一种水环境实时生态修复系统技术方案

本发明专利技术一种水环境实时生态修复系统，实现了对温度、湿度、风速、风向、ORP、光强、CO2、水位等参数的实时监测与控制，有助于在中试平台上进行相关生态修复技术的研究和推广应用；扩展灵活，便于维护，提高了系统稳定和可靠。本发明专利技术包括监控管理级、控制级、现场；所述监控管理级由二级DP主站组成，所述控制级由一级DP主站组成，所述二级DP主站包括工控机与组态MCGS，所述一级DP主站包括PLC控制器；所述一级DP主站与二级DP主站之间通过PROFIBUS-DP总线进行通信；所述现场包括温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器；所述温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器通过现场总线与一级DP主站的PLC控制器的数字以及模拟输入输出点相连。

Real time ecological restoration system for water environment

The invention relates to a real-time water environment ecological restoration system, realize real-time monitoring and control of temperature, humidity, wind speed, wind direction, ORP, CO2, light intensity, water level and other parameters, promote research related to ecological restoration technology in the platform and application; expansion of flexible, easy to maintain, improve the system is stable and reliable. The present invention includes monitoring management level, control level and field; the monitoring and management level by level two DP master station, the control level by level DP master, the two level DP master including IPC and configuration of MCGS, the level of DP including PLC master controller; between the level of DP the master and two DP master communicate through PROFIBUS-DP bus; the site includes a temperature sensor, water level sensor, water pump, solenoid valve, and the greenhouse sensor; the temperature sensor, water level sensor, water pump, solenoid valve, the PLC controller is connected to the sensor through the field bus and the greenhouse and a DP master of digital and analog input and output points.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线传感网络
，具体地涉及一种水环境实时生态修复系统。
技术介绍
水环境污染问题伴随着人类经济活动和社会发展的快速增长而显得日益严重,以富营养化为主的湖泊公害、黑臭及高营养负荷为代表的城镇河流污染等,正在严重制约和影响社会经济的可持续化发展；从生态学角度研究湖泊富营养化、河流等水环境污染已成为当前环境工程领域的研究热点之一。建立以生态修复技术集成的水环境生态修复系统,开展相关生态修复技术的研究,利用大量可信度高的实验数据作为数值模型的校验数据,具有可控的输入条件,使之成为水生态学研究的强有力的手段。水环境生态修复系统就是在受控条件下研究湖泊、河流生态系统的一些过程,为全面研究环境要素对湖泊、河流生态系统的影响提供的实验中试平台。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种水环境实时生态修复系统；本专利技术实现了对温度、湿度、风速、风向、ORP、光强、CO2、水位等参数的实时监测与控制,有助于在中试平台上进行相关生态修复技术的研究和推广应用；本专利技术扩展灵活,便于维护,提高了系统运行的稳定性和可靠性。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种水环境实时生态修复系统，包括监控管理级、控制级、现场；其结构要点是：所述监控管理级由一级DP主站和二级DP主站组成，所述二级DP主站包括工控机与组态MCGS，所述一级DP主站包括PLC控制器；所述一级DP主站与二级DP主站之间通过PROFIBUS-DP总线进行通信，所述现场包括温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器；所述温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器通过现场总线与一级DP主站的PLC控制器的数字以及模拟输入输出点相连。作为本专利技术的一种优选方案，所述PLC控制器采用SIMATICS7-300型号的PLC。