嵌入式污水处理控制器制造技术

一种嵌入式污水处理控制器。该控制器包括：以８位微控制器ＡＷ６０为核心器件、两路温度采集单元、三路压力采集单元、八路液位采集单元、四路流量采集单元、八路继电器输出单元、键盘输入单元、时钟单元、ＬＣＤ以及串口通信单元。本发明专利技术实现了对温度信号采集并放大、压力信号采集，利用ＡＷ６０内部集成的ＡＤ模块将这些采集信号转化为数字量；利用ＡＷ６０内部集成的输入捕捉模块，实现对八路液位信号及四路流量信号采集；充分利用ＡＷ６０内部资源，使控制器整体硬件电路简单、稳定性好。该控制器具有采集精度高、处理及时等特点；另外，该控制器可以根据污水处理工艺的要求，随时修改参数，进行相应地控制，具有可配置性；并且能够与ＰＣ机相连，实现在ＰＣ机上及现场双控制。

【技术实现步骤摘要】
嵌入式污水处理控制器
本专利技术属于自动控制
，特别涉及一种嵌入式污水处理控制器。
技术介绍
随着社会经济的发展，特别是化工、轻工等行业的发展，产生的污水 越来越多，加剧环境的污染。因此，为了降低这些行业对环境的污染，各个企业投入了大量 资金购入污水处理设备。依据污水的成分不同，污水处理的工艺不同，目前有化学处理方 法、物理化学方法、生物处理方法等。但是，无论采用哪一种方法，整个处理过程都以自动处 理为主，这就需要污水处理设备具有自动处理功能，即污水处理设备中的自动控制系统。 对污水处理设备中的自动控制系统的设计，目前主要采用机械式及可编程控制器 (PLC)的控制系统。机械式的污水控制系统如专利97196751. 2 (废水控制系统)公开了一 种废水控制系统，利用水位感测装置探测水的液位，达到控制进水阀及出水阀的开启。控制 简单，只能探测液位一个参数，并且对进水阀及出水阀的开闭时间不能设定。设计中一旦液 位确定，不能修改。 专利200810126770. 5 (污水处理控制设备和方法及污水处理系统)公开了一种污 水处理控制系统，利用多个测量单元，分别检测水的成分，结合多个验证单元，通过比例积 分微分(PID)控制，实现对废水的处理。该控制器主要采用PID控制单元进行控制，控制算 法单一，过程比较繁琐，稳定性差，且不具有与人交互的接口 。 污水处理设备的控制系统还有采用可编程控制器(PLC) 。 PLC具有可编程性，即根据工艺，参数可以设定，模拟量、数字量的参数都可以设定。但是PLC可配置性差，因为PLC都是模块化的，很难找到一块PLC全部满足一种污水处理控制需要，因此需要多块PLC，成本增加。单一PLC是不能构成污水控制系统的，它需要与其他部件如继电器、数据采集单元等一起构成控制系统，而且由PLC构成的污水控制系统体积比较大，功耗高。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种集可编程、可配置、低功耗、数据采集等功能于一体的嵌入式污水处理控制器。 本专利技术提供的嵌入式污水处理控制器包括 8位微控制器AW60 :用于进行核心计算与控制； 温度采集单元通过微控制器AW60内部集成的AD转换接口与微控制器AW60连 接，用于采集污水处理设备中的反应池中温度信号； 压力采集单元通过微控制器AW60内部集成的AD转换接口与微控制器AW60连 接，用于采集污水处理设备中的出水口压力信号； 流量采集单元通过微控制器AW60内部集成的输入捕捉接口与微控制器AW60连 接，用于采集污水处理设备中的出水口、进水口等水的流量信号； 液位采集单元通过微控制器AW60内部集成的输入捕捉接口与微控制器AW60连 接，用于采集污水处理设备中的反应池、原水池等液位信号； 继电器输出单元通过微控制器AW60内部集成的基本输入/输出口 10与微控制 器AW60连接，用于控制污水处理设备中的各个电机； 键盘输入单元通过微控制器AW60内部集成的键盘中断接口与微控制器AW60连接，用于控制各个电机的启停及设定工作方式等； 时钟单元通过微控制器AW60内部集成的1IC接口与微控制器AW60连接，用于设 定控制污水处理系统时钟； LCD显示器通过微控制器AW60内部集成的SPI接口与微控制器AW60连接，用于 显示污水处理系统的状态及参数； 串口单元通过微控制器AW60内部集成的SCI接口与微控制器AW60连接，用于与 PC机进行通信。 以上所述的控制器共包括两路温度采集单元，三路压力采集单元，四路流量采集 单元，八路液位采集单元，和八路继电器输出单元。 微控制器AW60是最新的8位微控制器，内部集成有普通10 口 、串口 SCI 、 IIC接口 、 SPI接口、定时器、键盘中断、AD转换接口等。