一种溶解氧自动控制系统

专利摘要:
本实用新型公开了一种溶解氧自动控制系统，包括工业级HMI、第一无线传输模块、至少一个数据采集装置、现场风机控制装置，所述工业级HMI通过第一无线传输模块与数据采集装置无线通信连接，工业级HMI与现场风机控制装置进行通信连接，每个数据采集装置均包括第二无线传输模块、数据转换模块和溶解氧仪，溶解氧仪的数字信号输出端与数据转换模块的数据输入端相连，数据转换模块的信号输出端与第二无线传输模块的信号输入端相连，第一无线传输模块与第二无线传输模块无线通信连接。本实用新型兼容绝大部分溶解氧仪，并通过无线传输，避免了现场布线，且控制计算即可得出风机输出风量值，避免了管道开孔测量，降低了施工实现成本。
公开号:CN214335519U
申请号:CN202120541564.1U
申请日:2021-03-16
公开日:2021-10-01
发明作者:彭伟
申请人:彭伟；
IPC主号:G05B19-042

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及自动控制领域，尤其是涉及一种溶解氧自动控制系统。
[n0002] 曝气工艺广泛应用在：污水处理、水产养殖等领域中，其原理是通过鼓风机将空气中的氧强制向水体中转移的过程，其目的是使水体获得足够的溶解氧来满足水体生物的需求，溶解氧是衡量这一工艺的核心指标。而溶解氧易受到日照、温度、COD浓度等因素影响而改变，因此为了使水体达到最佳溶解氧范围则需要不断反复调节鼓风机的风量大小，而采用一种溶解氧自动控制系统在保证水体质量的同时既节省人力成本，又避免了因人工反应滞后造成的电能浪费。
[n0003] 当前市场的溶解氧自动控制，需要在管道开孔安装流量计获得管道流量数据，需要通过多个PLC转换模块分别采集水体溶解氧仪数据、管道流量数据，并通过无线数据电台完成数据交换后，通过PLC可编程控制器进行运算并HMI人机界面显示和操作，此控制装置不仅造成硬件和施工成本高，还需要管道开孔安装流量计，操作复杂。
[n0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种溶解氧自动控制系统，本实用新型的技术方案如下：
[n0005] 一种溶解氧自动控制系统，包括工业级HMI、第一无线传输模块、至少一个数据采集装置、现场风机控制装置，所述工业级HMI通过第一无线传输模块与数据采集装置无线通信连接，所述工业级HMI与现场风机控制装置进行通信连接，每个所述数据采集装置均包括第二无线传输模块、数据转换模块和溶解氧仪，所述溶解氧仪的数字信号输出端与数据转换模块的数据输入端相连，所述数据转换模块的信号输出端与第二无线传输模块的信号输入端相连，所述第一无线传输模块与第二无线传输模块无线通信连接。
[n0006] 优选地，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用无线DTU通讯装置。
[n0007] 优选地，所述数据转换模块为单片机。
[n0008] 优选地，所述现场风机控制装置为风机变频器。
[n0009] 优选地，所述工业级HMI与第一无线传输模块之间通过RS232电路通信连接，与现场风机控制装置之间通过RS485电路通信连接。
[n0010] 优选地，所述数据转换模块与第二无线传输模块之间通过RS232电路通信连接，与溶解氧仪之间通过RS485电路通信连接。
[n0011] 优选地，还包括上位机，所述上位机与工业级HMI的数据输出端连接。
[n0012] 本实用新型具有以下优点：
[n0013] 1)、本实用新型利用单片机实现信号采集转换可兼容绝大部分仪表接口，降低一种溶解氧自动控制系统的实现成本和兼容性均优于PLC，提高用户接受度，降低运行能耗实现节能减排；
[n0014] 2)、本实用新型中工业级HMI根据风机变频器的数据信息，控制计算即可得出风机输出风量值，避免了管道开孔测量施工；
[n0015] 3)、本实用新型采用无线DTU通讯装置，具有传输距离远、功耗低、稳定性高等特点，避免了现场网络布线。
[n0016] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
[n0017] 图1是本实用新型的一种溶解氧自动控制系统的结构示意图。
[n0018] 为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
[n0019] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[n0020] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[n0021] 如图1所示，本实施例中一种溶解氧自动控制系统，包括工业级HMI、第一无线传输模块、至少一个数据采集装置(数据采集装置1，数据采集装置2……数据采集装置n，n为正整数)、现场风机控制装置，所述工业级HMI通过第一无线传输模块与数据采集装置无线通信连接，所述工业级HMI与现场风机控制装置进行通信连接，每个所述数据采集装置均包括第二无线传输模块、数据转换模块和溶解氧仪，所述溶解氧仪的数字信号输出端与数据转换模块的数据输入端相连，所述数据转换模块的信号输出端与第二无线传输模块的信号输入端相连，所述第一无线传输模块与第二无线传输模块无线通信连接，具体说明如下，
