一种嵌入式污水处理控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式污水处理控制装置，装置由中央处理器(1)、外部存储器(2)、JTAG接口、串行接口、触摸屏(3)以及污水处理设备接口和污水参数采集接口组成，中央处理器(1)分别与模/数转换器的转换接口(5)、数/模转换器转换接口(4)、外部存储器(2)以及触摸屏(3)连接；模/数转换器转换接口(5)又与变频控制器(6)连接，再与外部污水处理设备接口连接；数/模转换器转换接口(4)又与化学需氧量采集接口(9)、生化需氧量采集接口(8)、液位参数采集接口(7)连接。本装置的优点是执行效率高、占用空间小、实时性优良和可扩展性强，非常适合于中小型嵌入式污水处理控制系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及控制系统，进一步而言，涉及自动控制系统；尤其涉及污水处理的控制。
技术介绍
随着计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用，从PC时代过渡到了以个人数字助理、手持个人电脑和信息家电为代表的3C(计算机、通信、消费电子)一体的后PC 时代。后PC时代里，嵌入式系统扮演了越来越重要的角色，被广泛应用于信息电器、移动计算机设备、网络设备和工控仿真等领域。嵌入式系统的开发也成为近年IT行业的技术热点。嵌入式系统与通用计算机有所不同，嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行，但是为了合理的调度多任务、利用系统资源，嵌入式系统一般以成熟的实时操作系统作为开发平台。这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间， 保证软件质量。这些作为开发平台的实时操作系统被称为嵌入式实时操作系统。目前，涉及污水处理系统的专利有200520074303号《城市污水气体流量智能控制装置》、200810227832号《污水处理流量控制方法及其装置》、200910046232号《一种污水水质在线监控及控制系统》、201010136103号《污水处理控制系统及污水处理控制方法》等，但都不是嵌入式系统。虽然当前嵌入式系统的发展如火如荼，但是在污水处理领域，嵌入式系统尤其是嵌入式实时操作系统的应用却并不多见，究其原因，主要是(1)嵌入式实时操作系统的研究、应用时间相对较短；( 污水处理具有跨行业、跨学科的特点，使得其应用难度相对较高。可以展望，随着技术进步，嵌入式系统将会以其优异的性能，越来越多地应用于污水处理行业，并且将会与模糊控制、自适应、神经网络、专家系统等方法相结合，构建实时性稳定性更好，效率更高，耗费更低的污水处理控制系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有实时性、多任务性的嵌入式污水处理控制装置，使污水处理系统更加实时可靠。设计人提供的嵌入式污水处理控制装置由中央处理器(MCU)、外部存储器、触摸屏以及污水处理设备接口和污水参数采集接口组成，中央处理器分别与模/数转换器(ADC)、 数/模转换器(DAC)、外部存储器以及触摸屏连接；数/模转换器的转换接口又与变频控制器连接，再与外部污水处理设备接口相连接；模/数转换器的转换接口又与各污水参数采集接口连接。上述污水参数采集接口包括数字量输入(DI)接口、化学需氧量(COD)采集接口、 生化需氧量(BOD)采集接口、液位参数采集接口。上述污水处理设备接口，即DAC采集接口、ADC采集接口是设备或芯片自带的；污水处理设备接口还包括多路开关。上述装置装有为其运行设计的软件。本技术的使用原理是各模拟量传感器，将模拟信号送至信号变送器，使之放大变成标准信号，然后由多路开关逐一送至AD转换器，将模拟信号转换成数字信号，再由 CPU对数据进行采集、数据处理、显示、并输出相应的控制信号对执行机构进行控制。设计人指出实时操作系统一般都具有以下特点(1)可裁剪的微内核结构，高效的多任务优先级管理，微秒级的中断处理，更加有利于工业控制效率的提高；支持多处理器并行处理及任务间通信；(2)共享内存，有利于实时数据库的实现；(3)灵活的引导方式(支持从ROM/FLASH/本地盘/网络引导)，引导操作系统时间更短，甚至可以一上电在秒级的时间内就跳转至用户程序处；(4)支持多种信号量(二进制互斥的、计数的、有优先缀的)的任务调度。为实现污水处理控制系统的实时、多任务运行，本系统需要采用多任务实时操作系统μ C/0S-II对各任务进行管理，该操作系统的优点是执行效率高、占用空间小、实时性优良和可扩展性强，非常适合于中小型嵌入式污水处理控制系统。附图说明图1为本技术的嵌入式污水处理控制装置的使用原理示意图。图中，1为中央处理器，2为外部存储器，3为触摸屏，4为数/模转换器，5为模/数转换器，6为变频控制器，7为液位参数采集接口，8为生化需氧量采集接口，9为生化需氧量采集接口。具体实施方式以贵州省松桃县污水处理厂为例，该厂处理的污水主要为居民生活污水，本技术污水处理控制装置已正式投入到该厂的污水处理中。经本技术污水处理装置处理后的排放水质达到国家标准，实现了水处理设备小型化、集成化、智能化和自动化。如附图的嵌入式污水处理控制装置由中央处理器1 (MCU)、外部存储器2、JTAG接口、串行接口、触摸屏3以及污水处理设备接口和污水参数采集接口组成，中央处理器1分别与模/数转换器(ADC) 4、数/模转换器(DAC) 5、外部存储器2以及触摸屏3连接；DAC转换接口 5又与变频控制器6连接，再与外部污水处理设备相连接；ADC转换接口 4又与各污水参数采集接口连接。污水参数采集接口包括、化学需氧量(COD)采集接口 9、生化需氧量 (BOD)采集接口 8、液位参数采集接口 7。污水处理设备控制接口由多路开关组成。装置装有为其运行设计的软件。在控制系统中被检测的对象，如D0、B0D、C0D、液位等都是连续变化的量，通过适合的传感器(即DO检测仪、BOD检测仪、COD检测仪、液位计等)，将它们转换成连续变化的电压或电流再通过ADC转换接口将这些模拟电压或电流转换成处理器能够识别的数字量。 工作人员通过触摸屏设定各类仪表参数正常工作的给定值，处理器将运算后的控制量通过 DAC转换接口转化成模拟量然后通过变频器控制调节各类仪器设备(如各种阀门、鼓风机、 排污泵、紫外线消毒设备等)进行实时控制并将实时信息反馈给中央处理器。外部存储器的作用在于存储污水处理过程中的各类数据，工作人员可以通过调用处理器的内容了解污水处理厂近期运行的情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种嵌入式污水处理控制装置，其特征在于该装置由中央处理器（１）、外部存储器（２）、ＪＴＡＧ接口、串行接口、触摸屏（３）以及污水处理设备接口和污水参数采集接口组成，中央处理器（１）分别与模／数转换器的转换接口（５）、数／模转换器转换接口（４）、外部存储器（２）以及触摸屏（３）连接；模／数转换器转换接口（５）又与变频控制器（６）连接，再与外部污水处理设备相接口连接；数／模转换器转换接口（４）又与各污水参数采集接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式污水处理控制装置，其特征在于该装置由中央处理器(1)、外部存储器 Q)、JTAG接口、串行接口、触摸屏(3)以及污水处理设备接口和污水参数采集接口组成，中央处理器(1)分别与模/数转换器的转换接口(5)、数/模转换器转换接口 0)、外部存储器O)以及触摸屏C3)连接；模/数转换器转换接口( 又与变频控制器(6)连接，再与外部污水处理设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李捍东，徐凌华，曹雷，潘盛贵，
申请(专利权)人：李捍东，
类型：实用新型
国别省市：52