一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器.pdf

本发明公开了一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，它包括中央处理器以及分别与之连接的模拟量输入电路、开关量输入电路、溶解氧控制输出电路、反冲洗控制输出电路、通讯模块、参数设定按键、键盘、显示模块、故障远程报警电路、温湿度数据采集电路、日历时钟模块、网络接口电路、SD卡存储模块和电源模块。本发明根据溶解氧含量、氧化还原电位、混合液悬浮固体、固体悬浮物、水温、管道压力、空气流量等有关输入参数的组合模式进行鼓风机溶解氧的控制，同时实现了反冲洗的智能控制，并且将两种控制过程有机结合，优化处理，真正起到了保证水质，达到充分节能的目的，不仅具有成本极低、功能强、高节能和容易普及的特点，而且便于安装和调试。

权利要求书一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，包括中央处理器以及分别与中央处理器连接的模拟量输入电路、开关量输入电路、溶解氧控制输出电路、反冲洗控制输出电路、通讯模块、参数设定按键、键盘、显示模块和电源模块；所述模拟量输入电路包括模拟信号采集电路、放大电路、零点校准电路、A/D转换电路和第一磁耦隔离电路，所述A/D转换电路通过第一磁耦隔离电路与中央处理器连接，所述的模拟信号采集电路、放大电路和零点校准电路分别与A/D转换电路连接；所述开关量输入电路包括I/O输入电路和第一光电隔离电路，所述I/O输入电路通过第一光电隔离电路与中央处理器连接；所述溶解氧控制输出电路包括模拟量溶解氧输出控制电路和开关量溶解氧输出控制电路；所述反冲洗控制输出电路包括模拟量反冲洗控制输出电路和开关量反冲洗控制输出电路；所述通讯模块包括智能通讯模块、主RS485接口电路、从RS485接口电路、第四磁耦隔离电路和第五磁耦隔离电路，所述智能通讯模块与中央控制器连接，所述主RS485接口电路通过第四磁耦隔离电路与智能通讯模块连接，所述从RS485接口电路通过第五磁耦隔离电路与中央控制器连接。
根据权利要求1所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，所述模拟量溶解氧输出控制电路包括第二磁耦隔离电路、第一D/A转换电路和4‑20mA电流溶解氧控制输出电路，所述第一D/A转换电路的输入端通过第二磁耦隔离电路与中央处理器连接，输出端与4‑20mA电流溶解氧控制输出电路连接；
所述开关量溶解氧输出控制电路包括第二光电隔离电路、继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路，所述的继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路分别通过第二光电隔离电路与中央处理器连接。
根据权利要求1所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，所述模拟量反冲洗控制输出电路包括三磁耦隔离电路、第二D/A转换电路和4‑20mA电流反冲洗控制输出电路，所述第二D/A转换电路的输入端通过第三磁耦隔离电路与中央处理器连接，输出端与4‑20mA电流反冲洗控制输出电路连接；
所述开关量反冲洗控制输出电路包括第三光电隔离电路、晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路，所述的晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路分别通过第三光电隔离电路与中央处理器连接。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，所述中央处理器采用工业级STM32F单片机。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，还包括故障远程报警电路，所述故障远程报警电路通过第四光电隔离电路与中央处理器连接。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，还包括温湿度数据采集电路，所述温湿度数据采集电路与中央处理器连接。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，还包括日历时钟模块，所述日历时钟模块与中央处理器连接。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，还包括网络接口电路，所述网络接口电路与中央处理器连接。
