一種智能電源控制器及其在活性污泥法污水處理中的應(yīng)用
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種智能電源控制器及其在活性污泥法污水處理中的應(yīng)用。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]活性污泥法是一種常用的污水處理辦法。在曝氣池內(nèi)提供一定污水停留時(shí)間，通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。鼓風(fēng)曝氣通過增加污水中溶氧量來提高微生物活動(dòng)能力，因此曝氣時(shí)間是提高污水處理質(zhì)量和降低能耗的關(guān)鍵部分。目前市場上存在著多種可定時(shí)的電源開關(guān)控制器，但是他們普遍存在著使用面窄，可控性差的局限性。為此，本研宄提出了一種可以遠(yuǎn)程控制的智能電源系統(tǒng)來運(yùn)用到活性污泥法處理污水中。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種可以遠(yuǎn)程控制的智能電源控制器，以及所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明提供一種智能電源控制器，包括信號(hào)處理器、顯示控制模塊(優(yōu)選IXD顯示控制模塊)、固態(tài)繼電器、板級(jí)支持包(Board Support Package)和程序模塊，所述信號(hào)處理器通過通用輸入/輸出模塊(GP1)與鍵盤、顯示控制模塊和固態(tài)繼電器連接，所述固態(tài)繼電器與電源連接，同時(shí)信號(hào)處理器通過串行通信接口(SCI)模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級(jí)支持包界于信號(hào)處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實(shí)時(shí)嵌入式UCOS — II內(nèi)核和應(yīng)用進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊包括串口通信進(jìn)程模塊、主進(jìn)程模塊、繼電器控制進(jìn)程模塊和現(xiàn)場設(shè)置進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊與實(shí)時(shí)嵌入式UCOS -1I內(nèi)核相應(yīng)接口連接。
[0006]進(jìn)一步，所述信號(hào)處理器連接存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元為FLASH存儲(chǔ)單元或RAM存儲(chǔ)單元。
[0007]進(jìn)一步，所述信號(hào)處理器為高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP(DSP56F807)芯片。
[0008]本發(fā)明還提供一種所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應(yīng)用，具體所述的應(yīng)用是在污水處理曝氣池中設(shè)置與電腦連接的溶解氧傳感器，將智能電源系統(tǒng)通過RS485串行通信接口與電腦連接，若曝氣池中溶解氧濃度小于或等于2mg/L，則繼續(xù)通電，若大于2mg/L時(shí)，則斷電。
[0009]本發(fā)明所述的智能電源控制器，即是按照用戶事先設(shè)定的時(shí)間，通過固態(tài)繼電器對(duì)電源實(shí)施接通、斷開操作的控制器件。它既可以作為獨(dú)立控制器件使用，也可以通過RS-485接口接入總線網(wǎng)絡(luò)，作為網(wǎng)絡(luò)控制終端使用。當(dāng)它作為一個(gè)獨(dú)立控制器件使用時(shí)，用戶可以通過鍵盤、LCD組成的人機(jī)交互界面來完成定時(shí)時(shí)間參數(shù)的設(shè)置；當(dāng)它接入總線，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制終端使用時(shí)，除了用前一種設(shè)置方式外，用戶還可以通過控制中心的軟件平臺(tái)遠(yuǎn)程設(shè)置定時(shí)時(shí)間參數(shù)。為了提高控制器件的使用效率，每個(gè)智能電源控制器可以同時(shí)對(duì)3個(gè)電源開關(guān)進(jìn)行定時(shí)管理。
[0010]本發(fā)明所述的智能電源控制器，采用了 DSP+RTOS的設(shè)計(jì)方案，即是以DSP芯片為硬件核心，RTOS(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))為軟件核心的嵌入式設(shè)計(jì)方案，不僅要完成本地人機(jī)交換界面的管理，時(shí)間定時(shí)管理和繼電器的控制管理等功能，還要能夠通過串口進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
[0011]本發(fā)明所述的智能電源控制器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)以高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP(DSP56F807)芯片為核心，加上RS-485串行接口、鍵盤、IXD顯示控制模塊和固態(tài)繼電器等主要片外功能模塊組成。DSP56F807控制處理單元通過GP1 (通用輸入輸出)和SCI (串行通信接口)外圍接口電路對(duì)片外各個(gè)功能模塊進(jìn)行控制，另外，DSP芯片上還集成了 FLASH和RAM存儲(chǔ)單元，它們是整個(gè)軟件系統(tǒng)的載體。RS-485串行接口是控制器件實(shí)現(xiàn)總線通信的接口電路，控制器件就是通過它和總線上的控制中心進(jìn)行通信。鍵盤和LCD顯示控制模塊構(gòu)成了用戶和控制器件信息交互的界面，為用戶提供了在工作現(xiàn)場查詢、設(shè)置時(shí)間參數(shù)的功能。固態(tài)繼電器的主要功能是根據(jù)控制器件輸出的控制信息接通或斷開電氣設(shè)備的電源。
[0012]本發(fā)明所述智能電源控制器中軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括BSP(板級(jí)支持包Board Support Package)、μ COS — II實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核、應(yīng)用進(jìn)程(主進(jìn)程、串口通信進(jìn)程、繼電器控制進(jìn)程和現(xiàn)場設(shè)置進(jìn)程)三部分。y COS — II是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心，它主要負(fù)責(zé)應(yīng)用進(jìn)程的管理，如進(jìn)程調(diào)度，進(jìn)程通信等，和一部分硬件設(shè)備的管理，如時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)單元。BSP是底層驅(qū)動(dòng)程序，它處于硬件系統(tǒng)和上層軟件之間，是上層軟件與系統(tǒng)硬件聯(lián)系的橋梁。由于它屏蔽了直接針對(duì)硬件的底層操作，使上層軟件的編程可以不必關(guān)注具體硬件的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用進(jìn)程建立在前兩部分的基礎(chǔ)之上，是具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的軟件部分。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:本發(fā)明提供一種可以遠(yuǎn)程控制的智能電源控制器，以及所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應(yīng)用，本發(fā)明智能電源控制器不僅能完成本地人機(jī)交換界面的管理，時(shí)間定時(shí)管理和繼電器的控制管理等功能，還能夠通過串口進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
