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基于可编程控制器质在线监测设备及控制方法

阅读:885发布:2021-11-18

专利汇可以提供基于可编程控制器质在线监测设备及控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 具体涉及一种基于可编程 控制器 的 水 质在线监测设备及控制方法,属于水质监测设备领域;所述设备包括控制系统、 蠕动 泵 、步进 电机 驱动器 、计量器、多位 阀 、两位三通阀、第一高压阀、消解池、第二高压阀、 风 扇、 截止阀 、控制泵、溢流杯、第一 试剂 瓶、第二试剂瓶、标准样品瓶、第三试剂瓶和蒸馏水瓶;所述方法包括:1)在控制系统中建立指令;2)执行指令,检查所述监测设备的各部件,并清洗消解池和计量器;3)使用标准样品对所述水质在线监测设备进行校准;4)通过 触摸屏 向可编程控制器设定监测的周期;5)启动监测。,下面是基于可编程控制器质在线监测设备及控制方法专利的具体信息内容。

1.一种基于可编程控制器质在线监测设备,其特征在于,包括:控制系统、蠕动
步进电机驱动器、计量器、多位、两位三通阀、第一高压阀、消解池、第二高压阀、扇、截止阀、控制泵、溢流杯、第一试剂瓶、第二试剂瓶、标准样品瓶、第三试剂瓶和蒸馏水瓶;
所述蠕动泵的一端与外界空气连通;
所述步进电机驱动器连接并控制蠕动泵的进步电机;
所述计量器包括计量管、上液位传感器、下液位传感器;所述计量器的一端与所述蠕动
泵的另一端连接,计量器的另一端与所述多位阀的中心孔连接;
所述多位阀包括中心孔、多位阀端口K1-K8和多位阀继电器J1-J8;
所述中心孔分别与多位阀端口K1-K8连接;
所述多位阀继电器J1-J8分别对应并控制所述多位阀端口K1-K8开闭;
所述多位阀端口K2与第二试剂瓶连接;
所述多位阀端口K4与第一试剂瓶连接;
所述多位阀端口K5与蒸馏水瓶连接;
所述多位阀端口K6与第三试剂瓶连接;
所述多位阀端口K8与标准样品瓶连接;
所述蒸馏水瓶用于容纳蒸馏水;
所述标准样品瓶用于容纳实验要求的标准样品;
所述第一试剂瓶用于容纳实验要求的第一试剂;所述第二试剂瓶用于容纳实验要求的
第二试剂;所述第三试剂瓶用于容纳实验要求的第三试剂;
所述两位三通阀的输入端与所述多位阀端口K3连接,其第一输出端连接废液桶,第二
输出端连接废水桶;
所述第一高压阀的两端分别与所述多位阀端口K1和消解池连接;
所述消解池包括石英消解室、光源、光电转换器、加热丝、加热用继电器和温度传感器;
所述光源和光电转换器分别相对安装在石英消解室的两侧;
所述第二高压阀的两端分别与所述消解池和外界空气连接;
所述风扇安装在消解池附近,用于为消解池降温;
所述溢流杯的上端插入连接管,连接管的另一端与多位阀端口K7连接;所述溢流杯的
上部与排液管连接,下端与截止阀连接;
所述控制泵的两端分别与截止阀和水样。
2.根据权利要求1所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备,其特征在于,所述控
制系统包括可编程控制器、与所述可编程控制器配套的温度模、可扩展数字量输出模块
触摸屏;其中,所述可编程控制器分别与温度模块和触摸屏连接;所述温度模块与可扩展
数字量输出模块连接。
3.根据权利要求2所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备,其特征在于,所述可
编程控制器的第一输出端Q0.0连接至蠕动泵的步进电机驱动器的脉冲输入端;
所述可编程控制器的第二输出端Q0.1连接至蠕动泵的步进电机驱动器的方向输入端;
所述可编程控制器的第三输出端Q0.2连接至蠕动泵的步进电机驱动器的使能输入端;
所述可编程控制器的第四输出端Q0.3连接至所述多位阀继电器J1;
所述可编程控制器的第五输出端Q0.4连接至所述多位阀继电器J2;
所述可编程控制器的第六输出端Q0.5连接至所述多位阀继电器J3;
所述可编程控制器的第七输出端Q0.6连接至所述多位阀继电器J4;
所述可编程控制器的第八输出端Q0.7连接至所述多位阀继电器J5;
所述可编程控制器的第九输出端Q1.0连接至所述多位阀继电器J6;
所述可编程控制器的第十一输出端Q1.1连接至所述多位阀继电器J7;
所述可编程控制器的第十二输出端Q1.2连接至所述多位阀继电器J8;
所述可编程控制器的第十三输出端Q1.3连接至控制所述加热用继电器;
所述可扩展数字量输出模块的第一输出点KQ0.0连接至所述风扇;
所述可扩展数字量输出模块的第二输出点KQ0.1连接至所述两位三通阀;
所述可扩展数字量输出模块的第三输出点KQ0.2连接至所述第一高压阀;
所述可扩展数字量输出模块的第四输出点KQ0.3连接至所述第二高压阀;
所述可扩展数字量输出模块的第五输出点KQ0.4连接至所述截止阀的继电器和控制泵
的继电器;
所述可扩展数字量输出模块的第六输出点KQ0.5连接至所述光源;
所述上液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.4;
所述下液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.5;
所述温度传感器分别连接至所述温度模块的输入端A+和输入端A-;
所述光电转换器连接所述至可编程控制器的模拟量输入端V+和输入端M。
4.一种基于可编程控制器的水质在线监测设备的控制方法,其特征在于,采用权利要
求3所述的基于可编程控制器的水质在线监测设备,包括以下步骤:
步骤1,在控制系统中建立“指令1”-“指令17”;
所述“指令1”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照顺时针转动、按照一定速度转
动;所述“指令1”具体包括:
所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高
电平24V信号控制所述蠕动泵启动;所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步进电
机驱动器的方向输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵顺时针转动;所述可编程控制器的
数字量输出端Q0.0通过向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲,脉冲频率为
50~2000Hz,控制步进电机按照相应速度转动;
所述“指令2”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照逆时针转动、按照一定速度转
动;所述“指令2”具体包括:
所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高
电平24V信号控制蠕动泵启动,所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步进电机驱
动器的方向输入端发出低电平信号控制蠕动泵逆时针转动,所述可编程控制器的数字量输
出端Q0.0向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲,脉冲频率为50~2000Hz,
控制所述蠕动泵按照相应速度转动;
所述“指令3”为所述可编程控制器控制蠕动泵停止;所述“指令3”具体包括:
所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向步进电机驱动器的使能输入端发出低电平
信号控制蠕动泵停止;
所述“指令4”为所述可编程控制器控制多位阀从蒸馏水瓶中取蒸馏水注入计量器;所
述“指令4”具体包括:
所述可编程控制器的数字量输出端Q0.7向多位阀的继电器J5发出高电平24V信号,控
制继电器J5打开,J5控制的多位阀端口K5与中心孔连通,然后执行所述“指令1”,使所述蒸
馏水瓶中的蒸馏水经多位阀端口K5到中心孔,然后到所述计量管;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M1,M1值设为20~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号
说明所述计量管中蒸馏水已到达液位,停止计时,计时结果计为T1;
当T1>M1时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从蒸馏水瓶取蒸馏水出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发出报
警信号,并终止下一步操作;
当T1≤M1时,说明从蒸馏水瓶取蒸馏水正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出
端Q0.7向多位阀的继电器J5发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令5”为所述可编程控制器控制多位阀从第一试剂瓶中取第一试剂注入计量
器,所述“指令5”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出高电平24V信号,控制继电
器J4打开,J4控制的多位阀端口K4与中心孔连通,然后执行“指令1”,第一试剂瓶中的第一
试剂经多位阀端口K4到中心孔,然后到计量器中的计量管;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M2,M2值设为20~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中第一试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T2;
当T2>M2时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从第一试剂瓶取第一试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发
出报警信号,并终止下一步操作;
当T2≤M2时,说明从第一试剂瓶取第一试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量
输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令6”为所述可编程控制器控制多位阀从第二试剂瓶中取第二试剂注入计量
器,所述“指令6”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出高电平24V信号,控制继电
器J2打开,J2控制的多位阀端口K2与中心孔连通,然后执行“指令1”,第二试剂瓶中的第二
试剂经多位阀端口K2到中心孔,然后到计量器中的计量管;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M3,M3值设为20~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中第二试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T3;
当T3>M3时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从第二试剂瓶取第二试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发
出报警信号,并终止下一步操作;
当T3≤M3时,说明从第二试剂瓶取第二试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量
输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令7”为所述可编程控制器控制多位阀从第三试剂瓶中取第三试剂注入计量
器,所述“指令7”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出高电平24V信号,控制继电
器J6打开,J6控制的多位阀端口K6与中心孔连通,然后执行“指令1”,第三试剂瓶中的第三
试剂经多位阀端口K6到中心孔,然后到计量器中的计量管;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M4,M4值设为20~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中第三试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T4;