根据权利要求1或2或3所述的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，还包括SD卡存储模块,所述SD卡存储模块与中央处理器连接。

说明书一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器
技术领域
本发明涉及一种控制装置，具体地说是一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器。
背景技术
耗氧反应是污水生化处理曝气池重要的反应阶段。目前国内污水生化处理曝气池的加氧工作都是采用大功率的鼓风机实现的，需要消耗大量的电能。在保证水质的情况下，如何实现节能控制，降低成本，是目前国内外需要认真考虑的问题。污水中的微生物对氧的需求量是一定的，少了会降低水质，多了不仅不能保证水质，而且还浪费能源，通常以溶解氧的含量来决定供氧量。但是，曝气池所需要的溶解氧不是一个定值，它是随着污水的浓度、天气、时间变化的函数；也就是说污水处理过程控制具有显著的非线性、大滞后、多变量、时变性的特点。为此，需要研究在不同工况条件下，溶解氧设定值的优化控制，建立污水生化处理过程的溶解氧变化的模型，并依据该模型对鼓风量进行低能耗的优化控制，建立能适应环境变化的基于污水生化过程。
同理，曝气生物滤池是在普通快滤池基础上发展起来的一种污水处理新工艺。该工艺集物理截滤、生物吸附、氧化于一体，在污水深度处理方面得到快速的发展。但其应用情况表明：曝气生物滤池运行一段时间后，填料表面和滤床空隙中的生物颗粒和非生物颗粒不断积累，滤池的过水通道减小，滤池内的水头损失增大，出水水量减小，发生“穿透”现象，从而使出水水质变差，在气水逆向运行时还可能出现“气塞”现象，影响了曝气生物滤池运行的稳定性，这就需要对滤池进行反冲洗以恢复其正常的净水功能。滤池的反冲洗方式以及参数的确定，一直是人们关注的热点。但目前关于反冲洗的理论模型、反冲洗机理等方面的研究并没有取得一致的观点。曝气生物滤池因为粘性生物膜的生长，利用传统的高流速反冲洗方式，不仅耗水量大且很难达到预期的效果，在实际应用上受到了限制。气水联合反冲洗方式强化了对填料的剪切和碰撞作用，使滤层处于最佳条件下反冲，可节约反冲洗用水量，延长反冲洗周期，增大滤池的纳污能力，提高出水水质。
由此可见，曝气池的处理工艺比较复杂，需要较为复杂的算法，而好的算法在实施过程中也受硬件的限制。利用通用的可编程控制器PLC难以实现，且不说PLC计算能力弱，难以实现专家系统、BP神经网络等复杂方法，就是硬件平台也难以实现统一。因为硬件的对应关系必需与软件一直，在已经组建好的系统上做改动，费用很大；用工业控制机可以实现一些复杂的算法，但也需要硬件接口平台。
根据国内现有污水处理厂的运行发现，污水处理系统的自动化设备投入较低，能耗高，而且污水处理系统大多在投产时没能达到设计运行要求，或在运行一段时间后改为部分自动、部分手动的运行状态，特别是曝气系统。分析原因主要有以下几个方面：
1、自动化技术与工艺技术未能有机结合。我国污水处理厂起步时，自动化污水处理系统成套引进国外产品和技术，虽然以后国内能够生产硬件系统，但是控制技术并没有被系统的吸收。国内污水处理行业的自动化专业力量较低，很多兴建的污水处理工程的自动化系统是由冶金、化工、轻工等领域工程师设计、编程和调试的，对污水处理工艺了解较少，不能结合具体工艺进行控制策略设计，一般采用套用其它行业现有技术的做法，因此，运行效果并不理想。
2、自控系统培训不到位。很多污水处理厂运行人员没有得到控制系统供应商厂家的系统培训，除了基本操作以外，没有从理论上对诸如曝气系统调节技术的详细讲述，使得管理人员只能在工作中重新摸索。
3、运行经验未得到利用。污水处理厂很重要的一点，是在长期运行之后，可以总结日常规律，取得控制方案；对于管理者，这些规律往往比昂贵的自控设备更有价值，但是在污水处理厂建设中，很多设计并没有给管理者留有充分的调整空间，而且这些有用的经验也缺乏应用到其它污水设施的建设途径。
