专利名称：用于农村饮用水处理过程的智能控制器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种智能控制器，尤其涉及一种用于农村饮用水处理过程的全自 动智能控制器。
背景技术：
水是生命之源，农村饮水安全直接关系到农民的基本生存生活问题。目前，农村自 来水普及率低，设施、简陋，用水方便程度较低，饮水安全问题严重，与经济社会的快速发展 状况很不协调。在农村饮水水处理过程中，混凝絮凝是整个系统中最重要的过程，包括复杂的物 理、化学过程，其主要作用是去除水中悬浮颗粒和胶体微粒。目前，在大多数农村饮水工程 中，在没有投加装置的情况下，混凝剂、助凝剂的配备和投加都是人工进行的，不但劳动强 度大、药耗高，而且水处理效果难以保证。在采用投加控制装置的地方，其控制算法大多采用的是基本的PID控制。常规PID 控制器具有结构简单、可靠性高、参数物理意义明确、工程上易于实现等优点，但它需建立 在对象的数学模型之上，且在运行过程中不能根据实际的变化自动修改控制器参数。对于 该过程，从加药絮凝，到浊度达到要求，要经过较长的时间延长。因此，欲使絮凝剂的投加量 达到最佳值，必须采用能够有效克服时间延迟的控制算法。消毒是饮用水处理的另一个重要过程。近年来，我国乡镇级自来水厂较多采用二 氧化氯消毒饮用水。二氧化氯消毒饮用水中毒副产物造成以亚氯酸盐、氯酸盐为代表的氯 氧化物污染，已引起人们的普遍关注。目前，在绝大多数水厂消毒过程中，仅有毒副产物的 测量、显示，再由技术人员根据显示数据调整消毒剂的投加量，并没有形成闭环控制。这不 仅使工人的劳动强度加大，易出现误操作，且控制效果很难精确。有极少数水厂采用了闭 环单回路控制，其控制方式主要有两种流量控制、“余氯”控制。流量控制是在进水管路上 设流量检测仪，根据工艺所发出的流量信号，自动改变加药量。“余氯”控制是在出水管路 上安装二氧化氯监测探头，根据探头发出的“余氯”信号，自动改变加药量。在流量控制中， 只考虑了消毒效果，并没有考虑消毒后毒副产物的量及其对人造成的危害。在“余氯”控制 中，则过多了强调了对毒副产物的控制，而忽略了消毒的效果。这两种方法的控制效果均不 能令人满意。由此可见，现有的技术在控制混凝絮凝以及消毒过程中，都不能较好地解决自动、 准确地控制的效果。
实用新型内容本实用新型针对现有的控制装置准确地控制的缺点，提供一种新型的智能控制 器，其可以准确地添加各种物质，具有非常好的效果。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下面所描述一种用于农村饮用水处理过程的智能控制器，包括DSP微处理器和ARM微处理器，各个数据器之间通过数据总线连接在一起，其中，所述DSP微处理器通过CPLD逻辑阵列译 码与16位A/D数据采集器连接在一起，所述ARM微处理器连接有RAM和FLASH Memory、内 部CAN总线、RS485接口以及RS232接口，所述内部CAN总线连接第一输入输出接口以及第
二输入输出接口，所述16位A/D数据采集器连接第一模拟量输入接口和第二模拟输入接□。 进一步地，优选的结构是，所述DSP微处理器为32位浮点DSP微处理器，所述RAM 为 512K 的 RAM，所述 FLASH Memory 为 16M 的 FLASHMemory。 进一步地，优选的结构是，所述RS485或RS232通信接口与计算机工作站连接在一 起。本实用新型在采取了上述技术方案以后所具有的有益效果如下面所描述1、由于采取了多个微处理器，其可以分别实现对絮凝加药过程和消毒过程的控 制，因此控制效果较好；2、由于上述控制系统采取了该智能控制器，因此，其消毒效果和降低饮用水浊度 效果都非常好。
通过
