ｐＨ值自动检测与控制装置制造方法及图纸

一种自动检测与控制装置，应用于如水处理、冶金等工业领域的ｐＨ值自动检测与控制。包括单片机，模拟量输入通道，数字量输出通道，ｐＨ测量变送模块，执行器模块，ｐＨ值设定模块，扩展模块；模拟量输入通道与单片机相连，ｐＨ值设定模块通过扩展模块连接单片机，液槽中的酸碱度信息通过ｐＨ测量变送模块输入至模拟量输入通道，再经过Ａ／Ｄ转换传送给单片机，单片机经过计算处理，将控制信号通过扩展模块传输至数字量输出通道，从而控制执行器模块进行酸碱度控制。通过实施本实用新型专利技术所述的ｐＨ值自动检测与控制装置，使系统的控制性能与以往的ｐＨ控制相比有了较大的改善，既减少了超调量，又提高了稳态控制精度，具有普遍的适用性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动检测与控制装置，尤其是一种应用于pH值自动检测与 控制的装置。
技术介绍
目前，由于pH值的测量与控制在工业生产中非常普遍，大量化工过程都需要对其 化学反应过程中的PH值进行控制。如废水处理中的重金属回收及废水排放前的中和处理、 农药和医药生产、制皂、味精提炼、洗涤剂生产、油脂化学工业中的酸碱中和、生化反应中的 适当细胞生长环境等。pH值的控制精度对溶液的性质、化学反应速度、生成物的成分、性质 及微生物的生长和新陈代谢等，均有很大影响。pH中和控制过程往往被人们视为典型的非 线性过程。目前的pH值检测与控制装置对pH中和过程的控制，由于pH中和过程的高度非 线性，往往很难实现对参数良好的跟踪，因此pH值自动检测与控制装置的设计，加强对pH 中和过程的控制一直是中外控制界的难点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种应用于pH值自动检测与控制的装 置。通过实施本技术，能够解决现有技术pH值检测与控制装置设计存在pH中和过程 的高度非线性带来传统检测与控制装置难以实现对参数良好的跟踪，加强对pH中和过程 的难以得到很好的控制的技术问题。 按照本技术，上述技术方案是通过如下所述的技术特征来实现的 —种pH值自动检测与控制装置，包括单片机，模拟量输入通道，数字量输出通道，pH测量变送模块，执行器模块，pH值设定模块，扩展模块，模拟量输入通道与单片机相连，pH值设定模块通过扩展模块连接单片机，pH值设定模块用于设定pH值参数，液槽中的酸碱度信息通过pH测量变送模块输入至模拟量输入通道，由模拟量输入通道经过A/D转换传送给单片机，单片机根据设定PH值参数经过计算处理，将控制信号通过扩展模块传输至数字量输出通道，从而控制执行器模块进行酸碱度控制。 作为进一步的实施方式，自动检测与控制装置包括pH值显示模块，pH值显示模块 通过扩展模块连接单片机，用于显示液槽中的pH值。 作为进一步的实施方式，自动检测与控制装置包括通信模块，通信模块与单片机 相连，通信模块将单片机的数据信息传送给上位机。 作为进一步的实施方式，pH值显示模块分别通过缓冲器和反相驱动器连接扩展模 块，再与单片机相连。 作为进一步的实施方式，pH值设定模块连接扩展模块PB。 PB4端口与单片机相 连，同时通过反相驱动器连接扩展模块PC。 PC3端口与单片机相连。 作为进一步的实施方式，数字量输出通道包括光电耦合器l，驱动电路l，光电耦 合器2，驱动电路2，执行器模块包括酸控制执行器和碱控制执行器，酸控制执行器通过驱3动电路1连接光电耦合器1从而与模拟量输入通道相连，碱控制执行器通过驱动电路2连 接光电耦合器2从而与模拟量输入通道相连。 作为进一步的实施方式，pH值显示模块为一 4位LED显示器。 作为进一步的实施方式，pH值设定模块为一 4位X5位的键盘矩阵，pH值设定模块与扩展模块并行连接。 通过实施本技术所述的pH值自动检测与控制装置，使系统的控制性能与以 往的pH控制相比有了较大的改善，其既减少了超调量，又提高了稳态控制精度。该控制系 统对整个化学反应过程中的pH值控制具有普遍的适用性，可解决目前pH中和过程中普遍 存在的控制难点，达到对pH值进行准确、稳定控制的目的，具有可靠性和实用性。附图说明图1是本技术pH值自动检测与控制装置的结构框图， 图2是本技术pH值自动检测与控制装置的电路原理图， 图3是本技术pH值设定与显示电路部分的电路原理图， 其中l-单片机，2-模拟量输入通道，3-数字量输出通道，4-pH测量变送模块， 5_执行器模块，6-pH值设定模块，7-pH值显示模块，8-通信模块，9-液槽，10-扩展模块， 11-缓冲器，12-反相驱动器，13-光电耦合器1， 15-驱动电路1， 17-酸控制执行器，14-光 电耦合器2， 16-驱动电路2， 18-碱控制执行器，Rl、 R2-电阻，Cl、 C2、 C3-电容，XI-晶振， Ll-发光二极管，Ul、 U2-或非门，U3-非门。