(四)
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0015]實(shí)施例1
[0016]1、參照?qǐng)D1-圖2，本發(fā)明所述智能電源控制器，包括信號(hào)處理器、顯示控制模塊(優(yōu)選LCD顯示控制模塊)、固態(tài)繼電器、板級(jí)支持包(Board Support Package)和程序模塊，所述信號(hào)處理器通過通用輸入/輸出模塊(GP1)與鍵盤、顯示控制模塊和固態(tài)繼電器連接，所述固態(tài)繼電器與電源連接，同時(shí)信號(hào)處理器通過串行通信接口(SCI)模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級(jí)支持包界于信號(hào)處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實(shí)時(shí)嵌入式UCOS — II內(nèi)核和應(yīng)用進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊包括串口通信進(jìn)程模塊、主進(jìn)程模塊、繼電器控制進(jìn)程模塊和現(xiàn)場設(shè)置進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊與實(shí)時(shí)嵌入式y(tǒng)COS — II內(nèi)核相應(yīng)接口連接。所述信號(hào)處理器連接存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元為FLASH存儲(chǔ)單元或RAM存儲(chǔ)單元。所述信號(hào)處理器為高速數(shù)字信號(hào)處理器DSP(DSP56F807)芯片。
[0017]2、智能電源控制器在活性污泥曝氣池中的運(yùn)用
[0018]本實(shí)驗(yàn)在湖州市一個(gè)養(yǎng)殖場中進(jìn)行，智能電源控制器通過RS-485串行通訊接口經(jīng)過RS-232與電腦連接，曝氣池中設(shè)置溶解氧傳感器并與電腦連接。
[0019]為了保證活性污泥中微生物對(duì)有機(jī)物的去除效率和自身呼吸代謝正常進(jìn)行，常選取的溶解氧濃度值為2mg/L左右。過低容易引起微生物生長不良，達(dá)不到水質(zhì)處理的效果；過高，則能耗增加。通過觀測溶解氧的濃度可以比較快的了解污水處理過程的運(yùn)行狀態(tài)，溶解氧的濃度可以被快速方便的檢測，所以可以選取溶解氧的濃度作為曝氣控制過程的關(guān)鍵參數(shù)。然后通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制曝氣風(fēng)機(jī)的開啟來達(dá)到科學(xué)控制，節(jié)能增效的效果。
[0020]通過圖3可知，通過智能電源控制，電量要是常開時(shí)候62%左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能電源控制器，包括信號(hào)處理器、顯示控制模塊、固態(tài)繼電器、板級(jí)支持包和程序模塊，其特征在于所述信號(hào)處理器通過通用輸入/輸出模塊與鍵盤、顯示控制模塊和固態(tài)繼電器連接，所述固態(tài)繼電器與電源連接，同時(shí)信號(hào)處理器通過串行通信接口模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級(jí)支持包界于信號(hào)處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實(shí)時(shí)嵌入式y(tǒng)COS -1I內(nèi)核和應(yīng)用進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊包括串口通信進(jìn)程模塊、主進(jìn)程模塊、繼電器控制進(jìn)程模塊和現(xiàn)場設(shè)置進(jìn)程模塊，所述應(yīng)用程序模塊與實(shí)時(shí)嵌入式μ COS — II內(nèi)核相應(yīng)接口連接。2.如權(quán)利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述信號(hào)處理器連接存儲(chǔ)單元。3.如權(quán)利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述存儲(chǔ)單元為FLASH存儲(chǔ)單元或RAM存儲(chǔ)單元。4.如權(quán)利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述信號(hào)處理器為高速數(shù)字信號(hào)處理器 DSP (DSP56F807)芯片。5.一種權(quán)利要求1所述智能電源控制器在活性污泥法污水處理中的應(yīng)用。6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述的應(yīng)用是在污水處理曝氣池中設(shè)置與電腦連接的溶解氧傳感器，將智能電源控制器通過RS485串行通信接口與電腦連接，若曝氣池中溶解氧濃度小于或等于2mg/L，則繼續(xù)通電，若大于2mg/L時(shí)，則斷電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能電源控制器及在活性污泥法處理污水中的應(yīng)用，智能電源控制器包括信號(hào)處理器、顯示控制模塊、固態(tài)繼電器、板級(jí)支持包和程序模塊，本發(fā)明所述的智能電源控制器，采用了DSP+RTOS的設(shè)計(jì)方案，即是以DSP芯片為硬件核心，RTOS為軟件核心的嵌入式設(shè)計(jì)方案，不僅能完成本地人機(jī)交換界面的管理，時(shí)間定時(shí)管理和繼電器的控制管理等功能，還能夠通過串口進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN104977880
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510315694
【發(fā)明人】黃黎鋒, 鄭燦, 鄭越
【申請(qǐng)人】浙江集美生物技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日