The invention specifically relates to an on-line water quality monitoring equipment and control method based on programmable controller, belonging to the field of water quality monitoring equipment; the equipment includes a control system, a peristaltic pump, a stepping motor driver, a metering device, a multi-position valve, a two-way valve, a first high pressure valve, a digestion tank, a second high pressure valve, a fan, a shutoff valve, a control pump, an overflow cup and a first reagent bottle. The second reagent bottle, standard sample bottle, third reagent bottle and distilled water bottle are described. The methods include: 1) establishing instructions in the control system; 2) executing instructions to inspect the components of the monitoring equipment, and cleaning the digestion pool and meter; 3) calibrating the water quality on-line monitoring equipment using standard samples; 4) setting monitoring cycle to the programmable controller through touch screen; Start monitoring.
【技术实现步骤摘要】
基于可编程控制器的水质在线监测设备及控制方法
本专利技术属于水质监测设备领域，具体涉及一种基于可编程控制器的水质在线监测设备及控制方法。
技术介绍
水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。本专利技术中的水质在线监测设备主要是采用分光光度法对水中的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和重金属元素进行实时监测，其原理是将水样与两或三种试剂按照一定的流程混合反应，然后采用一定波长的光根据朗伯比尔定律采用分光光度法测定水中的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和重金属元素。水质在线监测设备包括采样单元、计量单元、反应器单元、检测单元、数据采集与控制单元等，目前水质在线监测设备的控制系统多采用单片微型计算机(单片机)技术，这种技术的缺点是主控制板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响，从而导致以单片机开发的水质在线监测设备的控制系统的抗干扰能力差，故障率高。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种基于可编程控制器的水质在线监测...
【技术保护点】
1.一种基于可编程控制器的水质在线监测设备，其特征在于，包括：控制系统、蠕动泵、步进电机驱动器、计量器、多位阀、两位三通阀、第一高压阀、消解池、第二高压阀、风扇、截止阀、控制泵、溢流杯、第一试剂瓶、第二试剂瓶、标准样品瓶、第三试剂瓶和蒸馏水瓶；所述蠕动泵的一端与外界空气连通；所述步进电机驱动器连接并控制蠕动泵的进步电机；所述计量器包括计量管、上液位传感器、下液位传感器；所述计量器的一端与所述蠕动泵的另一端连接，计量器的另一端与所述多位阀的中心孔连接；所述多位阀包括中心孔、多位阀端口K1‑K8和多位阀继电器J1‑J8；所述中心孔分别与多位阀端口K1‑K8连接；所述多位阀继电器...
【技术特征摘要】
1.一种基于可编程控制器的水质在线监测设备，其特征在于，包括：控制系统、蠕动泵、步进电机驱动器、计量器、多位阀、两位三通阀、第一高压阀、消解池、第二高压阀、风扇、截止阀、控制泵、溢流杯、第一试剂瓶、第二试剂瓶、标准样品瓶、第三试剂瓶和蒸馏水瓶；所述蠕动泵的一端与外界空气连通；所述步进电机驱动器连接并控制蠕动泵的进步电机；所述计量器包括计量管、上液位传感器、下液位传感器；所述计量器的一端与所述蠕动泵的另一端连接，计量器的另一端与所述多位阀的中心孔连接；所述多位阀包括中心孔、多位阀端口K1-K8和多位阀继电器J1-J8；所述中心孔分别与多位阀端口K1-K8连接；所述多位阀继电器J1-J8分别对应并控制所述多位阀端口K1-K8开闭；所述多位阀端口K2与第二试剂瓶连接；所述多位阀端口K4与第一试剂瓶连接；所述多位阀端口K5与蒸馏水瓶连接；所述多位阀端口K6与第三试剂瓶连接；所述多位阀端口K8与标准样品瓶连接；所述蒸馏水瓶用于容纳蒸馏水；所述标准样品瓶用于容纳实验要求的标准样品；所述第一试剂瓶用于容纳实验要求的第一试剂；所述第二试剂瓶用于容纳实验要求的第二试剂；所述第三试剂瓶用于容纳实验要求的第三试剂；所述两位三通阀的输入端与所述多位阀端口K3连接，其第一输出端连接废液桶，第二输出端连接废水桶；所述第一高压阀的两端分别与所述多位阀端口K1和消解池连接；所述消解池包括石英消解室、光源、光电转换器、加热丝、加热用继电器和温度传感器；所述光源和光电转换器分别相对安装在石英消解室的两侧；所述第二高压阀的两端分别与所述消解池和外界空气连接；所述风扇安装在消解池附近，用于为消解池降温；所述溢流杯的上端插入连接管，连接管的另一端与多位阀端口K7连接；所述溢流杯的上部与排液管连接，下端与截止阀连接；所述控制泵的两端分别与截止阀和水样。2.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备，其特征在于，所述控制系统包括可编程控制器、与所述可编程控制器配套的温度模块、可扩展数字量输出模块和触摸屏；其中，所述可编程控制器分别与温度模块和触摸屏连接；所述温度模块与可扩展数字量输出模块连接。3.