以下结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变 得更加清楚和容易理解。图1是本实用新型智能控制器的结构原理图；图2是本实用新型控制系统的结构示意图；图3为絮凝加药过程模糊预测控制原理图；图4为消毒过程串级控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。图1是是本实用新型智能控制器的结构原理图，如图所示，其主要包括DSP微处理 器101和ARM微处理器102，其是32位的DPS微处理器和32位的ARM微处理器。并且，各 个数据器之间通过数据总线连接在一起，其中，所述DSP微处理器通过CPLD逻辑阵列译码 109与16位A/D数据采集器108连接在一起，所述ARM微处理器102连接有51 (的RAMllO 和 16M 的 FLASH Memorylll、内部 CAN 总线 103、RS485 接口 113 以及 RS232 接口 112，所述 内部CAN总线103连接第一输入输出接口 104以及第二输入输出接口 105，所述16位A/D 数据采集器108连接第一模拟量输入接口 106和第二模拟输入接口 107。并且，所述RS485或RS232通信接口与计算机工作站连接在一起。其中，所述32位DSP微处理器101主要功能为浮点运算及数据处理，32位ARM微 处理器102主要功能为监控管理如通讯管理、硬件自检等功能。并且，所述32位DSP微处理 器101为该控制器的核心，其主要负责完成控制算法的实现与数据处理的功能实现，并且， 该智能控制器主要包括两个部分的功能一般地，第一模拟量输入接口 106和第二模拟输入接口 107用于实现絮凝加药过 程，其采取模糊预测控制的方法，进而提高控制效果，降低饮用水浊度；另外，所述第一输入输出接口 104以及第二输入输出接口 105用于连接并控制消毒过程，其主要采用串级控制， 使在有效控制毒副产物的前提下达到较好的消毒效果。具体来说，该控制器硬件的主要功能如下(1)数据采集功能一般地，该装置的数据采集功能包括模拟量采集、开关状态 量采集，并且，装置模拟量采集能实现多级隔离和硬件软件滤波处理保证装置的可靠性；此 外，由于采用16位高速高精度A/D，能够实现数据的实时性和高准确性，使测量精度达到 0. 2级，输入信号为标准信号直流4 20mA或0 5V。另外，所述开关状态量采集包括现场位置及其他反映设备运行状态的接点。其 中，所述常规装置的开关量采集量为16点，可根据实际需要进行扩展到32点。并且，开关 量的输入为直流MVDC输入，在硬件上采用二级隔离措施，同时在硬件和软件上实现对开 关量的防抖动处理，增强抗干扰功能。(2)输出控制功能一般地，装置输出控制主要采用继电器输出方式控制，输出为 无源接点，实现两级隔离既光电隔离和继电器隔离，有效增强了抗干扰能力。(3)通信功能一般地，通讯装置灵活选用RS485或RS232通信接口方式通讯，实 现与计算机工作站或其他装置数据共享。图2是本实用新型控制系统的结构示意图。如图所示，上述用于农村饮用水处理过程的智能控制系统，包括上述智能控制器 1，所述智能控制器连接并控制絮凝剂投放阀门3以及消毒液投放阀门4，并且，所述智能控 制器还连接有一个检测单元2，所述检测单元2设置在水中，所述智能控制器1读取检测单 元2中的数据并控制上述阀门3和4的开启与关闭，从而实现自动控制的过程。下面我们对上述控制系统的工作方式进行一个详细的描述。该控制装置主要能够实现絮凝加药过程的模糊预测控制功能以及消毒过程的串 级控制功能。在絮凝加药过程的模糊预测控制的时候，其主要包括预测模型、模糊控制、在 线校正三部分，并且，其工作原理是先利用预测模型得到系统未来的预测输出——出口水 浊度C(k+n)，然后将浊度设定值R(k+n)和预测输出期间的预测误差e及预测误差变化率 ec(k+n)作为模糊控制器输入，控制器利用模糊规则推理得到控制输出——絮凝剂投加阀 门开度U(k)。模糊预测控制的任务就是使被控对象的预测输出浊度C(k+n)尽可能的靠近 浊度设定值R(k+n)。另外，在消毒过程的串级控制过程中，我们采取两个回路，其中，外闭环回路作为 主回路，用于最终保证被调量满足工艺要求；内闭环回路作为副回路，用于克服被控对象所 受到的主要干扰。