用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法和裝置，該方法包括步驟：污水處理站點(diǎn)的工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。該裝置包括服務(wù)器、設(shè)置于污水處理站點(diǎn)內(nèi)的工控機(jī)、故障自診斷模塊和傳感器，故障自診斷模塊包括中央處理器。本發(fā)明可快速對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障自診斷功能模塊，減少設(shè)備維修的次數(shù)，從而降低了人員使用成本。
【專利說明】
用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]隨著污水處理站點(diǎn)增多，對(duì)這些站點(diǎn)的設(shè)備監(jiān)管變的越來越重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)是采用有線方式建立計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)可以對(duì)遠(yuǎn)程污水處理站設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視和記錄，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)污水處理電控系統(tǒng)各種輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用程序進(jìn)行推理、判斷，將結(jié)果迅速反饋到主控系統(tǒng)，改變控制狀態(tài)。
[0004]但由于站點(diǎn)多、分布范圍廣、有些站點(diǎn)分布比較偏僻，采用有線方式實(shí)現(xiàn)，硬件實(shí)現(xiàn)成本比高且工程量較大;且由于污水處理廠設(shè)備種類多，工作環(huán)境惡劣，設(shè)備發(fā)生故障機(jī)率大，影響到污水處理廠的正常生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染事故。
[0005]因此，必須有方法迅速判斷故障的原因，才能確保安全生產(chǎn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具備故障自診斷功能就尤為重要，而實(shí)現(xiàn)這一功能的就需要一種帶有故障自診斷功能的模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一種可快速對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障自診斷功能模塊，減少設(shè)備維修的次數(shù)，從而降低了人員使用成本，縮短了故障發(fā)現(xiàn)周期和維修周期的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法及裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，包括以下步驟:
污水處理站點(diǎn)的工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。
[0008]作為本發(fā)明的方法的進(jìn)一步改進(jìn):
中央處理器判斷對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，包括以下步驟:中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，提示故障。
[0009]中央處理器判斷對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，還包括以下步驟:中央處理器將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。
[0010]延時(shí)閾值為30s。
[0011]中央處理器通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，是通過無線網(wǎng)絡(luò)或者電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口等通用通信協(xié)議發(fā)送的。
[0012]作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，包括服務(wù)器、設(shè)置于污水處理站點(diǎn)內(nèi)的工控機(jī)、故障自診斷模塊和傳感器，故障自診斷模塊包括中央處理器，工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與來自服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過無線向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。
[0013]作為本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步改進(jìn):
故障自診斷模塊，還包括傳感器信號(hào)采集電路、傳感器控制電路和故障自診斷輸出，傳感器信號(hào)采集電路將采集到的傳感器信號(hào)輸入至中央處理器中，經(jīng)中央處理器處理后輸出至傳感器控制電路，經(jīng)傳感器控制電路連接至故障自診斷輸出，故障自診斷輸出在傳感器異常時(shí)通過電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口或無線通信發(fā)送至服務(wù)器。
[0014]故障自診斷模塊，還包括故障顯示電路，當(dāng)傳感器異常時(shí)中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，提示故障。
[0015]故障自診斷模塊，還包括繼電器開關(guān)控制電路，當(dāng)傳感器異常時(shí)中央處理器將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。
[0016]故障自診斷模塊還包括+5v穩(wěn)壓電源電路，+5v穩(wěn)壓電源電路為中央處理器供電。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、通過服務(wù)器(上位機(jī))向設(shè)置于污水處理站點(diǎn)的故障自診斷模塊(中央處理器)發(fā)送指令，服務(wù)器通過模塊回傳的信號(hào)判斷故障部位，提示維修人員立刻進(jìn)行有針對(duì)性的維修工作，以達(dá)到迅速排除故障、降低維修成本的目的。