根据权利要求2所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备，其特征在于，所述可编程控制器的第一输出端Q0.0连接至蠕动泵的步进电机驱动器的脉冲输入端；所述可编程控制器的第二输出端Q0.1连接至蠕动泵的步进电机驱动器的方向输入端；所述可编程控制器的第三输出端Q0.2连接至蠕动泵的步进电机驱动器的使能输入端；所述可编程控制器的第四输出端Q0.3连接至所述多位阀继电器J1；所述可编程控制器的第五输出端Q0.4连接至所述多位阀继电器J2；所述可编程控制器的第六输出端Q0.5连接至所述多位阀继电器J3；所述可编程控制器的第七输出端Q0.6连接至所述多位阀继电器J4；所述可编程控制器的第八输出端Q0.7连接至所述多位阀继电器J5；所述可编程控制器的第九输出端Q1.0连接至所述多位阀继电器J6；所述可编程控制器的第十一输出端Q1.1连接至所述多位阀继电器J7；所述可编程控制器的第十二输出端Q1.2连接至所述多位阀继电器J8；所述可编程控制器的第十三输出端Q1.3连接至控制所述加热用继电器；所述可扩展数字量输出模块的第一输出点KQ0.0连接至所述风扇；所述可扩展数字量输出模块的第二输出点KQ0.1连接至所述两位三通阀；所述可扩展数字量输出模块的第三输出点KQ0.2连接至所述第一高压阀；所述可扩展数字量输出模块的第四输出点KQ0.3连接至所述第二高压阀；所述可扩展数字量输出模块的第五输出点KQ0.4连接至所述截止阀的继电器和控制泵的继电器；所述可扩展数字量输出模块的第六输出点KQ0.5连接至所述光源；所述上液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.4；所述下液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.5；所述温度传感器分别连接至所述温度模块的输入端A+和输入端A-；所述光电转换器连接所述至可编程控制器的模拟量输入端V+和输入端M。4.一种基于可编程控制器的水质在线监测设备的控制方法，其特征在于，采用权利要求3所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备，包括以下步骤：步骤1，在控制系统中建立“指令1”-“指令17”；所述“指令1”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照顺时针转动、按照一定速度转动；所述“指令1”具体包括：所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高电平24V信号控制所述蠕动泵启动；所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步进电机驱动器的方向输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵顺时针转动；所述可编程控制器的数字量输出端Q0.0通过向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲，脉冲频率为50～2000Hz,控制步进电机按照相应速度转动；所述“指令2”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照逆时针转动、按照一定速度转动；所述“指令2”具体包括：所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵启动，所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步进电机驱动器的方向输入端发出低电平信号控制蠕动泵逆时针转动，所述可编程控制器的数字量输出端Q0.0向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲，脉冲频率为50～2000Hz,控制所述蠕动泵按照相应速度转动；所述“指令3”为所述可编程控制器控制蠕动泵停止；所述“指令3”具体包括：所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向步进电机驱动器的使能输入端发出低电平信号控制蠕动泵停止；所述“指令4”为所述可编程控制器控制多位阀从蒸馏水瓶中取蒸馏水注入计量器；所述“指令4”具体包括：所述可编程控制器的数字量输出端Q0.7向多位阀的继电器J5发出高电平24V信号，控制继电器J5打开，J5控制的多位阀端口K5与中心孔连通，然后执行所述“指令1”，使所述蒸馏水瓶中的蒸馏水经多位阀端口K5到中心孔，然后到所述计量管；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M1，M1值设为20～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明所述计量管中蒸馏水已到达液位，停止计时，计时结果计为T1；当T1＞M1时，此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明从蒸馏水瓶取蒸馏水出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T1≤M1时，说明从蒸馏水瓶取蒸馏水正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q0.7向多位阀的继电器J5发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令5”为所述可编程控制器控制多位阀从第一试剂瓶中取第一试剂注入计量器，所述“指令5”具体包括：可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出高电平24V信号，控制继电器J4打开，J4控制的多位阀端口K4与中心孔连通，然后执行“指令1”，第一试剂瓶中的第一试剂经多位阀端口K4到中心孔，然后到计量器中的计量管；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M2，M2值设为20～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明所述计量管中第一试剂已到达液位，停止计时，计时结果计为T2；当T2＞M2时，此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明从第一试剂瓶取第一试剂出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T2≤M2时，说明从第一试剂瓶取第一试剂正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令6”为所述可编程控制器控制多位阀从第二试剂瓶