[n0022] 本实施例的一种溶解氧自动控制系统中，工业级HMI选用威纶通高性价比的工业级HMI，该款HMI自带1路RS485，用于与现场风机控制装置(风机变频器)通信连接；自带1路RS232，用于与无线传输模块通信连接；自带1路以太网接口，用于与上位机通信连接；万年历，用于实现历史数据记录；USB接口，用于可扩展历史数据打印功能；组态功能，用于实现人机界面；宏指令功能，用于实现通讯接口二次开发和数据运算功能；声光报警功能，用于根据检测信息发出声光报警信号。
[n0023] 本实施例的一种溶解氧自动控制系统中，数据转换模块选用PIC系列单片机与电子电路组成，通过单片机采集溶解氧仪表数据再转换成标准MODBUS协议。可实现模拟信号、HART、RS485接口转换，可兼容市面上99％的溶解氧仪。
[n0024] 本实施例的一种溶解氧自动控制系统中，第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用亿佰特E90-DTU工业级模块，具有传输距离远、功耗低、稳定性高等特点，避免了现场网络布线，极大的降低了施工成本。
[n0025] 实际应用中，水体最佳溶解氧是一个范围，不是高精度的恒定值，而风机变频器中的变频频率决定了电机转速、电机转速决定了风机叶轮转速，风机叶轮转速决定了输出流量的大小，因此可以通过变频频率实现风机流量的计算。本系统由数据转换模块通过兼容接口实时采集现场溶解氧仪的数据并转换成标准MODBUS协议，转换后的数据由第一无线传输模块和第二无线传输模块通过433MHZ信号上传至工业级HMI，工业级HMI自带宏指令运算功能进行编程。工业级HMI根据实时采集现场溶解氧仪数据以及风机变频器的运行数据信息，进行分析处理，得到风机合适的风量大小，控制信号通过RS485总线与现场风机控制装置通讯，通过控制风机流量的大小来控制水体最佳溶解氧范围，完成控制。通过工业级HMI对数据进行分析、处理并得出控制信号为本领域内非常成熟的技术，在此不做详述。
[n0026] 显然，上述为本实用新型一种溶解氧自动控制系统的实施例，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，包括工业级HMI、第一无线传输模块、至少一个数据采集装置、现场风机控制装置，所述工业级HMI通过第一无线传输模块与数据采集装置无线通信连接，所述工业级HMI与现场风机控制装置进行通信连接，每个所述数据采集装置均包括第二无线传输模块、数据转换模块和溶解氧仪，所述溶解氧仪的数字信号输出端与数据转换模块的数据输入端相连，所述数据转换模块的信号输出端与第二无线传输模块的信号输入端相连，所述第一无线传输模块与第二无线传输模块无线通信连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，所述第一无线传输模块和第二无线传输模块均采用无线DTU通讯装置。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，所述数据转换模块为单片机。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，所述现场风机控制装置为风机变频器。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，所述工业级HMI与第一无线传输模块之间通过RS232电路通信连接，与现场风机控制装置之间通过RS485电路通信连接。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，所述数据转换模块与第二无线传输模块之间通过RS232电路通信连接，与溶解氧仪之间通过RS485电路通信连接。
[0007] 7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种溶解氧自动控制系统，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与工业级HMI的数据输出端连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120541564.1U|CN214335519U|2021-03-16|2021-03-16|一种溶解氧自动控制系统|CN202120541564.1U| CN214335519U|2021-03-16|2021-03-16|一种溶解氧自动控制系统|