4、溶解氧控制的难点。污水水质的多变和生物处理系统中生化反应的复杂性，决定了污水处理的溶解氧（DO）检测控制是一个大滞后系统，检测出结果再进行参数处理和调整，往往已滞后好长时间，造成大量不合格水的排出。这种系统的特点是污水生物处理系统的运行管理具有相当的技术难度，要求管理者具有较好的环境工程知识基础和相当丰富的运行管理经验。另外，溶解氧指标并不能直接反映生物反应的氧气需求量，它只是反映了反应池中氧气的剩余程度，无法根据它的数值和变化直接计算气量。传统的PID控制算法虽然在工程上广泛采用，但只能解决线性系统的调节问题。
5、从整个系统的控制运行角度来看，曝气量的控制其直接原因还有多个方面。1，硬件原因：现在厂区采用的气体控制系统多为蝶阀或是闸阀来控制系统流量，而蝶阀或是闸阀的控制比较精确范围一般都在70％以下；超过70％即非线性控制，使控制难度加大；采用的DO探测仪，安装位置与安装深度，均无统一的标准，造成数据的采集点不准确；在测定方法上，膜法的探头容易老化，造成数据的测定存在偏差。2，软件原因：现在流行的控制模块来看，厂家多数依靠的是DO值作为控制数据依据，在运行当中，由于每个季节的系统（控制参数）都需要调整至相适应的系统环境，但这类数据的控制点，不是短时间能够累积完成的；在运行当中，由于水量、水质等均在变化，在大量变动的数据下，找到其控制点相当困难。
综合来说，国内外对曝气池的控制如下：
一、国内情况：
1、人工操作：现场人员对曝气池溶解氧控制采用开关方式。需要时候打开，风速基本上用风机阀来控制；而反冲洗过程也是操作人员根据曝气池污垢情况或定期进行用气和水进行冲洗。
2、曝气控制采用PLC+模拟组建控制系统，根据曝气池氧气的含量进行PID控制。清华大学发明了（专利号：200810100805.8）《一种城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法及其装置》的专利，就是用PLC来实现溶解氧的控制；溶解氧指标并不能直接反映生物反应的氧气需求量，它只是反映了反应池中氧气的剩余程度，无法根据它的数值和变化直接计算气量。曝气系统中PID能够实现对流量的控制，但对水质处理效果的控制能力有限。溶解氧（DO）控制时，PID参数的整定需要根据季节、水质的变化等实际情况不断调整。广东东芝白云自动化有限公司方面了发明了（专利号：201010118387.2）专利《污水池溶解氧的控制算法》，该专利用神经网络算法，其算法复杂，难以在PLC系统中实现，目前只能在工业控制机上运行，且硬件需要统一。而本申请设计实现的一体化控制器可以很容易实现该控制算法。
二、国外情况
VACOMASS系统是由德国Binder公司开发的一套污水处理厂生物池精确曝气控制系统，
其系统包括内置控制算法、系统软件、就地控制器及实验室模拟校验；在欧洲已得到了广泛应用。该系统以气体流量信号作为控制信号，溶解氧及氨氮信号作为辅助控制信号，可根据实际的负载大小提供气体供给量；气体流量控制回路为就地控制回路，可快速、准确地根据实际的负载大小提供气体供给量，使生物反应池的每一部分都能达到高效、稳定，并根据实际负载状况自行调整设定值的大小，控制阀采用菱形，曝气控制系统的整体控制精度高达5%。该系统主要用来对溶解氧控制，成本较高，使用时需要专职搞的技术人员才能调整校准；外围设备成本也较高。在一些小型污水曝气池由于使用成本很高，不易接受。国外的反冲洗控制基于曝气池的结构情况而定，其控制形式包含在大型污水处理控制系统中，所以在国内推广有一定的限度。
基于此，需要研制一种曝气池溶解氧与反冲洗一体的控制器，该控制器集溶解氧控制与反冲洗控制一体的控制器，具体多种模式的控制方案，适用于大小型污水处理站，也便于系统改造和升级。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其不仅集溶解氧控制与反冲洗控制于一体，而且具体多种模式的控制方案，便于系统的改造和升级。