中取第二试剂注入计量器，所述“指令6”具体包括：可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出高电平24V信号，控制继电器J2打开，J2控制的多位阀端口K2与中心孔连通，然后执行“指令1”，第二试剂瓶中的第二试剂经多位阀端口K2到中心孔，然后到计量器中的计量管；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M3，M3值设为20～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明所述计量管中第二试剂已到达液位，停止计时，计时结果计为T3；当T3＞M3时，此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明从第二试剂瓶取第二试剂出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T3≤M3时，说明从第二试剂瓶取第二试剂正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令7”为所述可编程控制器控制多位阀从第三试剂瓶中取第三试剂注入计量器，所述“指令7”具体包括：可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出高电平24V信号，控制继电器J6打开，J6控制的多位阀端口K6与中心孔连通，然后执行“指令1”，第三试剂瓶中的第三试剂经多位阀端口K6到中心孔，然后到计量器中的计量管；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M4，M4值设为20～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明所述计量管中第三试剂已到达液位，停止计时，计时结果计为T4；当T4＞M4时，此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明从第三试剂瓶取第三试剂出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T4≤M4时，说明从第三试剂瓶取第三试剂正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令8”为所述可编程控制器控制多位阀从标准样品瓶中取标准样品注入计量器，所述“指令8”具体包括：可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出高电平24V信号，控制继电器J8打开，J8控制的多位阀端口K8与中心孔连通，然后执行“指令1”，标准样品瓶中的标准样品经多位阀端口K8到中心孔，然后到计量器中的计量管；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M5，M5值设为20～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明所述计量管中标准样品已到达液位，停止计时，计时结果计为T5；当T5＞M5时，此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号，说明从标准样品瓶中取标准样品出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T5≤M5时，说明从标准样品瓶中取标准样品正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令9”为所述可编程控制器控制多位阀从计量器中取液体注入消解池，所述“指令9”具体包括：可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号，控制继电器J1打开，然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信号，控制第一高压阀打开，可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平24V信号，控制第二高压阀打开，然后执行“指令2”；从执行所述“指令2”开始计时；将预计计量管被排空的时间设为M6，M6值设为10～60秒；所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号，说明所述计量管中液体已到达液位，停止计时，计时结果计为T6；当T6＞M6时，此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号，说明从计量器中取液体注入石英消解室出现异常，执行“指令3”，可编程控制1通过触摸屏发出报警信号，并终止下一步操作；当T6≤M6时，说明从计量器中取液体注入石英消解室正常，执行“指令3”，可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号，可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号，可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出低电平信号，执行下一步操作；所述“指令10”为所述可编程控制器控制多位阀从消解池中取液体注入计量器，然后控制多位阀从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出，所述“指令10”具体包括：步骤a，可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号，控制继电器J1打开，然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信号，控制第一高压阀打开，可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平24V信号，控制第二高压阀打开，然后执行“指令1”；从执行所述“指令1”开始计时；将预计计量管被注满的时间设为M7，M7值设为10～60秒；所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平...
【专利技术属性】
技术研发人员：时迎国，杜明娟，任万彬，王海东，
申请(专利权)人：沈阳汉威科技有限公司，时迎国，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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