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一种新型水质监测仪控制系统设计

发布时间:2019-11-07 09:40   类型:解决方案   人浏览

1 引言 

随着我国经济的迅速发展,工业化与城市化进程的加速,水污染问题变得日益严重,已成为我国经济发展和生态环境和谐发展的瓶颈[1]。因此,进行水质检测以保证各行各业用水的质量既有重大的经济意义,又有重要的社会意义[2]。水质监测是防止水污染的重要方式[3]。水质监测既可以精确反映水质的情况,预测水质发展趋势,也可以为水资源的保护、开发、利用以及水污染防治提供科学依据,对我国水质污染问题的处理具有现实指导意义。

2 检测仪系统组成

设计将仪器分为五个部分:检测系统、取样系统、控制系统、浮岛系统和动力系统。检测系统用于检测分析水质数据,取样系统按照标准规范取样,控制系统用于控制检测仪各系统运行和数据传输,浮岛系统通过中心浮床单元使整个仪器漂浮于水上,动力系统将检测仪移动到指定位置。图1为检测仪系统组成图。

 

1 检测仪系统组成图

3 控制系统设计

控制系统(检测室)以 PLC 工控机为核心处理器,以 24V 直流电源直接供电,将多个电极(pH、温度、浊度和溶解氧的电极)通过 RS485 的转接口接入 PLC 工控机,使得数据可以成功导入计算机,并配置相应的触摸屏实现人机交互,从而实现了 pH、温度、浊度、溶解氧参数的测量,并传输到计算机。图2为检测仪系统接线原理图。

 

检测仪系统接线原理图

采用的控制器是西门子S7-200 smart PLC系列,通过其自身的RS485和其他模块进行通讯。而本项目用到的另外一个模块是S6200 智能工业控制器,它使用 GPRS 作为通讯手段模块,内置网页发布,抗干扰能力强,一个模块即可实现PLC的电脑远程控制,短信报警,手机电脑网页浏览等。同时S6200自带数字输入/输出,可以作为PLC的模拟量扩展模块来接收传感器传过来的模拟量。选用此模块的优点是它可以在PC端设置短信联系人的电话号码,来通知出现的情况,同时可以短信控制是否动作,或者上网进行远程操控,智能现代化。

4 系统软件设计调试实现

为了实现上述水质监测系统的有效性、正确性、实时性,本项目还使用了触摸屏,它使用无线PLC接收器作为通讯模块,通过触摸屏编程软件进行界面设计,可以读取PLC寄存器存储的传感器数据,并且可以远程控制PLC。利用PLC为平台,建立水质检测仪控制系统与调试系统的联调系统。还可以通过网络在能上网的电脑上进行数据的监测,同时可以远程发布命令,实现控制。图3为智能控制器变量表,图3为在网络电脑上看到的检测仪实时监测数据。

 

3 检测仪实时监测数据

5 结束语

检测仪操作者可以在所要测的原位水域监测水质情况,可以用触摸屏或手机实现远程操控,快速便捷,同时能实现电脑上网监测,手机网络监测,在水域水质严重超标时会实时发送短信第一时间通知相关责任人,为现代水质监测方面的发展提供了一个方向。

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