電鍍廢水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電鍍廢水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要：為了實(shí)現(xiàn)電鍍廢水處理全過(guò)程自動(dòng)化控制，設(shè)計(jì)出一套基于和架構(gòu)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)。詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)流程及基于平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)流程。通過(guò)仿真和應(yīng)用試驗(yàn)，對(duì)電鍍廢水自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能進(jìn)展測(cè)試與評(píng)價(jià)。結(jié)果說(shuō)明：設(shè)計(jì)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能優(yōu)良，到達(dá)預(yù)期要求，對(duì)電鍍廢水的處理效果理想。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制系統(tǒng)；電鍍廢水；重金屬；前言自動(dòng)化程度低是目前電鍍廢水處理系統(tǒng)普遍存在的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)電鍍廢水處理全過(guò)程自動(dòng)化控制，設(shè)計(jì)出一套基于和架構(gòu)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)。首先介紹了電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的總體構(gòu)造和技術(shù)指標(biāo)，然后闡述了控制系統(tǒng)的硬

2、件設(shè)計(jì)流程和軟件設(shè)計(jì)流程，最后通過(guò)仿真和應(yīng)用試驗(yàn)對(duì)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)展了測(cè)試與評(píng)價(jià)?？傮w構(gòu)造和技術(shù)指標(biāo)描繪總體構(gòu)造電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)包含重金屬離子濃度采集、時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)通信、復(fù)位電路、程序加載、電路和主控電路等模塊。作為控制系統(tǒng)核心的信息處理模塊，用于信息采集和數(shù)據(jù)感知，并作為控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入，供信息處理單元施行遠(yuǎn)程控制和指令執(zhí)行。選用公司消費(fèi)的作為主控電路模塊的集成芯片。集成控制電路提供、和主機(jī)接口，總線(xiàn)傳感器通過(guò)敏感元件和換能器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集。電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制中心單元是系統(tǒng)中樞神經(jīng)。它通過(guò)四通道的特征信息處理將控制系統(tǒng)的兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成電壓，并且將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換

3、成可以處理的并行數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換器中需要考慮分辨率、轉(zhuǎn)換速率等因素。模塊主要完成模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)被輸送至轉(zhuǎn)換模塊。綜上分析，本文設(shè)計(jì)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器模塊進(jìn)展信息采集，并經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)化和控制電路處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍廢水的自動(dòng)別離和監(jiān)測(cè)控制。技術(shù)指標(biāo)和模塊功能描繪本文設(shè)計(jì)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備電鍍廢水中重金屬離子類(lèi)別和濃度檢測(cè)、電鍍廢水自動(dòng)加藥處理和電鍍廢水去污排廢等功能，適用于不同類(lèi)型的電鍍廢水處理，可以高效去除污染物和重金屬等有害成分。以含鉻電鍍廢水為例，應(yīng)用電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)加藥控制，同時(shí)采用鐵氧技術(shù)使鐵離子和鉻離子產(chǎn)生氫氧化物沉

4、淀，促使鉻離子價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變，消弱危害性。另外，還可通過(guò)電解法電解別離出含鉻電鍍廢水中的重金屬等有害成分，并經(jīng)過(guò)濾實(shí)現(xiàn)重金屬的去除與回收。硬件設(shè)計(jì)電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件除了主要控制部件如、和等外，還包括動(dòng)態(tài)增益控制模塊。動(dòng)態(tài)增益控制模塊用于進(jìn)步重金屬離子的吸附和交換才能，實(shí)現(xiàn)重金屬的去除與回收。時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，模塊主要完成模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，采集重金屬離子濃度等數(shù)據(jù)信息。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)要求輸出端具有穩(wěn)定控制輸出，為此，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路。圖為時(shí)鐘電路原理圖。針對(duì)電鍍廢水的特性，時(shí)鐘電路內(nèi)核頻率設(shè)定最高為，電壓設(shè)定為。選用進(jìn)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并在液晶顯示模塊中進(jìn)展人機(jī)

5、交互。時(shí)鐘電路作為電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的根底，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重金屬離子的濃度和類(lèi)別。利用附帶的時(shí)鐘振蕩器所產(chǎn)生的電磁輻射，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子電磁絮凝和生物吸附。上電加載電路設(shè)計(jì)在時(shí)鐘電路根底上，設(shè)計(jì)上電加載電路。圖為上電加載電路原理圖。采用引導(dǎo)裝載進(jìn)展電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的閃電加載。芯片內(nèi)置，地址范圍，通過(guò)并行外部存儲(chǔ)器接口進(jìn)展數(shù)據(jù)通信。上電加載電路設(shè)計(jì)加載形式，以采集到的電鍍廢水?dāng)?shù)據(jù)信息作為識(shí)別數(shù)字信號(hào)，使用串行加載。電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高速存儲(chǔ)單元自動(dòng)增加內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣數(shù)據(jù)連續(xù)讀取。復(fù)位電路設(shè)計(jì)為了確保電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)復(fù)位電路。復(fù)位電路采