总线频率达到20腿z以上，具有功耗低，接口 丰富，工作稳定等特点。 其中所述的温度采集单元的电路组成包括放大器TL062-1、线性电源转换器 TL7660-1 、电位器T1PM、温度传感器接口 TlJl、温度采集单元电阻一 温度采集单元电阻 十以及温度采集单元电容一，温度采集单元电容二 ；线性电源转换器TL7660-1的2端与 4端之间连接温度采集单元电容一，TL7660-1的3端接地，TL7660-1的8端接电源VCC， TL7660-1的5端一路通过温度采集单元电容二接地，TL7660-1的5端另一路输出_5V电 压并与放大器TL062-1的4端相连；放大器TL062-1的8端接电源VCC， TL062-1的7端和 2端之间连接温度采集单元电阻二， TL062-1的7端和6端之间连接温度采集单元电阻三， TL062-1的6端同时通过温度采集单元电阻四接地，TL062-1的5端通过温度采集单元电阻 五与电位器T1PM的2端相连，TL062-1的3端通过温度采集单元电阻十与温度传感器接口 T1J1的3端相连，TL062-1的2端与1端之间连接温度采集单元电阻一，同时TL062-1的1 端将放大后的温度信号输出到微控制器AW60的PTD3端；电位器T1PM的2端经串联的温度 采集单元电阻六和温度采集单元电阻八接地，电位器T1PM的3端与温度传感器接口 T1J1 的2端相连；温度传感器接口 T1J1的3端经串联的温度采集单元电阻九和温度采集单元电 阻七接电源VCC，串联的温度采集单元电阻九和温度采集单元电阻七的中间结点同时与串 联的温度采集单元电阻六和温度采集单元电阻八的中间结点连接在一起，温度传感器接口 T1J1的1端接地。 所述的液位采集单元的电路组成包括光电隔离器L0—U1、液位采集单元电阻一 和液位采集单元电阻二及液位接口 L0_J1 ;液位接口 L0_J1的1端接+24V电源，L0—J1的2 端与光电隔离器L0_U1的1端相连；光电隔离器L0_U1的2端通过液位采集单元电阻二接 地，L0_U1的3端直接与地相连，L0_U1的4端通过液位采集单元电阻一接电源，L0_U1的4 端同时将液位信号输出到微控制器AW60的PTE3端。 所述的继电器输出单元的电路组成包括光电隔离器4N25_0 、三极管Re 1 ayO_ Q1 、 二极管Re 1 ayO_D 1 、继电器Re 1 ayO_l 、继电器输出单元电阻一 ，继电器输出单元电阻二 ， 继电器输出单元电阻三以及输出接口 4N25_J0 ;输出接口 4N25_J0的1端直接与继电器 RelayO_l的1端相连，4N25_J0的2端直接与继电器RelayO_l的3端相连；继电器RelayO_l 的5端通过正向二极管Relay(U)l与继电器RelayOJ的4端相连，RelayO_l的4端同时接 电源POWER，继电器RelayO_l的5端同时连接三极管RelayO_Ql的集电极，三极管RelayO_5Ql的基极通过继电器输出单元电阻三与光电隔离器4N25_0的4端相连，三极管RelayO_Ql 的发射极直接接地；光电隔离器4N25J)的5端通过继电器输出单元电阻二与电源P0WER相 连，4N25J)的2端直接接地，4N25J)的1端通过继电器输出单元电阻一与微控制器AW60的 PTAO端相连。 本专利技术的优点和积极效果 本专利技术提供的嵌入式污水处理控制器实现了两路温度采集、三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式污水处理控制器，其特征在于该控制器包括：８位微控制器ＡＷ６０：用于进行核心计算与控制；温度采集单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的ＡＤ转换接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于采集污水处理设备中的反应池中温度信号；压力采集单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的ＡＤ转换接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于采集污水处理设备中的出水口压力信号；流量采集单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的输入捕捉接