[发明专利]用于COD在线自动监测仪的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水资源中化学需氧量(COD)的在线自动监测设备，具体涉及一种此在线监测设备的自动控制系统。

背景技术

随着全球人口的不断增加，社会的不断进步，城市化进程的加速，工、农业的快速发展，产生了大量的污染物，对环境尤其是水资源已经造成了严重的破坏。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，有大概5.5万亿立方米的淡水受到了污染，这相当于全球径流总量的14％以上。

目前，我国水环境的首要污染物是化学需氧量(COD)，COD值越高，说明水质的污染程度越严重。因此，对水资源进行监测，特别是水体中的化学需氧量(COD)含量的监测，越来越受到重视。

国家标准GB 11914-89《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》所规定的测量方法是针对实验室加热回流法的检测标准。实验室加热回流实验需要长达两个小时的时间，而且全部操作都需手动进行，根本无法满足监测要求。而且，现有国产的化学需氧量在线自动监测设备运行不稳定，并不具备远程控制系统，为水环境在线监测及数据采集对比带来麻烦。国家环保部曾组织中国2020年环境保护战略对策研究，对今后十几年的工业和生活废水污染防治提出了新要求。为适应这一需求，开展水中污染指标的在线自动监测研究，对于及时掌握和控制水中的污染指标具有深远意义。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于COD在线自动监测仪的控制系统。该控制系统能够实现对水质污染的在线自动监测，并能够实现对仪器的远程控制，且系统运行性能稳定。

本发明的技术解决方案是：用于COD在线自动监测仪的控制系统，包括

多路输入程控集成运算放大器，其接收外部送来的检测信号，对该检测信号进行放大后输送到模数转换器；

模数转换器，其将多路输入程控集成运算放大器送来的放大信号转换成数字信号后通过I/O接口输送到微处理器；

微处理器，其对模数转换器通过I/O接口送来的数字信号进行处理，将处理后的光强度值反馈信号输送到数模转换器，将处理后的光电信号转换成COD信号值通过输出模块对外输出，将处理后的其他命令信号通过I/O接口输送到多路控制继电器；

数模转换器，其对微处理器送来的光强度值反馈信号进行数模转换，并将转换后的模拟信号输出；以及

多路控制继电器，其接收微处理器通过I/O接口送来的其他命令信号，对外部设备进行相应控制。

进一步地，所述微处理器为ARM处理器。

再进一步地，所述微处理器为基于ARM7技术的32位CPU，该CPU内嵌基于uCOS和OpenPCS的软件操作系统。

进一步地，所述输出模块包括模拟输出接口和485/RS232通讯接口，所述模拟输出接口和485/RS232通讯接口直接与所述微处理器相连。

再进一步地，所述输出模块还包括远程控制终端，该远程控制终端与所述485/RS232通讯接口的输出端连接。

进一步地，所述输出模块还包括干结点输出，所述干结点输出与所述微处理器直接相连。

进一步地，该控制系统还包括与所述微处理器进行信息交互的人机交互设备。

再进一步地，所述人机交互设备为组态触摸屏。

进一步地，所述I/O接口为串行I/O接口。

所述多路输入程控集成运算放大器与外部的温度传感器、液位传感器、光电探测器和反馈探测器连接。

所述多路控制继电器与外部的水冷装置、真空气泵、蒸馏水泵、硫酸泵、重铬酸钾泵、水样泵、消解阀、比色阀、加热片、冷却风扇、计量阀、进样阀和外接泵连接。

所述数模转换器将所述微处理器送来的光强度值反馈信号进行数模转换后输送到发光二极管。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明自动监测仪的控制系统包括微处理器、多路输入程控集成运算放大器、模数转换器、数模转换器和多路控制继电器，系统结构简单、运行性能稳定，能够有效实现对水质污染源的在线自动监测控制。并且该控制系统数据传输可靠性高，系统抗干扰能力强，适用于恶劣的工业环境。

(2)本发明是基于ARM平台的环境在线自动监测远程控制终端(RTU：Remote Terminal Unit)的自动控制系统，具备野外恶劣环境的远程传输功能，能够实现对仪器的远程控制。进一步地，本发明采用基于ARM7技术的uCOS和OpenPCS内嵌软件操作系统，能够实现实时多任务操作。

(3)本发明测量范围较宽、灵敏度高，且系统重现性好、成本低，满足现场水污染源的在线自动监测要求。