当T4>M4时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从第三试剂瓶取第三试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发
出报警信号,并终止下一步操作;
当T4≤M4时,说明从第三试剂瓶取第三试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量
输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令8”为所述可编程控制器控制多位阀从标准样品瓶中取标准样品注入计量
器,所述“指令8”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出高电平24V信号,控制继电
器J8打开,J8控制的多位阀端口K8与中心孔连通,然后执行“指令1”,标准样品瓶中的标准
样品经多位阀端口K8到中心孔,然后到计量器中的计量管;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M5,M5值设为20~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中标准样品已到达液位,停止计时,计时结果计为T5;
当T5>M5时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从标准样品瓶中取标准样品出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏
发出报警信号,并终止下一步操作;
当T5≤M5时,说明从标准样品瓶中取标准样品正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字
量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令9”为所述可编程控制器控制多位阀从计量器中取液体注入消解池,所述“指
令9”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电
器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信号,
控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平24V
信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令2”;
从执行所述“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M6,M6值设为10~60秒;
所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,
说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T6;
当T6>M6时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电
平信号,说明从计量器中取液体注入石英消解室出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
当T6≤M6时,说明从计量器中取液体注入石英消解室正常,执行“指令3”,可编程控制1
的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出
端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压
阀发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令10”为所述可编程控制器控制多位阀从消解池中取液体注入计量器,然后控
制多位阀从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出,所述“指令10”具体包括:
步骤a,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控
制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V
信号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电
平24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令1”;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M7,M7值设为10~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T7;
当T7>M7时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从消解池中取液体注入计量器出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏发出报警信号,并执行步骤b;
当T7≤M7时,说明从消解池中取液体注入计量器正常,执行“指令3”,可编程控制1的数
字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端
KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀
发出低电平信号,并执行步骤b,然后返回步骤a;
步骤b,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出高电平24V信号,控
制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.2向两位三通阀发出高电平
24V信号,两位三通阀的B路导通,执行“指令2”;
从执行“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M8,M8值设为10~60秒;
所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,
说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T8;
当T8>M8时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电
平信号,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出出现异常,执行“指令3”,可编程控
制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
当T8≤M8时,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出正常,执行“指令3”,可编
程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令11”为所述可编程控制器控制多位阀从消解池中取液体注入计量器,然后控
制多位阀从计量器中取液体经两位三通阀的A口排出,所述“指令11”具体包括:
步骤c,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控
制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V
信号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电
平24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令1”;
从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M9,M9值设为10~60秒;
所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T9;
当T9>M9时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电
平信号,说明从消解池中取液体注入计量器出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏发出报警信号,并执行步骤d;
当T9≤M9时,说明从消解池中取液体注入计量器正常,执行“指令3”,可编程控制1的数
字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端
KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀
发出低电平信号,并执行步骤d,然后返回步骤c;
步骤d,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出高电平24V信号,控
制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.1向两位三通阀发出高电平
24V信号,两位三通阀的A路导通,执行“指令2”;
从执行“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M10,M10值设为10~60秒;
所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,
说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T10;
当T10>M10时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电
平信号,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出出现异常,执行“指令3”,可编程控
制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
当T10≤M10时,说明从计量器中取液体经两位三通阀的A口排出正常,执行“指令3”,可编
程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令12”为启动光源和光电转换器,进行光电测量;所述“指令12”具体包括:
可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.5向光源发出高电平24V信号,光源打开
并发光,光经过石英消解室进入光电转换器,光电转换器将测得的光电压V经可编程控制器
的模拟量输入端V+和M输入到可编程控制器,经可编程控制器模数转换后,存储到可编程控
制器中,可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.5向光源发出低电平信号,关闭光
源;
所述“指令13”为启动消解池的加热功能;所述“指令13”具体包括:
消解池的温度传感器把测定温度经温度模块的输入端口A+和A-输入到温度模块,然后
输入到可编程控制器;
如果测定温度大于1000℃,说明温度传感器故障,可编程控制1通过触摸屏发出报警信
号,并终止下一步操作;
如果测定温度不大于1000℃,则执行下一步操作;
可编程控制器根据PID算法,通过数字量输出端Q1.3向消解池的加热用继电器发出高
电平24V信号,控制消解池的加热丝启动加热;
从启动加热开始计时;将预计测定温度达到要求的时间设为M11,M11值设为10~60秒;
所述温度传感器测定温度的增加量不小于0.3℃时,说明加热正在进行,停止计时,计
时结果计为T11;
当T11>M11时,此时所述温度传感器测定温度的增加量小于0.3℃,说明加热丝断路,可
编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
当T11≤M11时,所述温度传感器测定温度的增加量不小于0.3℃,执行下一步操作;
可编程控制器根据PID算法,控制消解室14内温度接近设定温度,误差为±0.3℃,并根
据设定保温时间T12秒,T12为120~800秒;保持T12后,可编程控制器通过数字量输出端Q1.3
向消解池的加热用继电器发出低电平2信号,执行下一步操作;
所述“指令14”为启动风扇给消解池降温;所述“指令14”具体包括:
设定温度设定值;当温度设定值低于温度传感器的测定温度时,可扩展数字量输出模
块的数字量输出端口KQ0.0向风扇发出高电平24V信号,风扇转动,消解室15内的温度降低,
当测定温度等于温度设定值时,可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.0向降温用