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，其特征是，包括中央处理器以及分别与中央处理器连接的模拟量输入电路、开关量输入电路、溶解氧控制输出电路、反冲洗控制输出电路、通讯模块、参数设定按键、键盘、显示模块和电源模块；所述模拟量输入电路包括模拟信号采集电路、放大电路、零点校准电路、A/D转换电路和第一磁耦隔离电路，所述A/D转换电路通过第一磁耦隔离电路与中央处理器连接，所述的模拟信号采集电路、放大电路和零点校准电路分别与A/D转换电路连接；所述开关量输入电路包括I/O输入电路和第一光电隔离电路，所述I/O输入电路通过第一光电隔离电路与中央处理器连接；所述溶解氧控制输出电路包括模拟量溶解氧输出控制电路和开关量溶解氧输出控制电路；所述反冲洗控制输出电路包括模拟量反冲洗控制输出电路和开关量反冲洗控制输出电路；所述通讯模块包括智能通讯模块、主RS485接口电路、从RS485接口电路、第四磁耦隔离电路和第五磁耦隔离电路，所述智能通讯模块与中央控制器连接，所述主RS485接口电路通过第四磁耦隔离电路与智能通讯模块连接，所述从RS485接口电路通过第五磁耦隔离电路与中央控制器连接。
优选地，所述模拟量溶解氧输出控制电路包括第二磁耦隔离电路、第一D/A转换电路和4‑20mA电流溶解氧控制输出电路，所述第一D/A转换电路的输入端通过第二磁耦隔离电路与中央处理器连接，输出端与4‑20mA电流溶解氧控制输出电路连接；
所述开关量溶解氧输出控制电路包括第二光电隔离电路、继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路，所述的继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路分别通过第二光电隔离电路与中央处理器连接。
优选地，所述模拟量反冲洗控制输出电路包括三磁耦隔离电路、第二D/A转换电路和4‑20mA电流反冲洗控制输出电路，所述第二D/A转换电路的输入端通过第三磁耦隔离电路与中央处理器连接，输出端与4‑20mA电流反冲洗控制输出电路连接；
所述开关量反冲洗控制输出电路包括第三光电隔离电路、晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路，所述的晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路分别通过第三光电隔离电路与中央处理器连接。
优选地，上述所述的中央处理器采用工业级STM32F单片机。
进一步地，所述的一体化控制器还包括故障远程报警电路，所述故障远程报警电路通过第四光电隔离电路与中央处理器连接。
进一步地，所述的一体化控制器还包括温湿度数据采集电路，所述温湿度数据采集电路与中央处理器连接。
进一步地，所述的一体化控制器还包括日历时钟模块，所述日历时钟模块与中央处理器连接。
进一步地，所述的一体化控制器还包括网络接口电路，所述网络接口电路与中央处理器连接。
进一步地，所述的一体化控制器还包括SD卡存储模块,所述SD卡存储模块与中央处理器连接。
本发明的有益效果是，本发明所述的一体化控制器的控制核心采用ST系列的工业级STM32F单片机，根据溶解氧含量、氧化还原电位、混合液悬浮固体、固体悬浮物、水温、管道压力、空气流量等有关输入参数的一种或几种组合形式进行鼓风机溶解氧的控制，控制模式可以通过屏幕设置；这些输入参数可以通过模拟量或智能通讯模块方法获取，也可以通过上位机获取，需要获取的方法可以通过屏幕设置；同时，所述的一体化控制器也可根据时间或浑浊仪检测池内的浑浊度来实现反冲洗的智能控制，控制模式也可设置。本发明所述的一体化控制器将两种控制过程有机结合，优化处理，真正起到了保证水质，达到充分节能的目的，不仅具有成本极低、功能强、高节能和容易普及的特点，而且便于安装和调试。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的一具体应用原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种应用于污水处理曝气池的一体化控制器，它包括中央处理器以及分别与中央处理器连接的模拟量输入电路、开关量输入电路、溶解氧控制输出电路、反冲洗控制输出电路、通讯模块、参数设定按键、键盘、显示模块、故障远程报警电路、温湿度数据采集电路、日历时钟模块、网络接口电路、SD卡存储模块和电源模块。