[0018]2、可快速對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障自診斷功能模塊，減少設(shè)備維修的次數(shù)，從而降低了人員使用成本;縮短了故障發(fā)現(xiàn)周期和維修周期，(原來人工到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)需要數(shù)小時(shí)，現(xiàn)在只需10分鐘左右就可以完成排故檢測(cè)和軟件部分的升級(jí))，從而可以使污水處理系統(tǒng)得到及時(shí)維護(hù)，遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)和重啟動(dòng)等功能，從而保證了污水處理系統(tǒng)正常穩(wěn)定生產(chǎn)。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的工控機(jī)與服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖；
圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的故障自診斷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的故障自診斷模塊的傳感器連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0022]實(shí)施例1:
參見圖1，本實(shí)施例的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，包括以下步驟:
污水處理站點(diǎn)的工控機(jī)控制故障自診斷模塊的中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(遠(yuǎn)程服務(wù)器操作故障自診斷模塊發(fā)出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào))對(duì)比，當(dāng)傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值(30s)時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。通過服務(wù)器(上位機(jī))向設(shè)置于污水處理站點(diǎn)的故障自診斷模塊(中央處理器)發(fā)送指令，服務(wù)器通過模塊回傳的信號(hào)判斷故障部位，提示維修人員立刻進(jìn)行有針對(duì)性的維修工作，以達(dá)到迅速排除故障、降低維修成本的目的。
[0023]本實(shí)施例中，中央處理器判斷對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，包括以下步驟:中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，提示故障；中央處理器將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。
[0024]本實(shí)施例中，通過與傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，定位故障，中央處理器根據(jù)異常數(shù)據(jù)通道號(hào)，以及異常類型，比如上超差、下超差、斷線(當(dāng)采集到的傳感器信號(hào)持續(xù)為零時(shí)，可判斷傳感器斷線)、異常波動(dòng)(當(dāng)采集到的傳感器信號(hào)小于4mA或大于20mA時(shí)為異常信號(hào))、異常平穩(wěn)(當(dāng)采集到的傳感器信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)不變或波動(dòng)小于±2%時(shí)也可判斷信號(hào)異常)等，自定義故障代碼，用戶根據(jù)提示的代碼分析具體故障點(diǎn)。中央處理器通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，是通過無線網(wǎng)絡(luò)或者電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口等通用通信協(xié)議發(fā)送的。在向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)時(shí)，同時(shí)發(fā)送污水處理點(diǎn)的編號(hào)，服務(wù)器能快速確定和記錄該編號(hào)。
[0025]實(shí)施例2:
與實(shí)施例對(duì)應(yīng)，參見圖2、圖3、圖4、圖5，本實(shí)施例的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，包括服務(wù)器、設(shè)置于污水處理站點(diǎn)內(nèi)的工控機(jī)、故障自診斷模塊和傳感器，故障自診斷模塊包括中央處理器、傳感器信號(hào)采集電路、傳感器控制電路、故障自診斷輸出、故障顯示電路和繼電器開關(guān)控制電路，工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與來自服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，中央處理器CPU的傳感器信號(hào)理論正常值范圍為4mA?20mA，當(dāng)傳感器信號(hào)采集電路采集的傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過無線向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。
[0026]本實(shí)施例中，傳感器信號(hào)采集電路將采集到的傳感器信號(hào)輸入至中央處理器中，經(jīng)中央處理器處理后輸出至傳感器控制電路，經(jīng)傳感器控制電路連接至故障自診斷輸出，故障自診斷輸出在傳感器異常時(shí)通過電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口或無線通信發(fā)送至服務(wù)器。
[0027]本實(shí)施例中，當(dāng)傳感器異常時(shí)中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，通過對(duì)故障顯示編碼的分類，準(zhǔn)確定位故障發(fā)生的傳感器，提示故障。中央處理器還將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。
[0028]本實(shí)施例中，故障自診斷模塊還包括+5v穩(wěn)壓電源電路，+5v穩(wěn)壓電源電路為中央處理器供電。傳感器信號(hào)采集電路包括抗干擾電路。故障自診斷模塊還可加裝防雷模塊。