风扇发出低电平信号,风扇停止转动,执行下一步操作;
所述“指令15”为通过向石英消解室内吹气泡,搅拌石英消解室内混合液体;所述“指令
15”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电
器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信号,
控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平24V
信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令2”;
从执行“指令2”开始计时,记为T13;将预计吹气泡完成的时间设为M13,M13值设为10~
100秒;
当T13>M13时,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发
出低电平信号,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,
可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出低电平信号,执行下一步操作;
所述“指令16”为启动自动汲取水样;所述“指令16”具体包括:
可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4向截止阀和取水泵24发出高电平24V信
号,截止阀进入打开状态,取水泵24抽取水样至溢流杯,并从溢流杯的溢流口溢出;
自可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出高电平24V信号开始计时,记为
T14;通过触摸屏设定取样时间X,X值为60~1800秒;
当T14=X时,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号,抽水泵停
止抽水,截止阀进入截止状态;
自可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号开始计时,记为T15;通
过触摸屏设定取样时间Y,Y值为60~1800秒;
当T15=Y时,执行下一步操作;
所述“指令17”为从溢流杯中取水样注入计量器;所述“指令17”具体包括:
可编程控制1的数字量输出端Q1.1向多位阀的继电器J7发出高电平24V信号,控制继电
器J7打开,J7控制的多位阀端口K7与中心孔连通,然后执行“指令1”,溢流杯中的水样经多
位阀端口K7到中心孔,然后到计量器中的计量管;
从执行“指令1”开始计时,将预计计量管被注满的时间设为M16,M16值设为10~60秒;
当T16>M16时,上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,
说明从溢流杯中水样出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终
止下一步操作;
当T16≤M16时,说明从溢流杯中水样出现正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出
端Q1.1向多位阀的继电器J7发出低电平信号,执行下一步操作;
步骤2,通过执行以下指令,检查所述监测设备的各部件,并清洗消解池和计量器;
进行“指令11”,“指令12”;如果测得的光电压值小于0.5V说明光源或光电转换器出现
异常,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作,否则继续执行后面的指
令;
进行“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令
10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,如果测得的光电压值V小于1.5v说明光路系统即光源或光电转换器出现异常,可编程控制1
通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作,否则进行步骤3;
步骤3,使用标准样品对所述水质在线监测设备进行校准;
步骤3-1,通过触摸屏向可编程控制器输入标准样品的浓度M0和标准样品需要校准的次
数N;
步骤3-2,测量“零点液”的光电压值;“零点夜”是样品浓度为零的液体,采用蒸馏水作
“零点液”,即液体浓度C0=0;
步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-2-2;
步骤3-2-2,进行“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1进行保存,然后进行“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,系统将测定光电压值Vn2进行保存;
步骤3-2-3,将进行N次步骤3-2-2后求出的Vn1,即V11、V21……VN1进行保存,以及Vn2,即
V12、V22……VN2进行保存;根据算法An=log(Vn1/Vn2)计算出零点液的吸光度An,即A1、A2……AN并保存;
步骤3-3,测量标准样品的光电压值,标准样品的浓度为C1;
步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-3-2;
步骤3-3-2,进行“指令10”,“指令8”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1’进行保存,让后继续执行下面的指令,“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令
12”,将测定光电压值Vn2’进行保存,并根据算法An’=log(Vn1’/Vn2’)计算出标准样品的吸光度An’,即A1’、A2’……AN’并保存;
步骤3-4,根据步骤3-2测得的零点液的吸光度A1、A2……AN,根据算法 求出N次
测量零点液吸光度的平均值
根据算法 求出 并保存;
根据步骤3-3测得的标准样品的的吸光度A1’、A2’……AN’,根据算法 求出n次
测量零点液吸光度的平均值
根据算法 求出 并保存;
步骤4,通过触摸屏向可编程控制器设定监测的周期,即所述监测设备每间隔Xo小时启
动一次监测,Xo值为1~6,
通过触摸屏向可编程控制器设定“指令19”中的取水样时间T15和水样静止时间T16;
步骤5,启动监测;
步骤5-1,进行“指令10”,“指令16”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令18”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定的光电压值Vc1进行保存,然后继续进行“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,将测定光电压值Vc2进行保存;
步骤5-2,根据算法Ac=log(Vc1/Vc2)计算出水样的吸光度Ac并保存;
步骤5-3、根据算法Ac=kC+b,其中C为水样浓度,得出C=(Ac-b)/k,并保存;
将水样浓度C实时显示在触摸屏中,通过触摸屏查询历史水样浓度值;
步骤5-4、在监测周期Xo后,返回步骤4-1。

说明书全文

基于可编程控制器质在线监测设备及控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于水质监测设备领域,具体涉及一种基于可编程控制器的水质在线监测设备及控制方法。

背景技术

[0002] 水质监测,是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势,评价水质状况的过程。监测范围十分广泛,包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海
地下水)及各种各样的工业排水等。本发明中的水质在线监测设备主要是采用分光光度
法对水中的化学需量、氮、总氮、总磷和重金属元素进行实时监测,其原理是将水样与
两或三种试剂按照一定的流程混合反应,然后采用一定波长的光根据朗伯比尔定律采用分
光光度法测定水中的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷和重金属元素。
[0003] 水质在线监测设备包括采样单元、计量单元、反应器单元、检测单元、数据采集与控制单元等,目前水质在线监测设备的控制系统多采用单片微型计算机(单片机)技术,这
种技术的缺点是主控制板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响,从而导致以单片
机开发的水质在线监测设备的控制系统的抗干扰能差,故障率高。

发明内容

[0004] 针对上述存在的技术问题,本发明提供一种基于可编程控制器的水质在线监测设备,包括:控制系统、蠕动、步进电机驱动器、计量器、多位、两位三通阀、第一高压阀、消解池、第二高压阀、扇、截止阀、控制泵、溢流杯、第一试剂瓶、第二试剂瓶、标准样品瓶、第三试剂瓶和蒸馏水瓶;
[0005] 所述蠕动泵的一端与外界空气连通;
[0006] 所述步进电机驱动器连接并控制蠕动泵的进步电机;
[0007] 所述计量器包括计量管、上液位传感器、下液位传感器;所述计量器的一端与所述蠕动泵的另一端连接,计量器的另一端与所述多位阀的中心孔连接;
[0008] 所述多位阀包括中心孔、多位阀端口K1-K8和多位阀继电器J1-J8;
[0009] 所述中心孔分别与多位阀端口K1-K8连接;
[0010] 所述多位阀继电器J1-J8分别对应并控制所述多位阀端口K1-K8开闭;
[0011] 所述多位阀端口K2与第二试剂瓶连接;
[0012] 所述多位阀端口K4与第一试剂瓶连接;
[0013] 所述多位阀端口K5与蒸馏水瓶连接;
[0014] 所述多位阀端口K6与第三试剂瓶连接;
[0015] 所述多位阀端口K8与标准样品瓶连接;
[0016] 所述蒸馏水瓶用于容纳蒸馏水;
[0017] 所述标准样品瓶用于容纳实验要求的标准样品;
[0018] 所述第一试剂瓶用于容纳实验要求的第一试剂;所述第二试剂瓶用于容纳实验要求的第二试剂;所述第三试剂瓶用于容纳实验要求的第三试剂;
[0019] 所述两位三通阀的输入端与所述多位阀端口K3连接,其第一输出端连接废液桶,第二输出端连接废水桶;
[0020] 所述第一高压阀的两端分别与所述多位阀端口K1和消解池连接;
[0021] 所述消解池包括石英消解室、光源、光电转换器、加热丝、加热用继电器和温度传感器;
[0022] 所述光源和光电转换器分别相对安装在石英消解室的两侧;
[0023] 所述第二高压阀的两端分别与所述消解池和外界空气连接;
[0024] 所述风扇安装在消解池附近,用于为消解池降温;
[0025] 所述溢流杯的上端插入连接管,连接管的另一端与多位阀端口K7连接;所述溢流杯的上部与排液管连接,下端与截止阀连接;
[0026] 所述控制泵的两端分别与截止阀和水样。
[0027] 所述控制系统包括可编程控制器、与所述可编程控制器配套的温度模、可扩展数字量输出模块和触摸屏;其中,所述可编程控制器分别与温度模块和触摸屏连接;所述温
度模块与可扩展数字量输出模块连接。
[0028] 所述可编程控制器的第一输出端Q0.0连接至蠕动泵的步进电机驱动器的脉冲输入端;
[0029] 所述可编程控制器的第二输出端Q0.1连接至蠕动泵的步进电机驱动器的方向输入端;
[0030] 所述可编程控制器的第三输出端Q0.2连接至蠕动泵的步进电机驱动器的使能输入端;
[0031] 所述可编程控制器的第四输出端Q0.3连接至所述多位阀继电器J1;
[0032] 所述可编程控制器的第五输出端Q0.4连接至所述多位阀继电器J2;
[0033] 所述可编程控制器的第六输出端Q0.5连接至所述多位阀继电器J3;
[0034] 所述可编程控制器的第七输出端Q0.6连接至所述多位阀继电器J4;
[0035] 所述可编程控制器的第八输出端Q0.7连接至所述多位阀继电器J5;
[0036] 所述可编程控制器的第九输出端Q1.0连接至所述多位阀继电器J6;
[0037] 所述可编程控制器的第十一输出端Q1.1连接至所述多位阀继电器J7;
[0038] 所述可编程控制器的第十二输出端Q1.2连接至所述多位阀继电器J8;
[0039] 所述可编程控制器的第十三输出端Q1.3连接至控制所述加热用继电器;
[0040] 所述可扩展数字量输出模块的第一输出点KQ0.0连接至所述风扇;
[0041] 所述可扩展数字量输出模块的第二输出点KQ0.1连接至所述两位三通阀;
[0042] 所述可扩展数字量输出模块的第三输出点KQ0.2连接至所述第一高压阀;