所述的中央处理器采用工业级STM32F单片机；所述模拟量输入电路包括模拟信号采集电路、放大电路、零点校准电路、A/D转换电路和第一磁耦隔离电路，所述A/D转换电路通过第一磁耦隔离电路与STM32F单片机连接，所述的模拟信号采集电路、放大电路和零点校准电路分别与A/D转换电路连接；所述开关量输入电路包括I/O输入电路和第一光电隔离电路，所述I/O输入电路通过第一光电隔离电路与STM32F单片机连接；所述溶解氧控制输出电路包括模拟量溶解氧输出控制电路和开关量溶解氧输出控制电路；所述反冲洗控制输出电路包括模拟量反冲洗控制输出电路和开关量反冲洗控制输出电路；所述通讯模块包括智能通讯模块、主RS485接口电路、从RS485接口电路、第四磁耦隔离电路和第五磁耦隔离电路，所述智能通讯模块与STM32F单片机连接，所述主RS485接口电路通过第四磁耦隔离电路与智能通讯模块连接，所述从RS485接口电路通过第五磁耦隔离电路与STM32F单片机连接。
上述所述的模拟量溶解氧输出控制电路包括第二磁耦隔离电路、第一D/A转换电路和4‑20mA电流溶解氧控制输出电路，所述第一D/A转换电路的输入端通过第二磁耦隔离电路与STM32F单片机连接，输出端与4‑20mA电流溶解氧控制输出电路连接。
上述所述的开关量溶解氧输出控制电路包括第二光电隔离电路、继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路，所述的继电器输出电路和溶解氧控制I/O输出电路分别通过第二光电隔离电路与STM32F单片机连接。
上述所述的模拟量反冲洗控制输出电路包括三磁耦隔离电路、第二D/A转换电路和4‑20mA电流反冲洗控制输出电路，所述第二D/A转换电路的输入端通过第三磁耦隔离电路与STM32F单片机连接，输出端与4‑20mA电流反冲洗控制输出电路连接。
上述所述的开关量反冲洗控制输出电路包括第三光电隔离电路、晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路，所述的晶体管输出电路和反冲洗控制I/O输出电路分别通过第三光电隔离电路与STM32F单片机连接。
下面结合图1来详细说明本发明所述一体化控制器的具体工作原理：
1、机壳设计
本发明所述的一体化控制器机壳可用铝合金冲压制成，适合室外安装，防水防尘。
2、电源设计
电源部分采用基于TOP246的单端反激式双输出开关电源设计，用交流85～265V的宽电压输入，实现直流12V/0.5A、±24V三电压输出。电源按EMC、EMI标准设计。反冲洗控制输出电压用外部电源，电源范围DC：0‑100V。
3、输入部分
输入部分包括仪表信号输入通道、水温输入通道、零点校准、开关量输入通道、数字式外部环境参数输入通道及键盘输入。
（1）、仪表信号主要有溶解氧控制需要的溶解氧含量、氧化还原电压、混合液悬浮固体、固体悬浮物、水温、管道压力、空气流量以及反冲洗需要的曝气池液位高度、浑浊仪等信号输入参数，该类仪表一般都具有4‑20mA或0‑5V的输出信号。信号经A/D芯片TCL2543转换标度变换后变成各路相应值。TCL2543有11路输入，其中一路为零点校准。
（2）、曝气池的水温用PT100检测，经过滤波电路、仪表放大器AD620、A/D转换获得污水曝气池水的温度。
(3)、4路带滞回的开关量输入，作为上位机的联络信号或同级级联信号，当曝气池较大划分为几个区时候，可以同时采用几台控制器，用输入输出接口可实现几个控制器的级联。为了对天气情况进行记录和控制上参考，该控制器用数字温湿度传感器SHT11测定空气的温度、湿度及露点。
(4)、设置6个参数设定按键按键，实现模式、参数及功能设置。
4、输出通道
输出通道包括：溶解氧的控制输出、反冲洗的控制、故障报警输出以及液晶显示四种情况
（1）、溶解氧控制输出由4‑20mA变频控制，鼓风机的开关及风机阀的控制。当不使用变频器时，则可用4路继电器控制电机开启，而2路I/O口进行风机及阀的开启。该控制器通过计时来调节阀的开度，省去阀的反馈机构是为了节省成本，也便于对旧污水控制系统进行改造；实践证明在精度上影响不大，只要给一个合理方位即可。
（2）、反冲洗控制也由4‑20mA变频控制，现场根据情况使用。为实现节能许多厂家采用变频器来控制器气路；为满足不同阀的电压，该控制器采用达林顿大功率晶体管来输出，来控制风机开启、风机阀门、进水阀、出水阀、排水阀、排气阀、充气阀。1路I/O输出作为风机阀的开度，开度靠时间长短调节。
（3）故障报警是该控制器有故障时候进行报警，两种控制故障报警用不同声音有来区别。
（4）、液晶显示是可显示仪表参数、控制方式等，可进行一系列参数的设置。