[0029]故障自診斷模塊設(shè)有加密授權(quán)，通過授權(quán)后才能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障自診斷功能，避免現(xiàn)場(chǎng)操作人員誤操作，產(chǎn)生故障。授權(quán)系統(tǒng)支持最大到六級(jí)操作員級(jí)別以允許從操作人員、系統(tǒng)維護(hù)人員到企業(yè)設(shè)備經(jīng)理對(duì)系統(tǒng)不同權(quán)限的操作。每個(gè)設(shè)備操作時(shí)均有權(quán)限限制，以防非操作人員的誤動(dòng)。故障自診斷模塊在硬件方面進(jìn)行合理的布線和相應(yīng)的濾波、抗干擾等措施來減少故障的發(fā)生;軟件上通過使用看門狗技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)和設(shè)置軟件陷阱等處理程序運(yùn)行時(shí)的“跑飛”和“死循環(huán)”等問題。
[0030]故障自診斷模塊可通過GRPS、⑶MA、Internet多種通訊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障自診的功能。利用無線通信組件通過公網(wǎng)和DTU通信，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制和數(shù)據(jù)采集。
[0031]參見圖5，污水處理系統(tǒng)領(lǐng)域涉及的傳感器主要有:PH、D0、MLSS、C0D、B0D等市場(chǎng)上已有的成套產(chǎn)品，外購(gòu)即可。使用時(shí)由中央處理器控制切換到傳感器或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，傳感器與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器均為0-10V、0-5V、4_20mA的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)模擬信號(hào)，使用外購(gòu)的多通道模擬量采集模塊，其內(nèi)部自動(dòng)完成AD轉(zhuǎn)換。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，其特征在于，包括以下步驟: 污水處理站點(diǎn)的工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)所述傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)所述異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，其特征在于，所述中央處理器判斷對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，包括以下步驟:中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，提示故障。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，其特征在于，所述中央處理器判斷對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，還包括以下步驟:中央處理器將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，其特征在于，所述延時(shí)閾值為30s。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷方法，其特征在于，所述中央處理器通過工控機(jī)向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，是通過無線網(wǎng)絡(luò)或者電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口等通用通信協(xié)議發(fā)送的。6.—種用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，其特征在于，包括服務(wù)器、設(shè)置于污水處理站點(diǎn)內(nèi)的工控機(jī)、故障自診斷模塊和傳感器，所述故障自診斷模塊包括中央處理器，所述工控機(jī)控制中央處理器采集對(duì)應(yīng)的傳感器信號(hào)，與來自服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)所述傳感器信號(hào)大于20mA、小于4mA或兩信號(hào)之差超過4mA且持續(xù)時(shí)間超過延時(shí)閾值時(shí)，判斷為傳感器異常，中央處理器對(duì)污水處理站點(diǎn)執(zhí)行故障操作，并通過無線向服務(wù)器發(fā)送異常信號(hào)，服務(wù)器根據(jù)所述異常信號(hào)執(zhí)行故障信息的存儲(chǔ)、顯示和\或告警。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，其特征在于，所述故障自診斷模塊，還包括傳感器信號(hào)采集電路、傳感器控制電路和故障自診斷輸出，所述傳感器信號(hào)采集電路將采集到的傳感器信號(hào)輸入至中央處理器中，經(jīng)中央處理器處理后輸出至傳感器控制電路，經(jīng)傳感器控制電路連接至故障自診斷輸出，故障自診斷輸出在傳感器異常時(shí)通過電流信號(hào)、電壓信號(hào)、485通訊串口或無線通信發(fā)送至服務(wù)器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，其特征在于，所述故障自診斷模塊，還包括故障顯示電路，當(dāng)傳感器異常時(shí)中央處理器將異常信號(hào)輸出至故障顯示電路，故障顯示電路即控制發(fā)光二極管陣列的顯示裝置閃爍，提示故障。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，其特征在于，所述故障自診斷模塊，還包括繼電器開關(guān)控制電路，當(dāng)傳感器異常時(shí)中央處理器將異常信號(hào)輸出至繼電器開關(guān)控制電路，繼電器開關(guān)控制電路輸出開關(guān)信號(hào)，通過外接的保護(hù)電路或報(bào)警電路執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作關(guān)閉水處理設(shè)備。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于污水處理系統(tǒng)的故障自診斷裝置，其特征在于，所述故障自診斷模塊還包括+5v穩(wěn)壓電源電路，所述+5v穩(wěn)壓電源電路為中央處理器供電。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK106094792SQ201610439480
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】傅磊, 鄧俊平, 劉陽
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙威保特環(huán)保科技股份有限公司