[0043] 所述可扩展数字量输出模块的第四输出点KQ0.3连接至所述第二高压阀;
[0044] 所述可扩展数字量输出模块的第五输出点KQ0.4连接至所述截止阀的继电器和控制泵的继电器;
[0045] 所述可扩展数字量输出模块的第六输出点KQ0.5连接至所述光源;
[0046] 所述上液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.4;
[0047] 所述下液位传感器连接至所述可编程控制器的数字量输入端I0.5;
[0048] 所述温度传感器分别连接至所述温度模块的输入端A+和输入端A-;
[0049] 所述光电转换器连接所述至可编程控制器的模拟量输入端V+和输入端M。
[0050] 一种基于可编程控制器的水质在线监测设备的控制方法,采用上述的基于可编程控制器的水质在线监测设备,包括以下步骤:
[0051] 步骤1,在控制系统中建立“指令1”-“指令17”;
[0052] 所述“指令1”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照顺时针转动、按照一定速度转动;所述“指令1”具体包括:
[0053] 所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高电平24V信号控制所述蠕动泵启动;所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步
进电机驱动器的方向输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵顺时针转动;所述可编程控制
器的数字量输出端Q0.0通过向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲,脉冲频
率为50~2000Hz,控制步进电机按照相应速度转动;
[0054] 所述“指令2”为所述可编程控制器控制蠕动泵启动、按照逆时针转动、按照一定速度转动;所述“指令2”具体包括:
[0055] 所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器的使能输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵启动,所述可编程控制器的数字量输出端Q0.1向所述步进电
机驱动器的方向输入端发出低电平信号控制蠕动泵逆时针转动,所述可编程控制器的数字
量输出端Q0.0向步进电机驱动器的脉冲输入端发出一定频率的脉冲,脉冲频率为50~
2000Hz,控制所述蠕动泵按照相应速度转动;
[0056] 所述“指令3”为所述可编程控制器控制蠕动泵停止;所述“指令3”具体包括:
[0057] 所述可编程控制器的数字量输出端Q0.2向步进电机驱动器的使能输入端发出低电平信号控制蠕动泵停止;
[0058] 所述“指令4”为所述可编程控制器控制多位阀从蒸馏水瓶中取蒸馏水注入计量器;所述“指令4”具体包括:
[0059] 所述可编程控制器的数字量输出端Q0.7向多位阀的继电器J5发出高电平24V信号,控制继电器J5打开,J5控制的多位阀端口K5与中心孔连通,然后执行所述“指令1”,使所述蒸馏水瓶中的蒸馏水经多位阀端口K5到中心孔,然后到所述计量管;
[0060] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M1,M1值设为20~60秒;
[0061] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中蒸馏水已到达液位,停止计时,计时结果计为T1;
[0062] 当T1>M1时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从蒸馏水瓶取蒸馏水出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发
出报警信号,并终止下一步操作;
[0063] 当T1≤M1时,说明从蒸馏水瓶取蒸馏水正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.7向多位阀的继电器J5发出低电平信号,执行下一步操作;
[0064] 所述“指令5”为所述可编程控制器控制多位阀从第一试剂瓶中取第一试剂注入计量器,所述“指令5”具体包括:
[0065] 可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出高电平24V信号,控制继电器J4打开,J4控制的多位阀端口K4与中心孔连通,然后执行“指令1”,第一试剂瓶中的
第一试剂经多位阀端口K4到中心孔,然后到计量器中的计量管;
[0066] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M2,M2值设为20~60秒;
[0067] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中第一试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T2;
[0068] 当T2>M2时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第一试剂瓶取第一试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0069] 当T2≤M2时,说明从第一试剂瓶取第一试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀的继电器J4发出低电平信号,执行下一步操作;
[0070] 所述“指令6”为所述可编程控制器控制多位阀从第二试剂瓶中取第二试剂注入计量器,所述“指令6”具体包括:
[0071] 可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出高电平24V信号,控制继电器J2打开,J2控制的多位阀端口K2与中心孔连通,然后执行“指令1”,第二试剂瓶中的
第二试剂经多位阀端口K2到中心孔,然后到计量器中的计量管;
[0072] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M3,M3值设为20~60秒;
[0073] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中第二试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T3;
[0074] 当T3>M3时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第二试剂瓶取第二试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0075] 当T3≤M3时,说明从第二试剂瓶取第二试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀的继电器J2发出低电平信号,执行下一步操作;
[0076] 所述“指令7”为所述可编程控制器控制多位阀从第三试剂瓶中取第三试剂注入计量器,所述“指令7”具体包括:
[0077] 可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出高电平24V信号,控制继电器J6打开,J6控制的多位阀端口K6与中心孔连通,然后执行“指令1”,第三试剂瓶中的
第三试剂经多位阀端口K6到中心孔,然后到计量器中的计量管;
[0078] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M4,M4值设为20~60秒;
[0079] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中第三试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T4;
[0080] 当T4>M4时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第三试剂瓶取第三试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0081] 当T4≤M4时,说明从第三试剂瓶取第三试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀的继电器J6发出低电平信号,执行下一步操作;
[0082] 所述“指令8”为所述可编程控制器控制多位阀从标准样品瓶中取标准样品注入计量器,所述“指令8”具体包括:
[0083] 可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出高电平24V信号,控制继电器J8打开,J8控制的多位阀端口K8与中心孔连通,然后执行“指令1”,标准样品瓶中的
标准样品经多位阀端口K8到中心孔,然后到计量器中的计量管;
[0084] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M5,M5值设为20~60秒;
[0085] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中标准样品已到达液位,停止计时,计时结果计为T5;
[0086] 当T5>M5时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从标准样品瓶中取标准样品出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触
摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0087] 当T5≤M5时,说明从标准样品瓶中取标准样品正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀的继电器J8发出低电平信号,执行下一步操作;
[0088] 所述“指令9”为所述可编程控制器控制多位阀从计量器中取液体注入消解池,所述“指令9”具体包括:
[0089] 可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信
号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平
24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令2”;
[0090] 从执行所述“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M6,M6值设为10~60秒;
[0091] 所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T6;
[0092] 当T6>M6时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器中取液体注入石英消解室出现异常,执行“指令3”,可编程控制1
通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0093] 当T6≤M6时,说明从计量器中取液体注入石英消解室正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的
输出端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二
高压阀发出低电平信号,执行下一步操作;
[0094] 所述“指令10”为所述可编程控制器控制多位阀从消解池中取液体注入计量器,然后控制多位阀从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出,所述“指令10”具体包括:
[0095] 步骤a,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电
平24V信号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发
出高电平24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令1”;
[0096] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M7,M7值设为10~60秒;
[0097] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T7;
