一种污水处理自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种污水处理自动控制系统，包括模拟信号采集电路、数字信号采集电路、单片机控制电路、输出控制电路和无线通信电路，单片用于采集模拟信号采集电路采样的外部多路模拟信号和数字信号采集电路输入的外部多路数字信号，并对采集的外部多路模拟信号和外部多路数字信号进行处理后产生输出控制信号，控制输出控制电路将处理后产生的输出控制信号进行隔离输出；并通过无线通信电路将处理后产生的输出控制信号无线透传到云端服务器上。本发明专利技术提供的污水处理自动控制系统，使用方便，功能全面；数据安全性高，操控方便。操控方便。操控方便。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理自动控制系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其公开了一种污水处理自动控制系统。

技术介绍

[0002]污水处理系统，共同完成污水处理的各种构筑物，按其功能以一定顺序组合而成的整体的总称。如生物法污水处理系统(亦称“污水生物处理系统”)，是指以格栅、一次沉淀池、生物处理构筑物(如曝气池和生物接触氧化池)和二次沉淀池等单元处理过程按序组合，共同完成污水处理。
[0003]在我国，随着经济飞速度发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国及至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。我国是个缺水的国家，人均水资源占有量只为世界人均水资源占有量的1/4。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀，更加重了缺水的实际情况。因此近年来，我国的城市水资源进一步紧张，许多城市严重缺水。与此同时，水资源的污染严重，也因此许多城市都规划和建设了污水处理厂，来改变目前水资源紧张且污染的现状。
[0004]现有污水处理系统的电路控制都是基于PLC模块和外置第三方远控硬件，实现污水处理过程的上云，主要存在以下问题：1、PLC底层控制需要编写控制逻辑代码。2、需要添加第三方模块采集PLC数据。3、所有控制逻辑需要通过专业的软件(如TIAPortal等软件)进行编写发布。4、通过第三方平台采集，存在数据和生产工艺泄露风险。5、用户需了解PLC相关知识才可添加控制逻辑。
[0005]因此，现有污水处理系统存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。<br/>
技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种污水处理自动控制系统，旨在解决污水处理系统的技术问题。
[0007]本专利技术提供一种污水处理自动控制系统，包括模拟信号采集电路、数字信号采集电路、单片机控制电路、输出控制电路和无线通信电路，其中，
[0008]模拟信号采集电路，用于对外部各个污水处理装置中的多路模拟信号进行采样、并将采样的外部多路模拟信号与内部的单片机控制电路的接入进行物理隔离；
[0009]数字信号采集电路，用于输入外部各个污水处理装置中的多路数字信号，并对输入的外部多路数字信号与内部的单片机控制电路的接入进行物理隔离；
[0010]单片机控制电路分别与模拟信号采集电路、数字信号采集电路、输出控制电路和无线通信电路电连接，用于采集模拟信号采集电路采样的外部多路模拟信号和数字信号采集电路输入的外部多路数字信号，并对采集的外部多路模拟信号和外部多路数字信号进行处理后产生输出控制信号，控制输出控制电路将处理后产生的输出控制信号进行隔离输出；并通过无线通信电路将处理后产生的输出控制信号无线透传到云端服务器上。
[0011]进一步地，污水处理自动控制系统还包括供电电路，供电电路包括第一路供电电路和第二路供电电路，
[0012]第一路供电电路用于为模拟信号采集电路供电，包括保险丝、过压保护电路、电源防反接电路和DC
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DC开关稳压器，过压保护电路包括第一开关管、稳压管和第一电阻、第二电阻和第三电阻，电源防反接电路包括第一场效应管和第二场效应管，第一开关管的基极分为两路，一路通过第一电阻、第二电阻和保险丝与主电源相连接，另一路通过第一电阻和稳压管接模拟地；开关管的集电极通过第三电阻接模拟地，第一开关管的发射极通过保险丝与主电源相连接；第一场效应管的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚相连后作为输入端再通过保险丝与主电源相连接，第一场效应管的第1引脚与第二场效应管的第1引脚相连接，第一场效应管的第2引脚与第二场效应管的第2引脚相连接，第一场效应管的第3引脚与第二场效应管的第3引脚相连接，第二场效应管的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚相连后作为输出端与DC
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DC开关稳压器的第7引脚相连接，DC
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DC开关稳压器的第6引脚与模拟地相连接；