6、用微處理器監(jiān)控芯片，通過(guò)門(mén)限檢測(cè)器對(duì)加藥量進(jìn)展自動(dòng)門(mén)限控制，在輸出端設(shè)置獨(dú)立看門(mén)狗輸出，同時(shí)具備加藥過(guò)量等故障報(bào)警和低電池檢測(cè)等功能，通過(guò)控制中和反響和沉淀進(jìn)程，平衡重金屬離子的濃度，調(diào)節(jié)電鍍廢水的PH值。程序加載電路設(shè)計(jì)在時(shí)鐘電路、上電加載電路和復(fù)位電路的根底上，設(shè)計(jì)程序加載電路。上電復(fù)位或軟件復(fù)位后，采用嵌入式控制芯片，從外部位存儲(chǔ)器中連續(xù)讀取字節(jié)的主機(jī)引導(dǎo)程序，對(duì)電鍍廢水處理過(guò)程進(jìn)展自動(dòng)化控制。在的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，通過(guò)工具實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍廢水處理自動(dòng)控制程序的燒寫(xiě)和引導(dǎo)。設(shè)定存放器進(jìn)展控制程序時(shí)鐘采樣，通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊和動(dòng)態(tài)增益控模塊進(jìn)展系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。另外，設(shè)定存放器進(jìn)展控制程序時(shí)鐘采樣，在控制執(zhí)

7、行單元設(shè)計(jì)誤差補(bǔ)償器，將電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差控制在較小幅度，實(shí)現(xiàn)信號(hào)接入、電源輸出和出水量自動(dòng)控制。程序加載電路采用數(shù)字電源和模擬電源進(jìn)展接口設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)結(jié)果回傳至控制系統(tǒng)主控系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)。程序加載過(guò)程中，作為主機(jī)，作為從機(jī)，和分別接地和接電源。電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)除了時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)、上電加載電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)和程序加載電路設(shè)計(jì)外，還包括電源設(shè)計(jì)、通信電路設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)。電源設(shè)計(jì)的目的是提供運(yùn)放供電的電壓，將板的電壓通過(guò)總線(xiàn)得到穩(wěn)定電壓。通信電路設(shè)計(jì)采用進(jìn)展電氣隔離，并采用系統(tǒng)作為總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器。電路設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)換芯片，其輸出范圍達(dá)，并且具有建立時(shí)

8、間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣和數(shù)模轉(zhuǎn)換。軟件設(shè)計(jì)結(jié)合電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能要求，基于平臺(tái)進(jìn)展控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)的主要功能是通過(guò)編寫(xiě)控制函數(shù)對(duì)重金屬離子的類(lèi)別和濃度進(jìn)展監(jiān)測(cè)，并通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換對(duì)廢水排放指標(biāo)進(jìn)展分析和控制。監(jiān)測(cè)結(jié)果假設(shè)顯示電鍍廢水中重金屬離子濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)，那么執(zhí)行自動(dòng)排放程序。執(zhí)行程序通過(guò)液晶顯示界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。軟件設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)展系統(tǒng)初始化，包括電鍍廢水監(jiān)測(cè)同步串口初始化、同步通知初始化和時(shí)鐘初始化。然后設(shè)定存放器，鎖相環(huán)輸出頻率為，控制系統(tǒng)的內(nèi)核時(shí)鐘，使用的接收中斷，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電鍍廢水中重金屬離子的類(lèi)別和濃度，通過(guò)生物吸附和加藥控制，并采用離子交換處理，確保經(jīng)處理的電鍍廢

9、水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。仿真測(cè)試為了測(cè)試電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能，進(jìn)展仿真。運(yùn)用函數(shù)建立電鍍廢水中重金屬離子濃度的生成函數(shù)，通過(guò)、和函數(shù)分別控制電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主機(jī)、文件讀取和程序?qū)懭?，在參?shù)面板上設(shè)定所需控制的參量。利用監(jiān)測(cè)重金屬離子的濃度，在控制輸入面板中輸入電鍍廢水流量和排廢濃度閾值等信息參量，對(duì)電鍍廢水處理全過(guò)程施行自動(dòng)控制。控制過(guò)程中，向中控系統(tǒng)發(fā)送，等待條指令后進(jìn)展時(shí)隙延時(shí)，等待主控系統(tǒng)分析結(jié)果。根據(jù)獲取的電鍍廢水成分和重金屬離子濃度數(shù)據(jù)信息，進(jìn)展兩路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換控制，并智能采用離子交換、化學(xué)沉淀或生物絮凝等處理方法，實(shí)現(xiàn)有害成分的去除及重金屬的去除和回收。應(yīng)用評(píng)價(jià)在仿真測(cè)

10、試的根底上，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)展電鍍廢水處理，通過(guò)試驗(yàn)考察控制系統(tǒng)的性能。以重金屬離子的去除率為指標(biāo)，與當(dāng)前應(yīng)用電鍍廢水處理系統(tǒng)的處理效果進(jìn)展比擬。本文設(shè)計(jì)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)電鍍廢水的處理效果優(yōu)于當(dāng)前應(yīng)用的電鍍廢水處理系統(tǒng)的處理效果，到達(dá)預(yù)期要求，電鍍廢水中重金屬離子的去除率更高，更符合排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用的電鍍廢水處理系統(tǒng)普遍存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一套基于和架構(gòu)的電鍍廢水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)性能優(yōu)良，到達(dá)預(yù)期要求，對(duì)電鍍廢水的處理效果理想。 黃玉萍 楊懷磊 單位：鄭州旅游職業(yè)學(xué)院信息工程系參考文獻(xiàn)：陸文忠，許靈群，李國(guó)平電鍍廢水處理自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用能源環(huán)境保護(hù)，：馬小隆，劉曉東，周廣柱電鍍廢水處理存