[0098] 当T7>M7时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从消解池中取液体注入计量器出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏发出报警信号,并执行步骤b;
[0099] 当T7≤M7时,说明从消解池中取液体注入计量器正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出
端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压
阀发出低电平信号,并执行步骤b,然后返回步骤a;
[0100] 步骤b,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出高电平24V信号,控制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.2向两位三通阀发出高
电平24V信号,两位三通阀的B路导通,执行“指令2”;
[0101] 从执行“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M8,M8值设为10~60秒;
[0102] 所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T8;
[0103] 当T8>M8时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出出现异常,执行“指令3”,可编
程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0104] 当T8≤M8时,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出低电平信号,执行下一步操作;
[0105] 所述“指令11”为所述可编程控制器控制多位阀从消解池中取液体注入计量器,然后控制多位阀从计量器中取液体经两位三通阀的A口排出,所述“指令11”具体包括:
[0106] 步骤c,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电
平24V信号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发
出高电平24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令1”;
[0107] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管被注满的时间设为M9,M9值设为10~60秒;
[0108] 所述计量器中的上液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T9;
[0109] 当T9>M9时,此时所述上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从消解池中取液体注入计量器出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏发出报警信号,并执行步骤d;
[0110] 当T9≤M9时,说明从消解池中取液体注入计量器正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出
端KQ0.2向第一高压阀发出低电平信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压
阀发出低电平信号,并执行步骤d,然后返回步骤c;
[0111] 步骤d,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出高电平24V信号,控制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.1向两位三通阀发出高
电平24V信号,两位三通阀的A路导通,执行“指令2”;
[0112] 从执行“指令2”开始计时;将预计计量管被排空的时间设为M10,M10值设为10~60秒;
[0113] 所述计量器中的下液位传感器向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T10;
[0114] 当T10>M10时,此时所述下液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器中取液体经两位三通阀的B口排出出现异常,执行“指令3”,可
编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0115] 当T10≤M10时,说明从计量器中取液体经两位三通阀的A口排出正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀的继电器J3发出低电平信号,执行下一步操
作;
[0116] 所述“指令12”为启动光源和光电转换器,进行光电测量;所述“指令12”具体包括:
[0117] 可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.5向光源发出高电平24V信号,光源打开并发光,光经过石英消解室进入光电转换器,光电转换器将测得的光电压V经可编程控
制器的模拟量输入端V+和M输入到可编程控制器,经可编程控制器模数转换后,存储到可编
程控制器中,可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.5向光源发出低电平信号,关闭
光源;
[0118] 所述“指令13”为启动消解池的加热功能;所述“指令13”具体包括:
[0119] 消解池的温度传感器把测定温度经温度模块的输入端口A+和A-输入到温度模块,然后输入到可编程控制器;
[0120] 如果测定温度大于1000℃,说明温度传感器故障,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0121] 如果测定温度不大于1000℃,则执行下一步操作;
[0122] 可编程控制器根据PID算法,通过数字量输出端Q1.3向消解池的加热用继电器发出高电平24V信号,控制消解池的加热丝启动加热;
[0123] 从启动加热开始计时;将预计测定温度达到要求的时间设为M11,M11值设为10~60秒;
[0124] 所述温度传感器测定温度的增加量不小于0.3℃时,说明加热正在进行,停止计时,计时结果计为T11;
[0125] 当T11>M11时,此时所述温度传感器测定温度的增加量小于0.3℃,说明加热丝断路,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作;
[0126] 当T11≤M11时,所述温度传感器测定温度的增加量不小于0.3℃,执行下一步操作;
[0127] 可编程控制器根据PID算法,控制消解室14内温度接近设定温度,误差为±0.3℃,并根据设定保温时间T12秒,T12为120~800秒;保持T12后,可编程控制器通过数字量输出端
Q1.3向消解池的加热用继电器发出低电平2信号,执行下一步操作;
[0128] 所述“指令14”为启动风扇给消解池降温;所述“指令14”具体包括:
[0129] 设定温度设定值;当温度设定值低于温度传感器的测定温度时,可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.0向风扇发出高电平24V信号,风扇转动,消解室15内的温度
降低,当测定温度等于温度设定值时,可扩展数字量输出模块的数字量输出端口KQ0.0向降
温用风扇发出低电平信号,风扇停止转动,执行下一步操作;
[0130] 所述“指令15”为通过向石英消解室内吹气泡,搅拌石英消解室内混合液体;所述“指令15”具体包括:
[0131] 可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出高电平24V信
号,控制第一高压阀打开,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出高电平
24V信号,控制第二高压阀打开,然后执行“指令2”;
[0132] 从执行“指令2”开始计时,记为T13;将预计吹气泡完成的时间设为M13,M13值设为10~100秒;
[0133] 当T13>M13时,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀的继电器J1发出低电平信号,然后可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.2向第一高压阀发出低电平
信号,可扩展数字量输出模块的输出端KQ0.3向第二高压阀发出低电平信号,执行下一步操
作;
[0134] 所述“指令16”为启动自动汲取水样;所述“指令16”具体包括:
[0135] 可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4向截止阀和取水泵24发出高电平24V信号,截止阀进入打开状态,取水泵24抽取水样至溢流杯,并从溢流杯的溢流口溢出;
[0136] 自可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出高电平24V信号开始计时,记为T14;通过触摸屏设定取样时间X,X值为60~1800秒;
[0137] 当T14=X时,可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号,抽水泵停止抽水,截止阀进入截止状态;
[0138] 自可扩展数字量输出模块的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号开始计时,记为T15;通过触摸屏设定取样时间Y,Y值为60~1800秒;
[0139] 当T15=Y时,执行下一步操作;
[0140] 所述“指令17”为从溢流杯中取水样注入计量器;所述“指令17”具体包括:
[0141] 可编程控制1的数字量输出端Q1.1向多位阀的继电器J7发出高电平24V信号,控制继电器J7打开,J7控制的多位阀端口K7与中心孔连通,然后执行“指令1”,溢流杯中的水样
经多位阀端口K7到中心孔,然后到计量器中的计量管;
[0142] 从执行“指令1”开始计时,将预计计量管被注满的时间设为M16,M16值设为10~60秒;
[0143] 当T16>M16时,上液位传感器未向可编程控制器的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从溢流杯中水样出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏发出报警信
号,并终止下一步操作;
[0144] 当T16≤M16时,说明从溢流杯中水样出现正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.1向多位阀的继电器J7发出低电平信号,执行下一步操作;
[0145] 步骤2,通过执行以下指令,检查所述监测设备的各部件,并清洗消解池和计量器;
[0146] 进行“指令11”,“指令12”;如果测得的光电压值小于0.5V说明光源或光电转换器出现异常,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作,否则继续执行后面
的指令;
[0147] 进行“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,如果测得的光电压值V小于1.5v说明光路系统即光源或光电转换器出现异常,可编程控制1通过触摸屏发出报警信号,并终止下一步操作,否则进行步骤3;
[0148] 步骤3,使用标准样品对所述水质在线监测设备进行校准;
[0149] 步骤3-1,通过触摸屏向可编程控制器输入标准样品的浓度M0和标准样品需要校准的次数N;
[0150] 步骤3-2,测量“零点液”的光电压值;“零点夜”是样品浓度为零的液体,采用蒸馏水作“零点液”,即液体浓度C0=0;
[0151] 步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-2-2;
[0152] 步骤3-2-2,进行“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1进行保存,然后进行“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令
4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,系统将测定光电压值Vn2进行保存;
