1)见图1至图3，本实施例包括PLC控制柜1、液晶显示屏2、自动监测站3、溶解氧传感器4和曝气机5。六台曝气机5设置在河道6中。曝气机5为潜水射流式曝气机。曝气机5开启时对河道6提供氧气。PLC控制柜1通过相应接口与水质自动监测站3和曝气机5连接。PLC控制柜1 接收信号并运算比较后发出操作指令，控制曝气机5启闭，从而给河道6自动充氧。PLC控制柜1采用可编程控制器为核心，并连接一个液晶显示屏2。可编程控制器用于接收所述水质自动监测站3传送的溶解氧数据，并根据该溶解氧数据控制曝气机5的频率及台数，进而控制曝气机5的供氧量。可编程控制器的技术模块以CPU为核心，以系统总线将各个设备接口接连起来，通过解调器将信号传送给处理器，通过运算器的运算比较后，控制器发送指令。液晶显示屏2为触摸屏，用于输入或者修改所述可编程控制器中设定的参数值，并实时显示溶解氧数据值及河道6中的六台曝气机5的运行状态。PLC控制柜1内预留远程控制接口，可根据需要配置相应的通讯模块。PLC控制柜1内预留曝气机5的控制接口，可根据需要对河道中新增的曝气机5进行控制。PLC控制柜1的接口处还设有外部设备接口，可用于连接计算机或编程器，用户可根据溶解氧数据来设置一套程序，从而控制曝气机5的开启台数以及间歇式或连续式的运行方式。PLC控制柜中设有手动档与自动档的切换开关，一般情况下为自动档控制，在手动档时，用户可随时根据需要手动控制设备开关。水质自动监测站3通过溶解氧传感器4实时采集溶解氧数据。溶解氧传感器4包括溶解氧探头41和溶解氧变送器42 ；所述溶解氧探头41设置在河道6的下游。溶解氧探头41用于实时监测河道6中的溶解氧，并经溶解氧变送器42传输到自动监测站3，再经过相应处理将信号传送给PLC控制柜1中的相应组件。本实施例的工作条件为①当一定时间内溶解氧平均数值低于lmg/L时，曝气机启动。②当一定时间内溶解氧平均数值超过ang/L时，曝气机停止工作。③考虑到曝气机5吸气时产生噪音，在夜间存在扰民隐患，因此设定为晚间8点至第二天上午9点之间，曝气机5停止运行。在液晶显示屏2处进行具体参数设定，主要包括反馈滞后时间、平均取值时段、上下限浓度、限制曝气时间。反馈滞后时间是指由于曝气机5与水质自动监测站3有一定距离，每次开机、关机操作在水质自动监测站3产生效应需要一定时间，每次操作后要判定是否达到效果或者是否应采取新的方案，需要等待一个“反馈滞后时间”后，才读取自动监测的溶解氧数值作判断；河水溶解氧往往不规则的波动，所以不能根据某个瞬时值做判断，而应当依据一定时间内的平均值，系统默认此平均取值时段为0. 5小时，可根据需要修改；自动监测的溶解氧平均值低于下限浓度时应当曝气充氧，自动监测的溶解氧平均值高于上限浓度时应当适当减少曝气，本实施例中下限浓度为lmg/L，上限浓度为ang/L ；考虑到噪声扰民及其他不良影响因素，设置限制曝气时间为20 00-9 00。具体运行过程为若在限制曝气时间以外即当天9 00-20 00之内，启动PLC控制柜1与水质自动监测站3连接的接口，开始接收溶解氧数据，并计算平均取值时段的溶解氧平均值。当溶解氧平均值低于下限浓度值时，可编程控制器发出指令，驱动曝气机5启动； 当溶解氧平均值超过上限浓度值时，可编程控制器发出指令，驱动曝气机3停止；上述过程往复循环。若在限制曝气时间内，可编程控制器发出操作指令，驱动所有曝气机5停止运行。液晶显示屏2可实时显示输入的数值、曝气机5的运行状态、溶解氧监测结果包括当前瞬时值和平均值等，系统当前运行阶段显示若处在反馈滞后时间则显示“刚刚完成切换，尚处于反馈滞后时间”，若处在“限制曝气时间”则显示“为防止不良影响，关闭曝气机”，其余情况下显示系统运行情景判断如“需加大充氧量”或“需减少充氧量”等等。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种河道自动充氧系统，其特征在于包括PLC控制柜(1)、自动监测站(3)和多台曝气机(5)；所述PLC控制柜(1)通过相应接口与水质自动监测站C3)和曝气机( 连接； 所述曝气机( 设置在河道(6)中。
2.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述PLC控制柜(1)采用可编程控制器为核心，并连接一个液晶显示屏O)。
3.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述液晶显示屏(2) 为触摸屏。
4.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于还包括溶解氧传感器 G)，所述水质自动监测站( 通过溶解氧传感器(4)实时采集溶解氧数据；所述溶解氧传感器(4)包括溶解氧探头Gl)和溶解氧变送器0 ；所述溶解氧探头Gl)设置在河道(6) 的下游。
5.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述PLC控制柜(1)内预留远程控制接口，可根据需要配置相应的通讯模块。
6.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述PLC控制柜(1)内预留曝气机(5)的控制接口，可根据需要对河道中新增的曝气机( 进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述PLC控制柜(1)内设有手动档与自动档的切换开关。
8.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述PLC控制柜(1)的接口处设有外部设备接口，可连接计算机或编程器，用户可根据溶解氧数据来设置一套程序，从而控制曝气机(5)的开启台数以及间歇式或连续式的运行方式。
9.根据权利要求1所述的一种河道自动充氧系统，其特征在于所述曝气机(5)为潜水射流式曝气机。
专利摘要本实用新型公开了一种河道自动充氧系统，包括PLC控制柜、自动监测站和多台曝气机；所述PLC控制柜通过相应接口与水质自动监测站和曝气机连接；所述曝气机设置在河道中。本实用新型充分利用了现有的资源和设备，实现了曝气机的自动化运行管理，能够随溶解氧的变化自动调整运行模式，从而节省了大量繁琐的人力操作，达到了节约人力资源的目的。
文档编号C02F7/00GK202246276SQ20112034647
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者刘鹏, 张健, 张晟, 戴中华, 滕加泉, 翟康, 邓文英, 金玉, 陈玲, 顾礼明 申请人:常州市环境保护研究所