并且，其对应有两个控制器主控制器用于保证系统的控制精度，减小稳 态误差，其输入时被调量给定值的误差，主控制器的输出就是副控制器的给定值；副控制器 用于保证系统反应灵敏性，其输出作为控制指令送到执行机构。在饮水消毒过程中，是集流量控制与“余氯”控制为一体，流量信号作为副调，“余 氯”信号作为主控，两者通过一定的计算方法叠加成一个控制信号，改变二氧化氯的投加量。图3为絮凝加药过程模糊预测控制原理图。如图3所示，絮凝加药过程模糊预测控制实施的关键是预测模型的选择及模糊 规则库的建立。[0038](1)预测模型的选择。预测模型的选择是提高预测精度的关键，一般应遵循如下基本原则预测模型的数学与统计性质要与预测对象的变动规律和特征相吻合。这一要求 经常和预测期限相关联，即短期预测模型不一定适合长期预测，反之亦然。一般而言，移动 平均、先行指数等方法常用于中短期预测，而增长模型、各种时序预测方法多用于中长期预 测。(2)模糊规则库的建立。模糊规则的提取方式主要有两种机理知识、经验知识。机理知识是可用数学公式 描述的规则，经验知识则主要根据技术人员的现场经验。模糊规则库的建立就是基于这两 种方式实现的。图4为消毒过程串级控制原理图。如图4所示，消毒过程串级控制实施的关键是主回路、副回路控制量与被控量的 确定。消毒过程的主要目的是消除水中的三卤甲烷和卤代醋酸，实现安全饮水。因此，在该 串级控制中，以水中三卤甲烷和卤代醋酸含量为主调量；“余氯”在水中的含量为副调量。本实用新型在采取了上述技术方案以后所具有的有益效果如下面所描述第一，由于采取了多个微处理器，其可以分别实现对絮凝加药过程和消毒过程的 控制，因此控制效果较好；第二，由于上述控制系统采取了该智能控制器，因此，其消毒效果 和降低饮用水浊度效果都非常好，具有较好的技术效果。需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域 技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本 实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并 非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种用于农村饮用水处理过程的智能控制器，其特征在于，包括DSP微处理器和ARM 微处理器，各个数据器之间通过数据总线连接在一起，其中，所述DSP微处理器通过CPLD 逻辑阵列译码与16位A/D数据采集器连接在一起，所述ARM微处理器连接有RAM和FLASH Memory、内部CAN总线、RS485接口以及RS232接口，所述内部CAN总线连接第一输入输出 接口以及第二输入输出接口，所述16位A/D数据采集器连接第一模拟量输入接口和第二模 拟输入接口。
2.根据权利要求1所述的用于农村饮用水处理过程的智能控制器，其特征在于，所述 DSP微处理器为32位浮点DSP微处理器，所述RAM为511的RAM，所述FLASH Memory为 16M 的 FLASH Memory。
3.根据权利要求1或2所述的用于农村饮用水处理过程的智能控制器，其特征在于，所 述RS485或RS232通信接口与计算机工作站连接在一起。
专利摘要本实用新型涉及一种用于农村饮用水处理过程的智能控制器，包括DSP微处理器和ARM微处理器，各个数据器之间通过数据总线连接在一起，其中，所述DSP微处理器通过CPLD逻辑阵列译码与16位A/D数据采集器连接在一起，所述ARM微处理器连接有RAM和FLASH Memory、内部CAN总线、RS485接口以及RS232接口，所述内部CAN总线连接第一输入输出接口以及第二输入输出接口，所述16位A/D数据采集器连接第一模拟量输入接口和第二模拟输入接口。本实用新型控制效果较好，在消毒效果和降低饮用水浊度方面具有一定优势。
文档编号G05B19/04GK201892844SQ20102060728
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者冯磊华, 杨锋 申请人:湖南江河机电自动化工程有限公司