供应 污水处理系统

工作原理
 设备优势
 设备备注
 
污水处理监控系统是针对污水处理现场设计的。需要满足的功能是实现污水处理过程中的自动加酸或碱。本系统主要由上位机和下位机两部分组成。下位机实现现场水质数据采集以及控制现场各个泵的动作，上位机主要实现远程监控。
 结合高速数字信号处理器(DSP)使此监控系统具有良好的动态、稳态性能，较好的自适应性、鲁棒性及抗干扰能力，可满足污水处理过程的pH值的控制的需要。


 采用后可提高控制精度、抗干扰能力，降低操作人员工作强度，使原料消耗量下降，改善工作条件、节能降耗
 
1.1 系统总体硬件结构 

 污水处理监控系统是针对污水处理现场设计的。需要满足的功能是实现污水处理过程中的自动加酸或碱。比如说在现场pH值**一定值时系统要能实现自动加酸，而低于一定值时要实现自动加碱。本系统主要由上位机和下位机两部分组成。下位机实现现场水质数据采集以及控制现场各个泵的动作，上位机主要实现远程监控。上位机和下位机之间的通信方式采用RS-485实现。下位机主要由输入信号调理部分、DSP控制部分、输出信号调理部分、本地面板显示部分组成。首先将现场的传感器采集信号诸如pH值传感器信号、ORP（氧化还原电位）传感器信号、TEMP（温度）传感器信号、COND（环境）传感器信号等进行调理，使这些传感器的输出信号统一调理成0．6— 3 V的电压信号，控制器采用TI公司的32位**TMS320C2812。

 TMS320C2812型DSP是TI公司C2000系列电机控制**电路的高端产品，是**32位数字信号处理器，指令周期可达150 MHz．内含128位Flash和两个通用事件管理器,可用于捕获位置脉冲和编码脉冲，产生脉宽调制输出信号：还有16通道12位**AD转换模块，并可拓展外部存储器。该DSP芯片带有的16路12位的AD输入，足够满足现场精度要求，所以本系统不需要另外加A／D转换芯片。我们把调理的0.6～3 V的电压信号直接接人TMS320C2812的A／D口。根据这些电压信号的大小就能知道现在水的各种实时参数值。比如pH值，当pH为7时，转换的输入信号为1．8 V，当pH为14时．转换的输入信号为0．6 V，当pH为0时，转换的输入信号为3 V，然后系统希望的pH值通过上位机设定发送给DSP。DSP把系统希望的值作为设定值，而把刚才pH通道A／D输入的值作为反馈值，采用位置增量PID算法，设定值和反馈值的差作为偏差来实现加酸加碱量的计算。DSP再把这个计算结果值送给D／A。

 本系统中D／A我们采用MAX5250B和DSP产生的PWM信号调理实现。由于TMS320C2812具有两个事件管理器，可以用来产生六路独立的PWM波信号，直接利用TMS320C2812的时间管理器产生六路独立的PWM信号滤波后作为系统需要的D／A输出。另外4路输出信号采用一块MAX5250B的D／A芯片来实现。 然后再把D／A的输出电压信号进行调理和电压转电流变成4～20 mA的电流信号来控制现场加酸加碱泵的动作。其它信号的控制思路和pH控制*一样。同时在控制现场还有一个显示面板，该显示面板由显示和键盘输入两部分组成。显示主要显示当前水质的一些重要参数，比如pH值、ORP值、TEMP值、COND值等。键盘输入主要完成一些传感器的标定作用。显示板和控制器之间采用RS-485通信方式实现。用一台工控机作为上位机实现远程监控作用，上位机和下位机之间的通信方式也采用RS-485。上位机主要显示当前水质的参数和各泵的工作状态，并将水质参数的历史数据保存入数据库，可在需要的时候进行查询。同时还实现一些设定操作，手动控制等功能。当上位机设置为手动操作时，DSP和执行机构的连接断开，现场各泵的操作可以由人来手动控制，这样可以实现检修工作。系统整个硬件框图如图1所示。

 pH值的在线监测与控制系统原理框图如上图。其中pH传感器测量反应溶液中的pH值，经采样进入DSP 控制器进行算法控制，驱动泵的阀门开度来控制中和剂的加入量。此外，DSP控制器扩展了相应的辅助功能模块，完善pH 值的监测和控制系统。数据存储模块可以在突然掉电的情况下实现pH重要参数的保存和恢复；液晶显示和键盘输入相结合，构成了友好的人机交互界面，操作简单、灵活、方便；控制器与工控机进行通讯，实现pH 中和过程的全自动监测和控制；加入打印机模块，打印中和过程中的pH 值的变化曲线，便于数据分析。

1.2系统总体软件结构

 软件设计质量的好坏直接关系到系统的控制质量和人员设备的安全, 所以开发一套功能完善、**性高的软件尤显重要。根据系统的实际情况和PH值控制的特殊要求，编制了相应的软件，主程序流程图如图2所示。

2 结论

 本文根据炼油行业生产过程中污水处理的工艺特点，结合高速数字信号处理器(DSP)使此监控系统具有良好的动态、稳态性能，较好的自适应性、鲁棒性及抗干扰能力，可满足污水处理过程的pH值的控制的需要。采用后可提高控制精度、抗干扰能力，降低操作人员工作强度，使原料消耗量下降，改善工作条件、节能降耗。

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