作为本专利技术的另一种优选方案，所述温度传感器采用PT100。作为本专利技术的另一种优选方案，所述温室传感器包括风向、风速、CO2、ORP、光强、温湿度、微宇宙、罐光强温室传感器。本专利技术的有益效果是。1、本专利技术提供的一种水环境实时生态修复系统，结合PLC控制技术、智能传感技术、现场总线技术、OPC技术等手段,采用西门子SIMATICS7-300PLC构成一个新型的水环境生态修复中试平台的控制系统,实现对温度、湿度、风速、风向、ORP、光强、CO2、水位等参数的实时监测与控制,有助于在中试平台上进行相关生态修复技术的研究和推广应用。2、本专利技术水环境生态修复控制系统运行、操作方便，维护简单，同时具有良好的人机交互环境；由于采用PROFIBUS-DP现场总线技术，简化了现场布线,提高了数据传输速率；使用STEP7编程、SOFTNET软件和组态软件MCGS实现系统的控制与监测，系统功能进一步完善，扩展灵活，便于维护，提高了系统运行的稳定性和可靠性。附图说明图1是本专利技术一种水环境实时生态修复系统的总体结构示意图。图2是本专利技术一种水环境实时生态修复系统的应用程序树形结构框图。具体实施方式参见附图1所示，本专利技术一种水环境实时生态修复系统，包括监控管理级、控制级、现场；其结构要点是：所述监控管理级由二级DP主站组成，所述控制级由一级DP主站组成，所述二级DP主站包括工控机与组态MCGS，所述一级DP主站包括PLC控制器；所述一级DP主站与二级DP主站之间通过PROFIBUS-DP总线进行通信；所述现场包括温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器；所述温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器通过现场总线与一级DP主站的PLC控制器的数字以及模拟输入输出点相连。所述PLC控制器采用SIMATICS7-300型号的PLC；PLC作为水环境生态修复控制系统的现场控制级，具具有功能强、速度快、模块化、可扩充性强的优点；同时CPU315-2DP带有两个网络接口即MPI(Multi-pointInterface)和PROFIBUSDP接口,易于组成网络。所述监控管理级采用过程控制总线技术PROFIBUS-DP组成控制核心,采用昆仑通态的MCGS工控组态软件，通过对现场数据的采集处理、控制等完成下列主要任务。(1)水环境生态修复系统中试平台的各个控制环节流程图以及现场数据的在线显示和控制：通过PROFIBUS-DP与PLC进行通讯，利用SIEMENS公司提供的SOFTNET软件进行上位机的通讯，并通过OPC(OLEforProcessControl)技术实现实时从现场控制级与上位机之间数据交换和提取；实时显示水环境生态修复系统的各种监控数据，并对人工湖泊和河流、微生态系统和温室的数据设定和控制。通过各种动态画面直观、精确了解水环境生态修复系统中试平台的工作状况，便于实验人员进行相关的水环境生态修复技术的研究。(2)数据在线查询功能：通过主机画面上的下拉菜单的实时数据曲线对各种现场数据进行实时显示和观测，以便了解系统的进展情况；通过历史数据曲线将现场数据存放到数据库，以便了解长时间实验过程的历史趋势.数据的在线查询保证实验数据的精确、方便和快捷。(3)报警功能：可以对各超出设定值极限范围的参数进行声光报警，并做相应处理，同时还设置报警提示功能，根据提示要求进行相应的操作。(4)报表功能：通过EXCEL对重要的现场数据如人工湖泊和河流、微生态系统各部分的温度、温室的各种数据生成报表进行打印存档。如图2所示，为本专利技术一种水环境实时生态修复系统的应用程序树形结构框图；本专利技术整个树形结构应用程序分为两大部分：(1)生态修复系统的数据区部分：建立生态修复系统的控制数据区域以及相应的共享数据块(DB块)，在控制数据区利用M寄存器设置与控制要求相关的记忆设备或过程工作状态的标志位，以及输出操作状态显示位；同时利用PLC的共享数据块建立生态修复系统的数据块区域，如DB1为人工湖泊/人工河流的温度测量范围、设定值上下限以及相应平均值的数据区，DB30为模拟量工程单位实数显示数据区。(2)应用程序功能块部分：将生态修复系统的控制任务分解为若干独立的子任务，每个子任务分别由功能块FC完成，然后通过组织块OB1控制并依次调用这些功能块，功能模块FC对应相关的调度指令，顺序完成控制流程。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水环境实时生态修复系统，包括监控管理级、控制级、现场；其特征在于：所述监控管理级由二级DP主站组成，所述控制级由一级DP主站组成，所述二级DP主站包括工控机与组态MCGS，所述一级DP主站包括PLC控制器；所述一级DP主站与二级DP主站之间通过PROFIBUS‑DP总线进行通信；所述现场包括温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器；所述温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器通过现场总线与一级DP主站的PLC控制器的数字以及模拟输入输出点相连。

【技术特征摘要】
1.一种水环境实时生态修复系统，包括监控管理级、控制级、现场；其特征在于：所述监控管理级由二级DP主站组成，所述控制级由一级DP主站组成，所述二级DP主站包括工控机与组态MCGS，所述一级DP主站包括PLC控制器；所述一级DP主站与二级DP主站之间通过PROFIBUS-DP总线进行通信；所述现场包括温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器；所述温度传感器、水位传感器，水泵、电磁阀，以及温室传感器通过现场总线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俭，
申请(专利权)人：赵俭，
类型：发明
国别省市：辽宁;21