一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法

1.本发明涉及污水处理系统异常诊断技术领域，更具体的说是涉及一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法。


背景技术：

2.污水处理系统对于环境有着重要作用，污水处理系统的正常运行直接影响着人们生活。
3.污水的处理以及污水处理厂工作状态离不开污水中各种传感器的正常工作，并且污水处理系统有着占地面积大、异常种类多样等特点。目前对于复杂大规模的污水处理系统，其异常诊断费时费力，并且由污水中污染物附着于传感器表面因此影响污水中传感器灵敏度，从而无法保证污水系统的监测与维护效率，而传统的传感器自检测方法主要由电信号判断传感器工作是否正常，不适合于污水中传感器。
4.因此如何提供一种能够对传感器进行自检测的污水处理系统诊断技术对于污水处理系统正常运行以及维护有着重要意义。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，通过本发明能提高对污水系统的监测与维护效率。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，基于污水处理系统及控制系统，所述控制系统具有电机以及配套的传动装置，包括以下步骤：
8.步骤1：在污水处理系统的多个位点布置传感器，用于采集多个位点的污水信息；
9.步骤2：采集污水处理系统中的传感器信息；
10.步骤3：将采集到的传感器信息进行处理；
11.步骤4：分析经过处理的传感器信息，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型。
12.优选的，步骤一中多个位点分别采用不同种类的传感器，污水处理系统各个环节出水口以及入水口，采集多种多个污水处理系统的数据。
13.优选的，还包括：步骤5：当存在异常时，则根据预设的事件状态处理规则进行响应预警。
14.优选的，在所述步骤2包括：
15.步骤2.1：在污水处理系统的多个位点布置传感器的邻近位置设置电机以及配套的传动装置，通过控制系统控制电机以及配套的传动装置，将污水处理系统待检测位点布置的传感器移动到传感器检测平台；
16.优选的，操作人员通过操作控制系统的传感器灵敏度检测模块，控制系统开始执行传感器灵敏度检测命令；
17.优选的，控制系统发出信号到电机，电机带动配套的机械传动结构移动传感器到检测平台；
18.步骤2.2：将所述传感器在检测平台采集到的数据与检测平台提供的标准数据传输回控制系统；
19.优选的，检测平台通过提供给传感器标样以检测，传感器将测得的数据以及检测平台将标样的数据传输回控制系统；
20.优选的，所述步骤3包括：将采集到的传感器信息进行处理包括滤波与整合处理，以消除细杂干扰与延迟造成的影响。
21.优选的，控制系统通过卡尔曼滤波法，对采集到的传感器数据进行处理，消除干扰的影响。
22.优选的，所述步骤4包括：通过传感器采集到的数据与检测平台的数据在控制系统中进行综合处理，并通过传感器采样数据与标样参数对比，判断传感器是否工作正常，若是，则进行故障记录，同时通过报警系统进行预警提示，若否，则控制系统控制电机与传动装置移动传感器回检测位置。
23.优选的，还包括：将所述传感器通过有线或无线的方式连接到所述控制系统。
24.优选的，使用控制系统控制电机带动传动装置移动传感器位置，通过提供一个已知其各项数据如cod值、ph值等数据的特定环境用于传感器灵敏度测试，使用一套控制系统控制污水处理厂中多个污水中传感器自检测，若判断传感器灵敏度异常则通过报警系统发送传感器工作异常通，传感器传输数据与采样时间到控制系统，控制系统通过整合数据消除时间延迟。
25.优选的，所述步骤4中判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型，包括：通过支持向量机、阈值、神经网络算法，对得到的数据进行分析，判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型。
26.优选的，控制系统通过算法判断发生异常后会依照预设的事件状态处理规则进行相应预警、告警措施，同时依照预设的事件状态动作进行操作；其中，告警会通过通信系统将异常数据以及算法判断的异常类型发送短信给相关人员。
27.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，提高了污水处理系统运行效率及运行稳定性。具体有益效果为：
28.(1)通过设置多个传感器采集污水处理厂的各个出水口入水口的各项数据，能够通过算法对数据进行判断是否发生故障以及初步判断故障发生环节与类型，并能够对相关人员发出提醒。
29.(2)能够解决传感器电信号检测方法无法检测到污染物对传感器的影响，并且通过自动装置完成自检测，实现远距离操控。
30.(3)能够实现污水处理厂的远程监控与远程故障诊断，并且能够通过对传感器进行灵敏度自检测，排查传感器故障，为污水处理系统维护提高了效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
32.图1为本实施例的基于传感器检测的污水处理系统异常诊断方法流程示意图；
33.图2为本实施例的控制系统与污水中传感器结构关系示意图；
34.图3为本实施例的传感器自检测流程示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.本实施例公开了一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，基于污水处理系统、控制系统，包括以下步骤：
37.步骤1：在污水处理系统的多个位点布置传感器，用于采集多个位点的污水信息；
38.步骤2：采集污水处理系统中的传感器信息；
39.步骤3：将采集到的传感器信息进行处理；
40.步骤4：分析经过处理的传感器信息，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型。
41.步骤5：当存在异常时，则根据预设的事件状态处理规则进行响应预警。具体的，步骤一中多个位点分别采用不同种类的传感器，污水处理系统各个环节出水口以及入水口，采集多种多个污水处理系统的数据。
42.在一个具体实施例中，参见附图1所述，本实施例给出了传感器1、传感器2、传感器3及传感器4，并采集4个传感器信息；通过滤波与整合单元对数据进行滤波与整合处理并通过控制系统根据训练好的支持向量机算法分析经过处理的数据，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型；将控制系统判断出的异常类型以及数据传输到通信系统中，通信系统再通过短信通知相关人员；