[0013]第二路供电电路用于为数字信号采集电路和无线通信电路供电，包括DC
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DC电源模块和线性稳压芯片，DC
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DC电源模块的第1引脚与第二场效应管的输出端直连接，DC
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DC电源模块的第2引脚与模拟地相连接，DC
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DC电源模块的第3引脚与线性稳压芯片的第3引脚相连接，DC
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DC电源模块的第4引脚与数字地相连接。
[0014]进一步地，污水处理自动控制系统还包括以太网电路，以太网电路包括以太网芯片，以太网芯片与单片机控制电路相连接，用于将单片机控制电路输出的TTL信号转为以太网信号，实现以太网的接入。
[0015]进一步地，单片机控制电路包括主控芯片、电源检测电路和转换隔离电路，
[0016]主控芯片，用于实现数字信号的输入、输出、以及SPI、串口和IIC通信；
[0017]电源检测电路与主控芯片电连接，用于对主控芯片产生第一复位信号和第二复位信号；
[0018]转换隔离电路与主控芯片电连接，用于将主控芯片输出的TTL信号转换为RS485信号；并实现转换的RS485信号与主控芯片接入的物理隔离。
[0019]进一步地，电源检测电路包括电源监控芯片，电源监控芯片的第7引脚与主控芯片的第20引脚相连接，电源监控芯片用于若识别到主电源电压低于预设的电压阈值时，则将电源监控芯片的第7引脚输出的高电平转换为低电平，产生第一复位信号输出给主控芯片；同时用于在设定的时间到来时，若未检测到主控芯片的第6引脚发生电平翻转，则将电源监控芯片的第7引脚的高电平转换为低电平，产生第二复位信号。
[0020]进一步地，转换隔离电路包括485转换芯片、放电管、第一浪涌抑制器和第二浪涌抑制器，485转换芯片的第3引脚与主控芯片的第2引脚相连接，485转换芯片的第6引脚与主控芯片的第2引脚相连接，485转换芯片的第4引脚与第5引脚相连后与主控芯片的第14引脚相连接；放电管并接于485转换芯片的第12引脚与第13引脚之间，第一浪涌抑制器与485转换芯片的第12引脚相连接，第二浪涌抑制器与485转换芯片的第13引脚相连接。
[0021]进一步地，模拟信号采集电路包括ADC采样电路和模拟信号隔离电路，
[0022]ADC采样电路，用于实现外部各个污水处理装置中的多路模拟信号进行ADC采样；
[0023]模拟信号隔离电路与ADC采样电路电连接，用于对ADC采样电路采样的外部多路模拟信号与主控芯片的接入进行物理隔离；
[0024]ADC采样电路包括模数转换器、光电耦合器、第二开关管、第四电阻、第五电阻、第
六电阻和第七电阻，模拟信号隔离电路包括数字隔离芯片，模数转换器的第1引脚与数字隔离芯片的第14引脚相连接，模数转换器的第37引脚与数字隔离芯片的第13引脚相连接，模数转换器的第38引脚与数字隔离芯片的第12引脚相连接，模数转换器的第36引脚与数字隔离芯片的第11引脚相连接；模数转换器的第2引脚通过光电耦合器和第二开关管与主控芯片的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水处理自动控制系统，其特征在于，包括模拟信号采集电路(10)、数字信号采集电路(20)、单片机控制电路(30)、输出控制电路(40)和无线通信电路(50)，其中，所述模拟信号采集电路(10)，用于对外部各个污水处理装置中的多路模拟信号进行采样、并将采样的外部多路模拟信号与内部的所述单片机控制电路(30)的接入进行物理隔离；所述数字信号采集电路(20)，用于输入外部各个污水处理装置中的多路数字信号，并对输入的外部多路数字信号与内部的所述单片机控制电路(30)的接入进行物理隔离；所述单片机控制电路(30)分别与所述模拟信号采集电路(10)、所述数字信号采集电路(20)、所述输出控制电路(40)和所述无线通信电路(50)电连接，用于采集所述模拟信号采集电路(10)采样的外部多路模拟信号和所述数字信号采集电路(20)输入的外部多路数字信号，并对采集的外部多路模拟信号和外部多路数字信号进行处理后产生输出控制信号，控制所述输出控制电路(40)将处理后产生的输出控制信号进行隔离输出；并通过所述无线通信电路(50)将处理后产生的输出控制信号无线透传到云端服务器上。2.如权利要求1所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述污水处理自动控制系统还包括供电电路(60)，所述供电电路(60)包括第一路供电电路(61)和第二路供电电路(62)，所述第一路供电电路(61)用于为所述模拟信号采集电路(10)供电，包括保险丝、过压保护电路、电源防反接电路和DC