[0153] 步骤3-2-3,将进行N次步骤3-2-2后求出的Vn1,即V11、V21……VN1进行保存,以及Vn2,即V12、V22……VN2进行保存;根据算法An=log(Vn1/Vn2)计算出零点液的吸光度An,即A1、A2……AN并保存;
[0154] 步骤3-3,测量标准样品的光电压值,标准样品的浓度为C1;
[0155] 步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-3-2;
[0156] 步骤3-3-2,进行“指令10”,“指令8”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1’进行保存,让后继续执行下面的指令,“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,将测定光电压值Vn2’进行保存,并根据算法An’=log(Vn1’/Vn2’)计算出标准样品的吸光度An’,即A1’、A2’……AN’并保存;
[0157] 步骤3-4,根据步骤3-2测得的零点液的吸光度A1、A2……AN,根据算法 求出N次测量零点液吸光度的平均值
[0158] 根据算法 求出 并保存;
[0159] 根据步骤3-3测得的标准样品的的吸光度A1’、A2’……AN’,根据算法 求出n次测量零点液吸光度的平均值
[0160] 根据算法 求出 并保存;
[0161] 步骤4,通过触摸屏向可编程控制器设定监测的周期,即所述监测设备每间隔Xo小时启动一次监测,Xo值为1~6,
[0162] 通过触摸屏向可编程控制器设定“指令19”中的取水样时间T15和水样静止时间T16;
[0163] 步骤5,启动监测;
[0164] 步骤5-1,进行“指令10”,“指令16”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令18”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定的光电压值Vc1进行保存,然后继续进行“指令
11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,将测定光电压值Vc2进行保存;
[0165] 步骤5-2,根据算法Ac=log(Vc1/Vc2)计算出水样的吸光度Ac并保存;
[0166] 步骤5-3、根据算法Ac=kC+b,其中C为水样浓度,得出C=(Ac-b)/k,并保存;
[0167] 将水样浓度C实时显示在触摸屏中,通过触摸屏查询历史水样浓度值;
[0168] 步骤5-4、在监测周期Xo后,返回步骤4-1。
[0169] 本发明的有益效果:
[0170] 本发明提出一种基于可编程控制器的水质在线监测设备及控制方法,基于可编程控制器的水质在线监测设备性能稳定,抗环境电磁干扰能力强,采用模块化设计,易于现场
维护。
[0171] 本发明设计合理,易于实现,具有很好的实用价值。附图说明
[0172] 图1和图2为本发明具体实施方式中所述基于可编程控制器的水质在线监测设备的结构示意图。
[0173] 图中:1、可编程控制器;2、温度模块;3、可扩展数字量输出模块;4、触摸屏;5、蠕动泵;6、步进电机驱动器;7、计量器;8、计量管;9、上液位传感器;10、下液位传感器;11、多位阀;12、两位三通阀;13、第一高压阀;14、消解池;15、石英消解室;16、光源;17、光电转换器;18、第二高压阀;19、加热丝;20、加热用继电器;21、风扇;22、温度传感器;23、截止阀;24、控制泵;25、溢流杯;26、第一试剂瓶;27、第二试剂瓶;28、标准样品瓶;29、第三试剂瓶;30、蒸馏水瓶。

具体实施方式

[0174] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明做出进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并
不用于限定本发明。
[0175] 针对现有技术的缺点,本发明提出一种基于可编程控制器的水质在线监测设备及控制方法,以达到提高稳定性和抗干扰能力,无需焊接电路板,接线方便,易于功能扩展
的目的。
[0176] 一种基于可编程控制器的水质在线监测设备,如图1和图2所示,包括控制系统、蠕动泵5、步进电机驱动器6、计量器7、多位阀11、两位三通阀12、第一高压阀13、消解池14、第二高压阀18、风扇21、截止阀23、控制泵24、溢流杯25、第一试剂瓶26、第二试剂瓶27、标准样品瓶28、第三试剂瓶29和蒸馏水瓶30;
[0177] 所述蠕动泵5的一端与外界空气连通;
[0178] 所述步进电机驱动器6连接并控制蠕动泵5的进步电机;
[0179] 所述计量器7包括计量管8、上液位传感器9、下液位传感器10;所述计量器7的一端与所述蠕动泵5的另一端连接,计量器7的另一端与所述多位阀11的中心孔连接;
[0180] 所述多位阀11包括中心孔、多位阀端口K1-K8和多位阀继电器J1-J8;
[0181] 所述中心孔分别与多位阀端口K1-K8连接;
[0182] 所述多位阀继电器J1-J8分别对应并控制所述多位阀端口K1-K8开闭;
[0183] 所述多位阀端口K2与第二试剂瓶27连接;
[0184] 所述多位阀端口K4与第一试剂瓶26连接;
[0185] 所述多位阀端口K5与蒸馏水瓶30连接;
[0186] 所述多位阀端口K6与第三试剂瓶29连接;
[0187] 所述多位阀端口K8与标准样品瓶28连接;
[0188] 所述蒸馏水瓶30用于容纳蒸馏水;
[0189] 所述标准样品瓶28用于容纳实验要求的标准样品;
[0190] 所述第一试剂瓶26用于容纳实验要求的第一试剂;所述第二试剂瓶27用于容纳实验要求的第二试剂;所述第三试剂瓶29用于容纳实验要求的第三试剂;
[0191] 所述两位三通阀12的输入端与所述多位阀端口K3连接,其第一输出端连接废液桶,第二输出端连接废水桶;
[0192] 所述第一高压阀13的两端分别与所述多位阀端口K1和消解池14连接;
[0193] 所述消解池14包括石英消解室15、光源16、光电转换器17、加热丝19、加热用继电器20和温度传感器22;
[0194] 所述光源16和光电转换器17分别相对安装在石英消解室15的两侧;
[0195] 所述第二高压阀18的两端分别与所述消解池14和外界空气连接;
[0196] 所述风扇21安装在消解池14附近,用于为消解池14降温;
[0197] 所述溢流杯25的上端插入连接管,连接管的另一端与多位阀端口K7连接;所述溢流杯25的上部与排液管连接,下端与截止阀23连接;
[0198] 所述控制泵24的两端分别与截止阀23和水样;
[0199] 所述控制系统包括可编程控制器1、与所述可编程控制器1配套的温度模块2、可扩展数字量输出模块3和触摸屏4;其中,所述可编程控制器1分别与温度模块2和触摸屏4连
接;所述温度模块2与可扩展数字量输出模块3连接;
[0200] 所述可编程控制器1的第一输出端Q0.0连接至蠕动泵5的步进电机驱动器6的脉冲输入端;
[0201] 所述可编程控制器1的第二输出端Q0.1连接至蠕动泵5的步进电机驱动器6的方向输入端;
[0202] 所述可编程控制器1的第三输出端Q0.2连接至蠕动泵5的步进电机驱动器6的使能输入端;
[0203] 所述可编程控制器1的第四输出端Q0.3连接至所述多位阀继电器J1;
[0204] 所述可编程控制器1的第五输出端Q0.4连接至所述多位阀继电器J2;
[0205] 所述可编程控制器1的第六输出端Q0.5连接至所述多位阀继电器J3;
[0206] 所述可编程控制器1的第七输出端Q0.6连接至所述多位阀继电器J4;
[0207] 所述可编程控制器1的第八输出端Q0.7连接至所述多位阀继电器J5;
[0208] 所述可编程控制器1的第九输出端Q1.0连接至所述多位阀继电器J6;
[0209] 所述可编程控制器1的第十一输出端Q1.1连接至所述多位阀继电器J7;
[0210] 所述可编程控制器1的第十二输出端Q1.2连接至所述多位阀继电器J8;
[0211] 所述可编程控制器1的第十三输出端Q1.3连接至控制所述加热用继电器20;
[0212] 所述可扩展数字量输出模块3的第一输出点KQ0.0连接至所述风扇21;
[0213] 所述可扩展数字量输出模块3的第二输出点KQ0.1连接至所述两位三通阀12;
[0214] 所述可扩展数字量输出模块3的第三输出点KQ0.2连接至所述第一高压阀13;
[0215] 所述可扩展数字量输出模块3的第四输出点KQ0.3连接至所述第二高压阀18;
[0216] 所述可扩展数字量输出模块3的第五输出点KQ0.4连接至所述截止阀23的继电器和控制泵24的继电器;
[0217] 所述可扩展数字量输出模块3的第六输出点KQ0.5连接至所述光源16;
[0218] 所述上液位传感器9连接至所述可编程控制器1的数字量输入端I0.4;
[0219] 所述下液位传感器10连接至所述可编程控制器1的数字量输入端I0.5;
[0220] 所述温度传感器22分别连接至所述温度模块2的输入端A+和输入端A-;
[0221] 所述光电转换器17连接所述至可编程控制器1的模拟量输入端V+和输入端M;
[0222] 一种基于可编程控制器的水质在线监测设备的控制方法,采用上述基于可编程控制器的水质在线监测设备,包括以下步骤:
[0223] 步骤1,在控制系统中建立“指令1”-“指令17”;
[0224] 所述“指令1”为所述可编程控制器1控制蠕动泵5启动、按照顺时针转动、按照一定速度转动;所述“指令1”具体包括:
[0225] 所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器6的使能输入端发出高电平24V信号控制所述蠕动泵5启动;所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.1向所
述步进电机驱动器6的方向输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵5顺时针转动;所述可编
程控制器1的数字量输出端Q0.0通过向步进电机驱动器6的脉冲输入端发出一定频率的脉
冲,脉冲频率为50~2000Hz,控制步进电机按照相应速度转动;
[0226] 所述“指令2”为所述可编程控制器1控制蠕动泵5启动、按照逆时针转动、按照一定速度转动;所述“指令2”具体包括:
[0227] 所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.2向所述步进电机驱动器6的使能输入端发出高电平24V信号控制蠕动泵5启动,所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.1向所述步
进电机驱动器6的方向输入端发出低电平信号控制蠕动泵5逆时针转动,所述可编程控制器
1的数字量输出端Q0.0向步进电机驱动器6的脉冲输入端发出一定频率的脉冲,脉冲频率为
50~2000Hz,控制所述蠕动泵5按照相应速度转动;
[0228] 所述“指令3”为所述可编程控制器1控制蠕动泵5停止;所述“指令3”具体包括:
[0229] 所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.2向步进电机驱动器6的使能输入端发出低电平信号控制蠕动泵5停止;
[0230] 所述“指令4”为所述可编程控制器1控制多位阀11从蒸馏水瓶30中取蒸馏水注入计量器7;所述“指令4”具体包括:
[0231] 所述可编程控制器1的数字量输出端Q0.7向多位阀11的继电器J5发出高电平24V信号,控制继电器J5打开,J5控制的多位阀端口K5与中心孔连通,然后执行所述“指令1”,使所述蒸馏水瓶30中的蒸馏水经多位阀端口K5到中心孔,然后到所述计量管8;
[0232] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M1,M1值设为20~60秒;
[0233] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中蒸馏水已到达液位,停止计时,计时结果计为T1;
[0234] 当T1>M1时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从蒸馏水瓶30取蒸馏水出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸
屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0235] 当T1≤M1时,说明从蒸馏水瓶30取蒸馏水正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.7向多位阀11的继电器J5发出低电平信号,执行下一步操作;
