[实用新型]一种基于FPGA的水质监控系统

说明书

本实用新型涉及一种基于FPGA的的信息处理和控制系统，特别涉及一种基于FPGA的水质监控系统。包括：传感器、水质监控硬件电路板、RS232设备联网服务器NPort5100、局域网交换机、工业控制计算机。所述传感器通过RS485总线与水质监控硬件电路板连接，所述水质监控硬件电路板通过RS232总线与RS232设备联网服务器NPort5100连接，所述RS232设备联网服务器NPort5100通过网线与交换机连接，所述交换机通过网线与工业控制计算机连接。本实用新型可以更加直观的显示水处理过程中的监测信息和方便的控制泵阀设备。具有数据传输快，可扩展性强。可综合分析水处理现场的信息，实现控制过程，方便工作人员使用。

技术领域

本实用新型涉及一种基于FPGA的的信息处理和控制系统，特别涉及一种基于FPGA的水质监控系统。

背景技术

随着中国城市化、工业化的加速，我国淡水资源不断减少，而且污染现象较为严重，而且随着城市规模与人口的不断增加，水资源紧缺己经成为一个非常严重的问题。据调查和统计，现在的工厂和企业的污水处理合格率仅仅达到10％，因此对工厂和企业的污水水质进行监测和处理经迫在眉睫。以前的技术方案是运用DCS现场总线系统，PLC(可编程逻辑控制器)，计算机，DP通讯，PRoFIBUS总线通讯等上下位系统实现对污水处理流程的监控和管理，而这种系统传输速度慢。现有技术方案运用嵌入式系统为代表的新技术，利用FPGA技术和传感器网络相结合来设计水处理监测控制系统时，利用FPGA 开发迅捷灵活、后续功能扩展和性能升级方便的特点，使得监控系统在兼顾实时性和稳定性的同时，组网方式更加灵活。传输速度慢，可扩展性差，设计灵活性不强。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题：

本实用新型提供一种基于FPGA的水质监控系统。可以更加直观的显示水处理过程中的监测信息和方便的控制泵阀设备。

本实用新型所采用的技术方案：

一种基于FPGA的水质监控系统，包括：

传感器：用于监视和感应水质；

水质监控硬件电路板：用于采集模拟量、数字量和控制开关量，并将数据上传至工业控制计算机；

RS232设备联网服务器NPort 5100：用于工业控制计算机控制信号流和传感器传输信号流的控制；

局域网交换机：用于数据流交换；

工业控制计算机：通过软件系统完成指令下达、控制和数据反馈；

所述传感器通过RS485总线与水质监控硬件电路板连接，所述水质监控硬件电路板通过RS232总线与RS232设备联网服务器NPort 5100连接，所述RS232设备联网服务器NPort 5100通过网线与交换机连接，所述交换机通过网线与工业控制计算机连接。

进一步地，所述传感器包括氯离子、钙离子、PH值、电导率、转速传感器。

进一步地，所述水质监控硬件电路板包括主控芯片FPGA、外围电路、供电电路、复位电路、数字量输入模块、模拟量采集模块、AD模块、开关量接口。

进一步地，所述数字量输入模块、AD模块和开关量模块供电为5V，所述主控芯片FPGA供电电压为3.3V或2.5V。

进一步地，所述数字量输入模块包含RS485芯片和隔离电路，所述隔离电路通过隔离器件消除共模电压，所述隔离器件选用高速光耦HCPL-0631。

进一步地，所述模拟量采集模块包括前置放大器、运放跟随、模拟开关和A/D转换电路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型数据传输快，可扩展性强。可综合分析水处理现场的信息，实现控制过程，方便工作人员使用。