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DC开关稳压器，所述过压保护电路包括第一开关管、稳压管和第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述电源防反接电路包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一开关管的基极分为两路，一路通过所述第一电阻、所述第二电阻和所述保险丝与主电源相连接，另一路通过所述第一电阻和所述稳压管接模拟地；所述第一开关管的集电极通过所述第三电阻接模拟地，所述第一开关管的发射极通过所述保险丝与主电源相连接；所述第一场效应管的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚相连后作为输入端再通过所述保险丝与主电源相连接，所述第一场效应管的第1引脚与所述第二场效应管的第1引脚相连接，所述第一场效应管的第2引脚与所述第二场效应管的第2引脚相连接，所述第一场效应管的第3引脚与所述第二场效应管的第3引脚相连接，所述第二场效应管的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚相连后作为输出端与所述DC
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DC开关稳压器的第7引脚相连接，所述DC
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DC开关稳压器的第6引脚与模拟地相连接；所述第二路供电电路(62)用于为所述数字信号采集电路(20)和所述无线通信电路(50)供电，包括DC
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DC电源模块和线性稳压芯片，所述DC
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DC电源模块的第1引脚与所述第二场效应管的输出端直连接，所述DC
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DC电源模块的第2引脚与模拟地相连接，所述DC
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DC电源模块的第3引脚与所述线性稳压芯片的第3引脚相连接，所述DC
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DC电源模块的第4引脚与数字地相连接。3.如权利要求2所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述污水处理自动控制系统还包括以太网电路(70)，所述以太网电路(70)包括以太网芯片，所述以太网芯片与所述单片机控制电路(30)相连接，用于将所述单片机控制电路(30)输出的TTL信号转为以太网信号，实现以太网的接入。4.如权利要求1所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述单片机控制电路(30)包括主控芯片(31)、电源检测电路(32)和转换隔离电路(33)，
所述主控芯片(31)，用于实现数字信号的输入、输出、以及SPI、串口和IIC通信；所述电源检测电路(32)与所述主控芯片(31)电连接，用于对所述主控芯片(31)产生第一复位信号和第二复位信号；所述转换隔离电路(33)与所述主控芯片(31)电连接，用于将所述主控芯片(31)输出的TTL信号转换为RS485信号；并实现转换的RS485信号与所述主控芯片(31)接入的物理隔离。5.如权利要求4所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述电源检测电路(32)包括电源监控芯片，所述电源监控芯片的第7引脚与所述主控芯片(31)的第20引脚相连接，所述电源监控芯片用于若识别到主电源电压低于预设的电压阈值时，则将所述电源监控芯片的第7引脚输出的高电平转换为低电平，产生第一复位信号输出给所述主控芯片(31)；同时用于在设定的时间到来时，若未检测到所述主控芯片(31)的第6引脚发生电平翻转，则将所述电源监控芯片的第7引脚的高电平转换为低电平，产生第二复位信号。6.如权利要求5所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述转换隔离电路(33)包括485转换芯片、放电管、第一浪涌抑制器和第二浪涌抑制器，所述485转换芯片的第3引脚与所述主控芯片(31)的第2引脚相连接，所述485转换芯片的第6引脚与所述主控芯片(31)的第2引脚相连接，所述485转换芯片的第4引脚与第5引脚相连后与所述主控芯片(31)的第14引脚相连接；所述放电管并接于所述485转换芯片的第12引脚与第13引脚之间，所述第一浪涌抑制器与所述485转换芯片的第12引脚相连接，所述第二浪涌抑制器与所述485转换芯片的第13引脚相连接。7.如权利要求6所述的污水处理自动控制系统，其特征在于，所述模拟信号采集电路(10)包括ADC采样电路(11)和模拟信号隔离电路(12)，所述ADC采样电路(11)，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡江文，刘远宏，向贵洪，雷细平，颜勇志，刘光石，于炬，
申请(专利权)人：湖南子宏生态科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：