5、控制核心
本发明所述的中央处理器采用ST系列的工业级STM32F107VCT6单片机。该芯片是ARM Cortex‑M3内核的32位微控制器。该处理器具有极强的抗干扰能力，宽电压2‑3.5V使用范围，硬件集成了乘除算法，便于进行复杂的浮点运算。STM32F107VCT6单片机具有100个管脚，16路PWM输出，满足了仪表的需要，有5个USART接口，增加了以太网10/100MAC模块，为网络通讯打下基础。控制器外接SD卡存储有关数据，最大可扩展到2GB，各参数设定值放在E2PROM24C02存储器中；同时增加了时钟芯片RX8025，记录反冲洗时间。RX8025是爱普生（EPSON）公司生产的一种采用I2C总线接口的实时时钟芯片，工作稳定可靠，抗干扰能力强；为满足控制网络系统需要，该温控仪设计了以太网络接口。该STM32F微控制器内部集成的MAC控制模块符合IEEE802.3协议，外部接DP83848芯片很容易实现以太网的控制；并且ST公司提供了MAC相关的一些驱动程序，这就为我们的开发提供了很大的方便。另外，控制核心与外部采用磁耦和光电隔离，有效防止了电磁干扰。
6、智能通讯模块
所述智能通讯模块作为控制器的主通讯口，可与污水处理采用的相关仪表进行通讯。以后随着现场控制总线的发展，污水处理采用的相关仪表与上位机基本采用RS485或网络通讯。该控制器具有该功能，可通过上位机设置通讯开启，其智能模块的控制核心采用ST系列的STM8S单片机，可连接10个具有RS485协议的通讯口的仪表，固定好仪表的顺序和地址。该模块可随意更改与一体化控制器相连仪表的通讯协议，将改动好的模块，插入主板即可。由于生产曝气池污水处理采用仪表的厂家较多，协议不统一，为达到统一使用，方便用户，我们把几种常见仪表的协议提前编写好，需要时候根据用户需求下载到模块即可。
7、RS485通讯端口
控制器另外一个RS485作为有从通讯口，可与上位机或PLC通讯通讯。如果想要在原控制系统上改造，则可以通过原系统配备的工业控制机或PLC上获取各类仪表的参数。该功能的开启可通过屏幕和按键设置。
图2是本发明的一具体应用原理图。如图2所示，本发明应用到曝气池的具体实施方案：
该具体实施根据工艺要求按照标注接好仪表、传感器及其它控制线路。
一体化控制器可以在原有控制系统上进行改造，也可以为新建污水处理系统使用。控制器与现场的仪表等连线方式根据具体情况而定。图2中仪表数据的获取采用三种方式：1）模拟输入；2）智能控制通讯；3）上位机。用户在需要旧系统改造或更改仪表厂家时候，在订货时候确定仪表数据获取方式即可。智能通讯模块可以随意更换，模块与仪表种类严格对应。本发明的控制模式基于所连接的仪表种类，通过屏幕设置好有关参数及控制模式。一体化控制器的电器柜主要起常规的动力电的输送，中间继电器连锁、变频器控制等作用。
本发明所述溶解氧控制的一般模式是根据溶解氧的含量、氧化还原电位仪、管道压力来控制管道空气的流量。本发明所述反冲洗控制一般是根据时间或浑浊仪设定值或综合指标来实现冲洗过程，冲洗过程一般为排水、气冲洗、气水混合冲洗、水冲洗和进水五个阶段。反冲洗各阶段运行时间根据滤池工况预置而定。该控制器反冲洗最基本控制模式为：首先进入排水阶段，先关闭进水阀，把滤池（或曝气池）的水位降至预置水位，然后关闭出水阀，打开排水阀；排水阀打开后，滤池（或曝气池）进入气冲洗阶段，这时气冲计时器开始计时，排气阀打开，同时风机起动（用变频器控制的风机启动变频器）、风机出口阀打开，开度靠开启时间长短定，当风机进入运行状态后，打开气冲阀，同时关闭排气阀；气冲洗时间达到预设值后，气水混合洗计开始计时，反冲水阀被打开，同时起动反冲水泵，打开水泵出口阀，滤池（或曝气池）进入气水混合反冲洗状态。气水混合反冲洗时间达到预设值后，水洗开始计时，反冲气阀被关闭，开放气阀（放气阀开)后自动关闭，排空风管余气，同时停风机，关闭风机出气阀，滤池（或曝气池）进入水冲洗状态；水冲洗时间达到预设值后，关闭反冲水阀，同时停止反冲水泵，关闭水泵出口阀，最后关闭排水阀，打开进水阀，滤池（或曝气池）进入进水状态，当水位上升到恒水位过滤位置时，自动反冲洗完成，转入正常的过滤程序。反冲洗控制模式很多，在该控制器中预先设置几种控制模式供使用单位选择。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。