用于污水处理系统的故障自诊断方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于污水处理系统的故障自诊断方法和装置，该方法包括步骤：污水处理站点的工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与标准信号对比，当传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过工控机向服务器发送异常信号，服务器根据异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。该装置包括服务器、设置于污水处理站点内的工控机、故障自诊断模块和传感器，故障自诊断模块包括中央处理器。本发明可快速对远程监控系统进行故障自诊断功能模块，减少设备维修的次数，从而降低了人员使用成本。
【专利说明】
用于污水处理系统的故障自诊断方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种用于污水处理系统的故障自诊断方法及
目.0
【背景技术】
[0002]随着污水处理站点增多，对这些站点的设备监管变的越来越重要。
[0003]现有技术是采用有线方式建立计算机远程监控系统，通过计算机可以对远程污水处理站设备数据进行监视和记录，远程监控系统工作时，对污水处理电控系统各种输入、输出信号进行监测，并运用程序进行推理、判断，将结果迅速反馈到主控系统，改变控制状态。
[0004]但由于站点多、分布范围广、有些站点分布比较偏僻，采用有线方式实现，硬件实现成本比高且工程量较大;且由于污水处理厂设备种类多，工作环境恶劣，设备发生故障机率大，影响到污水处理厂的正常生产，严重时还会造成环境污染事故。
[0005]因此，必须有方法迅速判断故障的原因，才能确保安全生产。远程监控系统具备故障自诊断功能就尤为重要，而实现这一功能的就需要一种带有故障自诊断功能的模块。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种可快速对远程监控系统进行故障自诊断功能模块，减少设备维修的次数，从而降低了人员使用成本，缩短了故障发现周期和维修周期的用于污水处理系统的故障自诊断方法及装置。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了一种用于污水处理系统的故障自诊断方法，包括以下步骤:
污水处理站点的工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与标准信号对比，当传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过工控机向服务器发送异常信号，服务器根据异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。
[0008]作为本发明的方法的进一步改进:
中央处理器判断对污水处理站点执行故障操作，包括以下步骤:中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，提示故障。
[0009]中央处理器判断对污水处理站点执行故障操作，还包括以下步骤:中央处理器将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。
[0010]延时阈值为30s。
[0011]中央处理器通过工控机向服务器发送异常信号，是通过无线网络或者电流信号、电压信号、485通讯串口等通用通信协议发送的。
[0012]作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种用于污水处理系统的故障自诊断装置，包括服务器、设置于污水处理站点内的工控机、故障自诊断模块和传感器，故障自诊断模块包括中央处理器，工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与来自服务器的标准信号对比，当传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过无线向服务器发送异常信号，服务器根据异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。
[0013]作为本发明的装置的进一步改进:
故障自诊断模块，还包括传感器信号采集电路、传感器控制电路和故障自诊断输出，传感器信号采集电路将采集到的传感器信号输入至中央处理器中，经中央处理器处理后输出至传感器控制电路，经传感器控制电路连接至故障自诊断输出，故障自诊断输出在传感器异常时通过电流信号、电压信号、485通讯串口或无线通信发送至服务器。
[0014]故障自诊断模块，还包括故障显示电路，当传感器异常时中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，提示故障。
[0015]故障自诊断模块，还包括继电器开关控制电路，当传感器异常时中央处理器将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。
[0016]故障自诊断模块还包括+5v稳压电源电路，+5v稳压电源电路为中央处理器供电。
[0017]本发明具有以下有益效果:
1、通过服务器(上位机)向设置于污水处理站点的故障自诊断模块(中央处理器)发送指令，服务器通过模块回传的信号判断故障部位，提示维修人员立刻进行有针对性的维修工作，以达到迅速排除故障、降低维修成本的目的。
[0018]2、可快速对远程监控系统进行故障自诊断功能模块，减少设备维修的次数，从而降低了人员使用成本;缩短了故障发现周期和维修周期，(原来人工到达现场需要数小时，现在只需10分钟左右就可以完成排故检测和软件部分的升级)，从而可以使污水处理系统得到及时维护，远程配置、远程升级和重启动等功能，从而保证了污水处理系统正常稳定生产。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的用于污水处理系统的故障自诊断方法的流程示意图；
图2是本发明优选实施例的用于污水处理系统的故障自诊断装置的结构示意图；
图3是本发明优选实施例的工控机与服务器的网络连接示意图；
图4是本发明优选实施例的故障自诊断模块的结构示意图；
图5是本发明优选实施例的故障自诊断模块的传感器连接示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0022]实施例1:
参见图1，本实施例的用于污水处理系统的故障自诊断方法，包括以下步骤:
污水处理站点的工控机控制故障自诊断模块的中央处理器采集对应的传感器信号，与标准信号(远程服务器操作故障自诊断模块发出一个标准的模拟量信号)对比，当传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值(30s)时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过工控机向服务器发送异常信号，服务器根据异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。通过服务器(上位机)向设置于污水处理站点的故障自诊断模块(中央处理器)发送指令，服务器通过模块回传的信号判断故障部位，提示维修人员立刻进行有针对性的维修工作，以达到迅速排除故障、降低维修成本的目的。