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的说明。 如图1所示，作为本技术pH值自动检测与控制装置的一种典型实施方式，pH 值自动检测与控制装置包括单片机l，单片机1具体为89S51芯片，模拟量输入通道2采用 ADC0809芯片，数字量输出通道3， pH测量变送模块4，执行器模块5， pH值设定模块6，扩展 模块IO，模拟量输入通道2与单片机1相连，pH值设定模块6通过扩展模块10连接单片机 1 ， PH值设定模块6用于设定pH值参数，液槽9中的酸碱度信息通过pH测量变送模块4输 入至模拟量输入通道2，由模拟量输入通道2经过A/D转换传送给单片机1，单片机1根据 设定PH值参数经过计算处理，将控制信号通过扩展模块10传输至数字量输出通道3，从而 控制执行器模块5进行酸碱度控制。扩展模块10采用8155芯片进行RAM和I/O的扩展。 自动检测与控制装置可以进一步包括pH值显示模块7， pH值显示模块7通过扩展 模块10连接单片机l，用于显示液槽9中的pH值。如图3所示，pH值显示模块7为一 4位 LED显示器，控制精度可达±0. OlpH。 pH值设定模块6为一 4位X 5位的键盘矩阵，pH值 设定模块6与扩展模块10并行连接。缓冲器11采用8路三态同相缓冲器74HC244芯片，反 相驱动器12采用ULN2803反相驱动芯片。图3中pH值设定模块与pH值显示模块做在一 起，采用的是并行扩展的键盘、显示电路，8155芯片的PA。 PA7八个输出口 ，通过8路三态 同相缓冲器74HC244驱动pH值显示模块LED ;8155的PC。 PC3四个输出口 ，通过ULN2803 反相驱动芯片来作为LED的位选控制信号。8155的PB。 PB4五个输出口为键盘设定控制 信号。 自动检测与控制装置还可以进一步包括通信模块8，通信模块8可以为串行通信 模块，通信模块8与单片机1的TXD和RXD端口相连，通信模块8通过串行通信接口将单片 机1的数据信息传送给上位机。如图2所示，pH值显示模块7分别通过缓冲器11和反相 驱动器12连接扩展模块IO，再与单片机1相连，缓冲器11和反相驱动器12用于驱动放大 数据信号。PH值设定模块6连接扩展模块10的PB。 PB4端口从而与单片机1相连，同时 通过反相驱动器12连接扩展模块10的PC。 PC3端口从而与单片机1相连。数字量输出 通道3包括光电耦合器1 ，驱动电路1 ，光电耦合器2 ，驱动电路2 ，执行器模块5包括酸控制 执行器17和碱控制执行器18，酸控制执行器17通过驱动电路1连接光电耦合器1从而与 模拟量输入通道2相连，碱控制执行器18通过驱动电路2连接光电耦合器2从而与模拟量 输入通道2相连。酸控制执行器17和碱控制执行器18分别为酸、碱电磁阀，驱动电路采用 5G1413芯片，去分别控制酸、碱电磁阀。由于这些器件在电平、速度等方面完全兼容，所以微 机系统硬件简单、调试方便。 自动检测与控制装置还包括单片机1的复位和时钟电路，分别由Rl和Cl组成复 位电路，C2、C3和XI组成系统时钟电路。系统还设置有指示电路，指示电路由R2和红灯Ll本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ｐＨ值自动检测与控制装置，其特征在于，包括单片机（１），模拟量输入通道（２），数字量输出通道（３），ｐＨ测量变送模块（４），执行器模块（５），ｐＨ值设定模块（６），扩展模块（１０），模拟量输入通道（２）与单片机（１）相连，ｐＨ值设定模块（６）通过扩展模块（１０）连接单片机（１），ｐＨ值设定模块（６）用于设定ｐＨ值参数，液槽（９）中的酸碱度信息通过ｐＨ测量变送模块（４）输入至模拟量输入通道（２），由模拟量输入通道（２）经过Ａ／Ｄ转换传送给单片机（１），单片机（１）根据设定ｐＨ值参数经过计算处理，将控制信号通过扩展模块（１０）传输至数字量输出通道（３），从而控制执行器模块（５）进行酸碱度控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何献忠，
申请(专利权)人：何献忠，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]