污水流量計的實現(xiàn)智能遙測功能
1、引言
根據(jù)國家環(huán)境保護法規(guī)的要求,為了促進排污單位加強生產(chǎn)經(jīng)營管理和污染治理,加大環(huán)境監(jiān)理執(zhí)法的力度,要逐步實現(xiàn)污染物排放規(guī)范化、科學(xué)化和定量化的管理。日前,各地環(huán)保部門正在加強進行排污口規(guī)范化的整治。本文所介紹的智能污水流量計正是為了適應(yīng)這個需要而進行研制的。
2、基本功能和主要技術(shù)指標
該遙測智能污水流量計的基本功能有:數(shù)據(jù)記錄、顯示功能:記錄、顯示五年的污水總累計流量、近年中的每月和每日的累計流量、流量計和兩臺污水處理器近二百次的通斷電時間。數(shù)據(jù)打印功能:可現(xiàn)場打印所有顯示的數(shù)據(jù)。通信功能:可以逋過電話線路與遠方計算機進行遠距離通信,使遠程流量數(shù)據(jù)采集成為可能。采樣功能:可以以等比采樣方式,輸出采樣脈沖控制采樣器采樣污水。
保存功能:可將記錄的數(shù)據(jù)保存十年,掉電不丟失數(shù)據(jù)。安全性:采用嚴格的保密措施,非相關(guān)人員無法添加、修改、刪除該流量計的任何數(shù)據(jù)該污水流量計除具有以上功能外,還可適應(yīng)21種堰槽;可設(shè)置不同的水比重、水深的修正系數(shù),用來校正傳感器的精度;自動檢測流量計參數(shù)的有效性;自動設(shè)置流量累計的起始日期:配有硬件時鐘主要技術(shù)指標水深度測量范圍可以為0~0.5米或0~1米,精度土1毫米;可累計九位整數(shù)的立方米流量,累計工作時間可達10年以上;總累計流量精度±0.01立方米;采樣脈沖寬度的時間精度±0.05秒。
3、系統(tǒng)硬件組成該系統(tǒng)的硬件組成如圖1所示。
微控制器采用89C52:探頭選用壓力式探頭,可克服超聲波式探頭易受污水中泡沫十?dāng)_的弊病;A/D轉(zhuǎn)換器選用AD1674;時鐘芯片選用DS1302;液晶顯示器為點陣式的MGLS19264,可顯示四行漢字;非易失性RAM選用DS1230;打印機為普通微型打印機;采樣脈沖輸出端口用來輸出采樣脈沖,控制采樣器采樣污水;污水處理器狀態(tài)輸入端口可輸入污水處理器的通斷時間,供遠程監(jiān)控作用。
圖1 系統(tǒng)硬件組成
Modem分別由微控制器驅(qū)動和后臺管理微機驅(qū)動。由后臺管理微機依次向各個排污點的流量計撥號,撥通后由 Modem完成二者的線路連接。由于89C52只具有串行I/O口,不具有RTS、CTS、DTR等接口數(shù)據(jù)線,所以當(dāng)微控制器和 Moden連接的時候,除了將轉(zhuǎn)換為232電平的發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)線、數(shù)字地和Modem接口的相應(yīng)管腳(2,3,7腳)連接外,其他的握于信號線要各自互相連接, Modem接口的4、5、8管腳連在一起,6、20管腳連在一起。和流量計相連接的Moden要設(shè)在自動應(yīng)答狀態(tài)。和后臺管理微機連接的Moden的連接方式同一般上網(wǎng)時的連接方式。
4、系統(tǒng)軟件設(shè)計該智能污水流量計的軟件包括兩個部分:智能流量計微控制器軟件、后臺管理微機管理軟件微控制器的軟件
微控制器的采用MCS-51編寫。它主要由以下幾部分組成:主控管理模塊、人機對話模塊、數(shù)據(jù)運算模塊、顯示輸出模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、通信模塊和安全管理模塊。其中主控管理模塊負責(zé)各子模塊之間程序的協(xié)調(diào)和管理;人機對話模塊負責(zé)所有參數(shù)、信息和命令的輸入和解釋;數(shù)據(jù)運算模塊提供所有運算子程序;顯示輸出模塊負責(zé)所有信息的顯示和打印輸出;數(shù)據(jù)采集模塊完成探頭數(shù)據(jù)的采集;數(shù)據(jù)查詢模塊完成所有查詢功能;參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置流量計工作的各項參數(shù),如:水深修正系統(tǒng)、水比重、初高、堰槽等;通信模塊完成和后臺管理微機的數(shù)據(jù)通訊、解釋和執(zhí)行后臺管理微機發(fā)送來的各項命令;安全管理模塊負責(zé)該流量計的安個管理,其中包括:使用密碼的輸入和驗證,通斷電時間的自動記錄等,管理部門可通過通斷電時間掌握排污單位對流量計的使用情況。后臺管理微機的軟件設(shè)計,采用 Visual basic編寫,主要是一個數(shù)據(jù)庫管理程序,其中包含各排污單位的各項資料,以及排污數(shù)據(jù)的各項數(shù)據(jù)報表,具有資料錄入、查詢和打印的功能。各排污單位排污的數(shù)據(jù)是通過 Modem遙測取得的。Visual basic對Modm的控制,是通過 Windows提供的通信API函數(shù)實現(xiàn)的,也可以通過使用Ⅴisual basic的通信控件來實現(xiàn)。
5、結(jié)論
經(jīng)過排污管理部門的使用,一致認為該遙測污水該流量計的自動化程度強、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝、維護,界面全漢化,操作簡單明了,使用十分方便,值得進行推廣。另外,該流量計通過 Modem的遙測方式,是考慮到使用的低成本而設(shè)計的,根據(jù)各地的具體情況,也可采用專線、網(wǎng)絡(luò)、或無線等連按方式實現(xiàn)。
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