43.具体的，步骤一中多个位点分别采用不同种类的传感器，污水处理系统各个环节出水口以及入水口，采集多种多个污水处理系统的数据。
44.在一个具体实施例中，在所述步骤1之后还包括传感器自检测，具体结构及流程参见附图2-3所示，具体为：
45.传感器控制系统控制电机带动传动装置，将传感器移动到检测平台；
46.控制系统开始通过信号采集接口同时采集传感器的信号和检测平台数据信号，并传输到控制系统的信号处理单元中；
47.检测平台通过提供给传感器一个特定的环境给传感器检测，并将传感器测得的数据与特定环境的数据传输回控制系统；
48.控制系统中的信号处理单元对采集的传感器信号和检测平台数据信号进行处理与比对，判断传感器灵敏度；
49.具体的，若判断正常，则信号处理单元将结果传送至控制单元，通过控制单元驱动
电机以及配套的传动装置将传感器移动回污水检测位；
50.具体的，若判断不正常，则信号处理单元将结果传送至控制单元，通过控制单元驱动报警系统通知相关人员对传感器进行维护；
51.具体的，通过上述技术方案，将传感器采集到的数据与检测平台的数据在控制系统中进行综合处理，并通过控制系统中的算法判断传感器是否工作正常，提高了污水处理系统运行的稳定性。
52.在一个具体实施例中，还包括：将所述传感器通过有线或无线的方式连接到所述控制系统。
53.在一个具体实施例中，使用控制系统控制电机带动传动装置移动传感器位置，通过提供一个已知其各项数据如cod值、ph值等数据的特定环境用于传感器灵敏度测试，使用一套控制系统控制污水处理厂中多个污水中传感器自检测，若判断传感器灵敏度异常则通过报警系统发送传感器工作异常通，传感器传输数据与采样时间到控制系统，控制系统通过整合数据消除时间延迟。
54.在一个具体实施例中，所述步骤3将采集到的数据进行处理包括滤波与整合处理，以消除细杂干扰与延迟造成的影响。
55.在一个具体实施例中，控制系统通过卡尔曼滤波法，对采集到的传感器数据进行处理，消除干扰的影响。
56.在一个具体实施例中，步骤4：分析经过处理的数据，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型包括：通过支持向量机、阈值、神经网络算法，对得到的数据进行分析，判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型。
57.在一个具体实施例中，控制系统通过算法判断发生异常后会依照预设的事件状态处理规则进行相应预警、告警措施，同时依照预设的事件状态动作进行操作；其中，告警会通过通信系统将异常数据以及算法判断的异常类型发送短信给相关人员。
58.通过上述技术方案，本发明能够实现污水处理系统监控以及告警，并且能够解决传感器电信号检测方法无法检测到污染物对传感器的影响，并且通过自动装置完成自检测，能够实现远距离操控，为污水处理系统维护提高了效率。
59.本发明的优势在于，包含对传感器灵敏度的检测，能够确定是污水系统本身出现异常还是检测系统出现异常。
60.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
61.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，基于污水处理系统及控制系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在污水处理系统的多个位点布置传感器，用于采集多个位点的污水信息；步骤2：采集污水处理系统中的传感器信息；步骤3：将采集到的传感器信息进行处理；步骤4：分析经过处理的传感器信息，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型。2.根据权利要求1所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，还包括：步骤5：当存在异常时，则根据预设的事件状态处理规则进行响应预警。3.根据权利要求1所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，在所述步骤2包括：步骤2.1：在污水处理系统的多个位点布置传感器的邻近位置设置电机以及配套的传动装置，通过控制系统控制电机以及配套的传动装置，将污水处理系统待检测位点布置的传感器移动到传感器检测平台；步骤2.2：检测平台将采集到的传感器信息与检测平台提供的标准数据传输回控制系统。4.根据权利要求1所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，所述步骤3包括：将采集到的传感器信息进行处理包括滤波与整合处理。5.根据权利要求1所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，所述步骤4包括：通过控制系统判断分析经过处理的传感器信息，判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型，若是，则判断异常类型，并进行故障记录，同时通过报警系统进行预警提示，若否，则控制系统控制电机与传动装置移动传感器回检测位置。6.根据权利要求5所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，所述步骤4中判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型，包括：通过支持向量机、阈值、神经网络算法，对得到的数据进行分析，判断污水处理系统是否发生异常以及异常类型。7.根据权利要求1所述的一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，其特征在于，还包括：将所述传感器通过有线或无线的方式连接到所述控制系统。

技术总结
本发明公开了一种基于传感器自检测的污水处理系统异常诊断方法，属于污水处理系统异常诊断技术领域。步骤1：在污水处理系统的多个位点布置传感器，用于采集多个位点的污水信息；步骤2：采集污水处理系统中的传感器信息；步骤3：将采集到的传感器信息进行处理；步骤4：分析经过处理的传感器信息，判断是污水处理系统是否发生异常以及异常类型。本发明能够提高污水处理系统运行效率及运行稳定性。污水处理系统运行效率及运行稳定性。污水处理系统运行效率及运行稳定性。


技术研发人员：孔春才 袁建伟 王淮 李向明 杨志懋 蔚静雯 朱浩 吴天明 钟洲文 贺明武 张栋年 王竟全 王斐 王童
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/5