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于采集污水处理设备中的出水口、进水口水的流量信号；液位采集单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的输入捕捉接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于采集污水处理设备中反应池、原水池的液位信号；继电器输出单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的基本输入／输出口ＩＯ与微控制器ＡＷ６０连接，用于控制污水处理设备中的各个电机；键盘输入单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的键盘中断接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于控制各个电机的启停及设定工作方式；时钟单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的ＩＩＣ接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于设定控制污水处理系统时钟；ＬＣＤ显示器：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的ＳＰＩ接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于显示污水处理系统的状态及参数；串口单元：通过微控制器ＡＷ６０内部集成的ＳＣＩ接口与微控制器ＡＷ６０连接，用于与ＰＣ机进行通信。...

【技术特征摘要】
一种嵌入式污水处理控制器，其特征在于该控制器包括8位微控制器AW60用于进行核心计算与控制；温度采集单元通过微控制器AW60内部集成的AD转换接口与微控制器AW60连接，用于采集污水处理设备中的反应池中温度信号；压力采集单元通过微控制器AW60内部集成的AD转换接口与微控制器AW60连接，用于采集污水处理设备中的出水口压力信号；流量采集单元通过微控制器AW60内部集成的输入捕捉接口与微控制器AW60连接，用于采集污水处理设备中的出水口、进水口水的流量信号；液位采集单元通过微控制器AW60内部集成的输入捕捉接口与微控制器AW60连接，用于采集污水处理设备中反应池、原水池的液位信号；继电器输出单元通过微控制器AW60内部集成的基本输入/输出口IO与微控制器AW60连接，用于控制污水处理设备中的各个电机；键盘输入单元通过微控制器AW60内部集成的键盘中断接口与微控制器AW60连接，用于控制各个电机的启停及设定工作方式；时钟单元通过微控制器AW60内部集成的IIC接口与微控制器AW60连接，用于设定控制污水处理系统时钟；LCD显示器通过微控制器AW60内部集成的SPI接口与微控制器AW60连接，用于显示污水处理系统的状态及参数；串口单元通过微控制器AW60内部集成的SCI接口与微控制器AW60连接，用于与PC机进行通信。2. 根据权利要求1所述的嵌入式污水处理控制器，其特征在于所述的控制器包括两路温度采集单元，三路压力采集单元，四路流量采集单元，八路液位采集单元和八路继电器输出单元。3. 根据权利要求1所述的嵌入式污水处理控制器，其特征在于所述的温度采集单元的电路组成包括放大器TL062-1、线性电源转换器TL7660-1、电位器T1PM、温度传感器接口 T1J1、温度采集单元电阻一 温度采集单元电阻十以及温度采集单元电容一，温度采集单元电容二 ；线性电源转换器TL7660-1的2端与4端之间连接温度采集单元电容一，TL7660-1的3端接地，TL7660-1的8端接电源VCC， TL7660-1的5端一路通过温度采集单元电容二接地，TL7660-1的5端另一路输出-5V电压并与放大器TL062-1的4端相连；放大器TL062-1的8端接电源VCC，TL062-1的7端和2端之间连接温度采集单元电阻二，TL062-1的7端和6端之间连接温度采集单元电阻三，TL062-1的6端同时通过温度采集单元电阻四接地，TL062-1的5端通过温度采集单元电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志贵，刘英平，孟德军，钟晴晴，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]