[0236] 所述“指令5”为所述可编程控制器1控制多位阀11从第一试剂瓶26中取第一试剂注入计量器7,所述“指令5”具体包括:
[0237] 可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀11的继电器J4发出高电平24V信号,控制继电器J4打开,J4控制的多位阀端口K4与中心孔连通,然后执行“指令1”,第一试剂瓶26
中的第一试剂经多位阀端口K4到中心孔,然后到计量器7中的计量管8;
[0238] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M2,M2值设为20~60秒;
[0239] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中第一试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T2;
[0240] 当T2>M2时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第一试剂瓶26取第一试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0241] 当T2≤M2时,说明从第一试剂瓶26取第一试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.6向多位阀11的继电器J4发出低电平信号,执行下一步操作;
[0242] 所述“指令6”为所述可编程控制器1控制多位阀11从第二试剂瓶27中取第二试剂注入计量器7,所述“指令6”具体包括:
[0243] 可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀11的继电器J2发出高电平24V信号,控制继电器J2打开,J2控制的多位阀端口K2与中心孔连通,然后执行“指令1”,第二试剂瓶27
中的第二试剂经多位阀端口K2到中心孔,然后到计量器7中的计量管8;
[0244] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M3,M3值设为20~60秒;
[0245] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中第二试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T3;
[0246] 当T3>M3时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第二试剂瓶27取第二试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0247] 当T3≤M3时,说明从第二试剂瓶27取第二试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.4向多位阀11的继电器J2发出低电平信号,执行下一步操作;
[0248] 所述“指令7”为所述可编程控制器1控制多位阀11从第三试剂瓶29中取第三试剂注入计量器7,所述“指令7”具体包括:
[0249] 可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀11的继电器J6发出高电平24V信号,控制继电器J6打开,J6控制的多位阀端口K6与中心孔连通,然后执行“指令1”,第三试剂瓶29
中的第三试剂经多位阀端口K6到中心孔,然后到计量器7中的计量管8;
[0250] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M4,M4值设为20~60秒;
[0251] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中第三试剂已到达液位,停止计时,计时结果计为T4;
[0252] 当T4>M4时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从第三试剂瓶29取第三试剂出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过
触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0253] 当T4≤M4时,说明从第三试剂瓶29取第三试剂正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.0向多位阀11的继电器J6发出低电平信号,执行下一步操作;
[0254] 所述“指令8”为所述可编程控制器1控制多位阀11从标准样品瓶28中取标准样品注入计量器7,所述“指令8”具体包括:
[0255] 可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀11的继电器J8发出高电平24V信号,控制继电器J8打开,J8控制的多位阀端口K8与中心孔连通,然后执行“指令1”,标准样品瓶28
中的标准样品经多位阀端口K8到中心孔,然后到计量器7中的计量管8;
[0256] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M5,M5值设为20~60秒;
[0257] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中标准样品已到达液位,停止计时,计时结果计为T5;
[0258] 当T5>M5时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从标准样品瓶28中取标准样品出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通
过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0259] 当T5≤M5时,说明从标准样品瓶28中取标准样品正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.2向多位阀11的继电器J8发出低电平信号,执行下一步操作;
[0260] 所述“指令9”为所述可编程控制器1控制多位阀11从计量器7中取液体注入消解池14,所述“指令9”具体包括:
[0261] 可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出高电平
24V信号,控制第一高压阀13打开,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3向第二高压阀18
发出高电平24V信号,控制第二高压阀18打开,然后执行“指令2”;
[0262] 从执行所述“指令2”开始计时;将预计计量管8被排空的时间设为M6,M6值设为10~60秒;
[0263] 所述计量器7中的下液位传感器10向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管8中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T6;
[0264] 当T6>M6时,此时所述下液位传感器10未向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器7中取液体注入石英消解室15出现异常,执行“指令3”,可编程
控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0265] 当T6≤M6时,说明从计量器7中取液体注入石英消解室15正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出
模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出低电平信号,可扩展数字量输出模块3的输出端
KQ0.3向第二高压阀18发出低电平信号,执行下一步操作;
[0266] 所述“指令10”为所述可编程控制器1控制多位阀11从消解池14中取液体注入计量器7,然后控制多位阀11从计量器7中取液体经两位三通阀12的B口排出,所述“指令10”具体
包括:
[0267] 步骤a,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发
出高电平24V信号,控制第一高压阀13打开,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3向第二
高压阀18发出高电平24V信号,控制第二高压阀18打开,然后执行“指令1”;
[0268] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M7,M7值设为10~60秒;
[0269] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T7;
[0270] 当T7>M7时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从消解池14中取液体注入计量器7出现异常,执行“指令3”,可编程控制
1通过触摸屏4发出报警信号,并执行步骤b;
[0271] 当T7≤M7时,说明从消解池14中取液体注入计量器7正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块3
的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出低电平信号,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3
向第二高压阀18发出低电平信号,并执行步骤b,然后返回步骤a;
[0272] 步骤b,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀11的继电器J3发出高电平24V信号,控制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.2向两位三通阀12
发出高电平24V信号,两位三通阀12的B路导通,执行“指令2”;
[0273] 从执行“指令2”开始计时;将预计计量管8被排空的时间设为M8,M8值设为10~60秒;
[0274] 所述计量器7中的下液位传感器10向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管8中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T8;
[0275] 当T8>M8时,此时所述下液位传感器10未向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器7中取液体经两位三通阀12的B口排出出现异常,执行“指令
3”,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0276] 当T8≤M8时,说明从计量器7中取液体经两位三通阀12的B口排出正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀11的继电器J3发出低电平信号,执行下一步
操作;
[0277] 所述“指令11”为所述可编程控制器1控制多位阀11从消解池14中取液体注入计量器7,然后控制多位阀11从计量器7中取液体经两位三通阀12的A口排出,所述“指令11”具体
包括:
[0278] 步骤c,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发
出高电平24V信号,控制第一高压阀13打开,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3向第二
高压阀18发出高电平24V信号,控制第二高压阀18打开,然后执行“指令1”;
[0279] 从执行所述“指令1”开始计时;将预计计量管8被注满的时间设为M9,M9值设为10~60秒;
[0280] 所述计量器7中的上液位传感器9向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明所述计量管8中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T9;
[0281] 当T9>M9时,此时所述上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从消解池14中取液体注入计量器7出现异常,执行“指令3”,可编程控制
1通过触摸屏4发出报警信号,并执行步骤d;