[0023]本实施例中，中央处理器判断对污水处理站点执行故障操作，包括以下步骤:中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，提示故障；中央处理器将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。
[0024]本实施例中，通过与传感器采集到的信号进行对比，定位故障，中央处理器根据异常数据通道号，以及异常类型，比如上超差、下超差、断线(当采集到的传感器信号持续为零时，可判断传感器断线)、异常波动(当采集到的传感器信号小于4mA或大于20mA时为异常信号)、异常平稳(当采集到的传感器信号长时间持续不变或波动小于±2%时也可判断信号异常)等，自定义故障代码，用户根据提示的代码分析具体故障点。中央处理器通过工控机向服务器发送异常信号，是通过无线网络或者电流信号、电压信号、485通讯串口等通用通信协议发送的。在向服务器发送异常信号时，同时发送污水处理点的编号，服务器能快速确定和记录该编号。
[0025]实施例2:
与实施例对应，参见图2、图3、图4、图5，本实施例的用于污水处理系统的故障自诊断装置，包括服务器、设置于污水处理站点内的工控机、故障自诊断模块和传感器，故障自诊断模块包括中央处理器、传感器信号采集电路、传感器控制电路、故障自诊断输出、故障显示电路和继电器开关控制电路，工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与来自服务器的标准信号对比，中央处理器CPU的传感器信号理论正常值范围为4mA?20mA，当传感器信号采集电路采集的传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过无线向服务器发送异常信号，服务器根据异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。
[0026]本实施例中，传感器信号采集电路将采集到的传感器信号输入至中央处理器中，经中央处理器处理后输出至传感器控制电路，经传感器控制电路连接至故障自诊断输出，故障自诊断输出在传感器异常时通过电流信号、电压信号、485通讯串口或无线通信发送至服务器。
[0027]本实施例中，当传感器异常时中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，通过对故障显示编码的分类，准确定位故障发生的传感器，提示故障。中央处理器还将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。
[0028]本实施例中，故障自诊断模块还包括+5v稳压电源电路，+5v稳压电源电路为中央处理器供电。传感器信号采集电路包括抗干扰电路。故障自诊断模块还可加装防雷模块。
[0029]故障自诊断模块设有加密授权，通过授权后才能实现对污水处理远程监控系统实现故障自诊断功能，避免现场操作人员误操作，产生故障。授权系统支持最大到六级操作员级别以允许从操作人员、系统维护人员到企业设备经理对系统不同权限的操作。每个设备操作时均有权限限制，以防非操作人员的误动。故障自诊断模块在硬件方面进行合理的布线和相应的滤波、抗干扰等措施来减少故障的发生;软件上通过使用看门狗技术、容错技术和设置软件陷阱等处理程序运行时的“跑飞”和“死循环”等问题。
[0030]故障自诊断模块可通过GRPS、⑶MA、Internet多种通讯方式实现远程故障自诊的功能。利用无线通信组件通过公网和DTU通信，从而实现了对现场的控制和数据采集。
[0031]参见图5，污水处理系统领域涉及的传感器主要有:PH、D0、MLSS、C0D、B0D等市场上已有的成套产品，外购即可。使用时由中央处理器控制切换到传感器或标准信号。标准信号由标准信号发生器产生，传感器与标准信号发生器均为0-10V、0-5V、4_20mA的标准工业模拟信号，使用外购的多通道模拟量采集模块，其内部自动完成AD转换。
[0032]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于污水处理系统的故障自诊断方法，其特征在于，包括以下步骤: 污水处理站点的工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与标准信号对比，当所述传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过工控机向服务器发送异常信号，服务器根据所述异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。2.根据权利要求1所述的用于污水处理系统的故障自诊断方法，其特征在于，所述中央处理器判断对污水处理站点执行故障操作，包括以下步骤:中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，提示故障。3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理系统的故障自诊断方法，其特征在于，所述中央处理器判断对污水处理站点执行故障操作，还包括以下步骤:中央处理器将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。4.根据权利要求1或2所述的用于污水处理系统的故障自诊断方法，其特征在于，所述延时阈值为30s。5.根据权利要求1或2所述的用于污水处理系统的故障自诊断方法，其特征在于，所述中央处理器通过工控机向服务器发送异常信号，是通过无线网络或者电流信号、电压信号、485通讯串口等通用通信协议发送的。6.—种用于污水处理系统的故障自诊断装置，其特征在于，包括服务器、设置于污水处理站点内的工控机、故障自诊断模块和传感器，所述故障自诊断模块包括中央处理器，所述工控机控制中央处理器采集对应的传感器信号，与来自服务器的标准信号对比，当所述传感器信号大于20mA、小于4mA或两信号之差超过4mA且持续时间超过延时阈值时，判断为传感器异常，中央处理器对污水处理站点执行故障操作，并通过无线向服务器发送异常信号，服务器根据所述异常信号执行故障信息的存储、显示和\或告警。7.根据权利要求6所述的用于污水处理系统的故障自诊断装置，其特征在于，所述故障自诊断模块，还包括传感器信号采集电路、传感器控制电路和故障自诊断输出，所述传感器信号采集电路将采集到的传感器信号输入至中央处理器中，经中央处理器处理后输出至传感器控制电路，经传感器控制电路连接至故障自诊断输出，故障自诊断输出在传感器异常时通过电流信号、电压信号、485通讯串口或无线通信发送至服务器。8.根据权利要求7所述的用于污水处理系统的故障自诊断装置，其特征在于，所述故障自诊断模块，还包括故障显示电路，当传感器异常时中央处理器将异常信号输出至故障显示电路，故障显示电路即控制发光二极管阵列的显示装置闪烁，提示故障。9.根据权利要求7所述的用于污水处理系统的故障自诊断装置，其特征在于，所述故障自诊断模块，还包括继电器开关控制电路，当传感器异常时中央处理器将异常信号输出至继电器开关控制电路，继电器开关控制电路输出开关信号，通过外接的保护电路或报警电路执行保护动作关闭水处理设备。10.根据权利要求6所述的用于污水处理系统的故障自诊断装置，其特征在于，所述故障自诊断模块还包括+5v稳压电源电路，所述+5v稳压电源电路为中央处理器供电。
【文档编号】G05B23/02GK106094792SQ201610439480
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】傅磊, 邓俊平, 刘阳
【申请人】长沙威保特环保科技股份有限公司