[0282] 当T9≤M9时,说明从消解池14中取液体注入计量器7正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出低电平信号,可扩展数字量输出模块3
的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出低电平信号,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3
向第二高压阀18发出低电平信号,并执行步骤d,然后返回步骤c;
[0283] 步骤d,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀11的继电器J3发出高电平24V信号,控制继电器J3打开,可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.1向两位三通阀12
发出高电平24V信号,两位三通阀12的A路导通,执行“指令2”;
[0284] 从执行“指令2”开始计时;将预计计量管8被排空的时间设为M10,M10值设为10~60秒;
[0285] 所述计量器7中的下液位传感器10向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明所述计量管8中液体已到达液位,停止计时,计时结果计为T10;
[0286] 当T10>M10时,此时所述下液位传感器10未向可编程控制器1的数值量输入端I0.5发出高电平信号,说明从计量器7中取液体经两位三通阀12的B口排出出现异常,执行“指令
3”,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0287] 当T10≤M10时,说明从计量器7中取液体经两位三通阀12的A口排出正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.5向多位阀11的继电器J3发出低电平信号,执行下一
步操作;
[0288] 所述“指令12”为启动光源16和光电转换器17,进行光电测量;所述“指令12”具体包括:
[0289] 可扩展数字量输出模块3的数字量输出端口KQ0.5向光源16发出高电平24V信号,光源16打开并发光,光经过石英消解室15进入光电转换器17,光电转换器17将测得的光电
压V经可编程控制器1的模拟量输入端V+和M输入到可编程控制器1,经可编程控制器1模数
转换后,存储到可编程控制器1中,可扩展数字量输出模块3的数字量输出端口KQ0.5向光源
16发出低电平信号,关闭光源16;
[0290] 所述“指令13”为启动消解池14的加热功能;所述“指令13”具体包括:
[0291] 消解池14的温度传感器22把测定温度经温度模块2的输入端口A+和A-输入到温度模块2,然后输入到可编程控制器1;
[0292] 如果测定温度大于1000℃,说明温度传感器22故障,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0293] 如果测定温度不大于1000℃,则执行下一步操作;
[0294] 可编程控制器1根据PID算法,通过数字量输出端Q1.3向消解池14的加热用继电器20发出高电平24V信号,控制消解池14的加热丝19启动加热;
[0295] 从启动加热开始计时;将预计测定温度达到要求的时间设为M11,M11值设为10~60秒;
[0296] 所述温度传感器22测定温度的增加量不小于0.3℃时,说明加热正在进行,停止计时,计时结果计为T11;
[0297] 当T11>M11时,此时所述温度传感器22测定温度的增加量小于0.3℃,说明加热丝19断路,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作;
[0298] 当T11≤M11时,所述温度传感器22测定温度的增加量不小于0.3℃,执行下一步操作;
[0299] 可编程控制器1根据PID算法,控制消解室14内温度接近设定温度,误差为±0.3℃,并根据设定保温时间T12秒,T12为120~800秒;保持T12后,可编程控制器1通过数字量输
出端Q1.3向消解池14的加热用继电器20发出低电平2信号,执行下一步操作;
[0300] 所述“指令14”为启动风扇21给消解池14降温;所述“指令14”具体包括:
[0301] 设定温度设定值;当温度设定值低于温度传感器22的测定温度时,可扩展数字量输出模块3的数字量输出端口KQ0.0向风扇21发出高电平24V信号,风扇21转动,消解室15内
的温度降低,当测定温度等于温度设定值时,可扩展数字量输出模块3的数字量输出端口
KQ0.0向降温用风扇21发出低电平信号,风扇21停止转动,执行下一步操作;
[0302] 所述“指令15”为通过向石英消解室15内吹气泡,搅拌石英消解室15内混合液体;所述“指令15”具体包括:
[0303] 可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出高电平24V信号,控制继电器J1打开,然后可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出高电平
24V信号,控制第一高压阀13打开,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3向第二高压阀18
发出高电平24V信号,控制第二高压阀18打开,然后执行“指令2”;
[0304] 从执行“指令2”开始计时,记为T13;将预计吹气泡完成的时间设为M13,M13值设为10~100秒;
[0305] 当T13>M13时,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q0.3向多位阀11的继电器J1发出低电平信号,然后可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.2向第一高压阀13发出低
电平信号,可扩展数字量输出模块3的输出端KQ0.3向第二高压阀18发出低电平信号,执行
下一步操作;
[0306] 所述“指令16”为启动自动汲取水样;所述“指令16”具体包括:
[0307] 可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.4向截止阀23和取水泵24发出高电平24V信号,截止阀23进入打开状态,取水泵24抽取水样至溢流杯25,并从溢流杯25的溢流
口溢出;
[0308] 自可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.4发出高电平24V信号开始计时,记为T14;通过触摸屏4设定取样时间X,X值为60~1800秒;
[0309] 当T14=X时,可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号,抽水泵停止抽水,截止阀23进入截止状态;
[0310] 自可扩展数字量输出模块3的数字量输出口KQ0.4发出低电平信号开始计时,记为T15;通过触摸屏4设定取样时间Y,Y值为60~1800秒;
[0311] 当T15=Y时,执行下一步操作;
[0312] 所述“指令17”为从溢流杯25中取水样注入计量器7;所述“指令17”具体包括:
[0313] 可编程控制1的数字量输出端Q1.1向多位阀11的继电器J7发出高电平24V信号,控制继电器J7打开,J7控制的多位阀端口K7与中心孔连通,然后执行“指令1”,溢流杯25中的
水样经多位阀端口K7到中心孔,然后到计量器7中的计量管8;
[0314] 从执行“指令1”开始计时,将预计计量管8被注满的时间设为M16,M16值设为10~60秒;
[0315] 当T16>M16时,上液位传感器9未向可编程控制器1的数值量输入端I0.4发出高电平信号,说明从溢流杯25中水样出现异常,执行“指令3”,可编程控制1通过触摸屏4发出报
警信号,并终止下一步操作;
[0316] 当T16≤M16时,说明从溢流杯25中水样出现正常,执行“指令3”,可编程控制1的数字量输出端Q1.1向多位阀11的继电器J7发出低电平信号,执行下一步操作;
[0317] 步骤2,通过执行以下指令,检查所述监测设备的各部件,并清洗消解池14和计量器7;
[0318] 进行“指令11”,“指令12”;如果测得的光电压值小于0.5V说明光源16或光电转换器17出现异常,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作,否则继续执行
后面的指令;
[0319] 进行“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,如果测得的光电压值V小于1.5v说明光路系统即光源16或光电转换器17出现异常,可编程控制1通过触摸屏4发出报警信号,并终止下一步操作,否则进行步骤3;
[0320] 步骤3,使用标准样品对所述水质在线监测设备进行校准;
[0321] 步骤3-1,通过触摸屏4向可编程控制器1输入标准样品的浓度M0和标准样品需要校准的次数N;
[0322] 步骤3-2,测量“零点液”的光电压值;“零点夜”是样品浓度为零的液体,采用蒸馏水作“零点液”,即液体浓度C0=0;
[0323] 步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-2-2;
[0324] 步骤3-2-2,进行“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1进行保存,然后进行“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令
4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,系统将测定光电压值Vn2进行保存;
[0325] 步骤3-2-3,将进行N次步骤3-2-2后求出的Vn1,即V11、V21……VN1进行保存,以及Vn2,即V12、V22……VN2进行保存;根据算法An=log(Vn1/Vn2)计算出零点液的吸光度An,即A1、A2……AN并保存;
[0326] 步骤3-3,测量标准样品的光电压值,标准样品的浓度为C1;
[0327] 步骤3-2-1,根据步骤3-1中输入的标准样品校准次数N,执行N次步骤3-3-2;
[0328] 步骤3-3-2,进行“指令10”,“指令8”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令15”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定光电压值Vn1’进行保存,让后继续执行下面的指令,“指令11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,将测定光电压值Vn2’进行保存,并根据算法An’=log(Vn1’/Vn2’)计算出标准样品的吸光度An’,即A1’、A2’……AN’并保存;
[0329] 步骤3-4,根据步骤3-2测得的零点液的吸光度A1、A2……AN,根据算法 求出N次测量零点液吸光度的平均值
[0330] 根据算法 求出 并保存;
[0331] 根据步骤3-3测得的标准样品的的吸光度A1’、A2’……AN’,根据算法 求出n次测量零点液吸光度的平均值
[0332] 根据算法 求出 并保存;
[0333] 步骤4,通过触摸屏4向可编程控制器1设定监测的周期,即所述监测设备每间隔Xo小时启动一次监测,Xo值为1~6,
[0334] 通过触摸屏4向可编程控制器1设定“指令19”中的取水样时间T15和水样静止时间T16;
[0335] 步骤5,启动监测;
[0336] 步骤5-1,进行“指令10”,“指令16”,“指令9”,“指令5”,“指令6”,“指令7”,“指令18”,“指令13”,“指令14”,“指令12”,将测定的光电压值Vc1进行保存,然后继续进行“指令
11”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令10”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令4”,“指令9”,“指令12”,将测定光电压值Vc2进行保存;
[0337] 步骤5-2,根据算法Ac=log(Vc1/Vc2)计算出水样的吸光度Ac并保存;
[0338] 步骤5-3、根据算法Ac=kC+b,其中C为水样浓度,得出C=(Ac-b)/k,并保存;
[0339] 将水样浓度C实时显示在触摸屏4中,通过触摸屏4查询历史水样浓度值;
[0340] 步骤5-4、在监测周期Xo后,返回步骤4-1。
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