專利名稱：廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別適用于廢水零排放處理系統(tǒng)中 水質(zhì)分析儀表的數(shù)據(jù)采集，為一種廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，環(huán)境保護(hù)是我國的重要國策之一，隨著污染治理的不斷深入，對廢水的處理 要求也越來越高?；鹆Πl(fā)電廠工業(yè)廢水水量大，污水種類多，水質(zhì)差別較大，工業(yè)廢水 處理系統(tǒng)一般實行清污分流，對水質(zhì)狀況較好、污染程度較輕的廢水，經(jīng)過處理后作為 工業(yè)水補(bǔ)水，實現(xiàn)回用，對水質(zhì)狀況較差、污染程度較重的廢水，經(jīng)過處理后，用作沖 灰沖渣水，最大程度實現(xiàn)水資源的重復(fù)利用，實現(xiàn)廢水零排放。而影響廢水處理生產(chǎn)過
程的主要水質(zhì)指標(biāo)有PH值、溶解氧、氨氮、COD、 BOD和濁度等多種參數(shù)，各種工
藝水質(zhì)參數(shù)的檢測要在不同的區(qū)域進(jìn)行，距離遠(yuǎn)，檢測點分散，維護(hù)繁瑣，要保證這些 分析儀表能可靠和正常地運行，是儀表維護(hù)人員的首要任務(wù)和責(zé)任。
傳統(tǒng)去現(xiàn)場判斷設(shè)備故障和手動檢修維護(hù)操作越來越不能滿足現(xiàn)代的儀表發(fā)展要 求，因此，為了解智能分析儀表的運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)、報警和設(shè)定參數(shù)等信息，開發(fā)一種 分布式分析儀表網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而通過監(jiān)控計算機(jī)對水質(zhì)的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù) 和參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)視和控制。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的問題是現(xiàn)有廢水零排放處理系統(tǒng)中的水質(zhì)分析儀表檢測在不 同的區(qū)域進(jìn)行，距離遠(yuǎn)，檢測點分散，維護(hù)繁瑣，不能滿足儀表發(fā)展的要求，需要一種 能從整體上對廢水水質(zhì)的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)視和控制的裝置。
本實用新型的技術(shù)方案是廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包
括各種水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)，所述各種水質(zhì)分析儀表均設(shè)有RS-485通訊接口 ， 所有水質(zhì)分析儀表連接組成分布式總線網(wǎng)絡(luò)，總線兩端設(shè)有二級管或終端電阻；分布式 總線網(wǎng)絡(luò)通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊連接監(jiān)控計算機(jī)。
本實用新型所有水質(zhì)分析儀表的RS-485端口通過屏蔽雙絞線連接組成分布式總 線網(wǎng)絡(luò)，所述屏蔽雙絞線包括兩根信號線和一根地線。RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊的接口設(shè)有有源電氣隔離。監(jiān)控計算機(jī)還可通過以太網(wǎng)連接上級廢水信息監(jiān)控系統(tǒng)，方便廠 級信息監(jiān)控。
本實用新型主要是由現(xiàn)場帶RS-485通訊接口的水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)組成， 現(xiàn)場分析儀表的RS-485端口通過屏蔽雙絞線連接組成分布式總線網(wǎng)絡(luò)，包括兩根信號 線和一根地線，總線兩端加二級管或終端電阻保證信號不失真，地線全程接地可防止電 磁千擾，通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊直接與監(jiān)控計算機(jī)的RS-232端口連接，可用 VB語言開發(fā)通信應(yīng)用程序，在監(jiān)控計算機(jī)IFIX組態(tài)軟件上顯示從水質(zhì)分析儀表采集來 的主要數(shù)據(jù)和參數(shù)。
本實用新型是一種抗干擾能力強(qiáng)、信號衰減小，以水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)為基 礎(chǔ)的分布式總線型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該采集系統(tǒng)能采集不同區(qū)域水質(zhì)分析儀表運行時 的各種數(shù)據(jù)和參數(shù)，以使維護(hù)人員能提前預(yù)判和控制儀表的運行狀況，克服以往只能通 過到現(xiàn)場或通過上位計算機(jī)的模擬量數(shù)據(jù)來監(jiān)控和判斷就地分析儀表的運行狀況。
本實用新型的有益效果是根據(jù)水質(zhì)分析儀表低速慢變信號的特點，利用其本身帶 有RS-485通訊接口的優(yōu)勢，組建一套分布式水質(zhì)儀表總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在監(jiān)控 計算機(jī)上總體顯示重要的數(shù)據(jù)和參數(shù)，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，通訊可靠，抗干擾能力強(qiáng)， 信號衰減小，操作簡便，具有良好的人機(jī)界面，性價比高，能有效解決分析儀表故障處 理的及時性問題，特別適合廢水系統(tǒng)生產(chǎn)維護(hù)和檢修控制的實際需要，整個采集系統(tǒng)具 有較高的自動化水平，不僅為企業(yè)現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)提供了新的數(shù)據(jù)，也促進(jìn)產(chǎn)生新的 生產(chǎn)維護(hù)和管理理念。


圖1為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明
如圖1，本實用新型包括各種水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)1，水質(zhì)分析儀表包括溶
解氧表21 、氨氮表22、COD儀23、濁度儀24等，所述各種水質(zhì)分析儀表均設(shè)有RS-485 通訊接口，所有水質(zhì)分析儀表的RS-485端口通過屏蔽雙絞線連接組成分布式RS-485 總線網(wǎng)絡(luò)3，所述屏蔽雙絞線包括兩根信號線和一根地線，總線兩端設(shè)有二級管或終端 電阻4;分布式RS-485總線網(wǎng)絡(luò)3通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊5連接監(jiān)控計算機(jī)1，監(jiān)控計算機(jī)1還可通過以太網(wǎng)6連接上級廢水信息監(jiān)控系統(tǒng)7，方便廠級信息監(jiān)控。用于工業(yè)廢污水系統(tǒng)的水質(zhì)分析儀表種類繁多，相應(yīng)的通信協(xié)議種類也較多，但一
般通用的分析儀表都具備RS-232或RS-485通信接口 ，這些儀表檢測的模擬量數(shù)據(jù)一般采用硬接線通過高速的I/O模塊接口可靠地送到PLC控制系統(tǒng)去顯示和連鎖，滿足工藝生產(chǎn)的需要。但電廠儀表維護(hù)人員和環(huán)保監(jiān)測人員需要實時了解一些重要分析儀表的運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)、報警和設(shè)定參數(shù)等信息。本實用新型的分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)是由監(jiān)控計算機(jī)，通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊連接現(xiàn)場各水質(zhì)分析儀表連成的RS-485總線網(wǎng)絡(luò)，采集相關(guān)儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
本實用新型的分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過屏蔽雙絞線連接，包括兩根信號線， 一根地線，地線全程接地可防止電磁干擾，信號接地對低頻率的共模干擾有保護(hù)作用，對于頻率很高的瞬態(tài)干擾采用高頻變壓器、光耦等元件實現(xiàn)接口的電氣隔離加以防護(hù)，如有四線制RS-485接口只需將同一端的發(fā)送和接受口相連，即可完成向兩線制的轉(zhuǎn)化。
本實用新型采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，接口總線上可連接32個分析儀表，加中繼器后最多可達(dá)255個儀表，用一條屏蔽雙絞線電纜作總線，將各個儀表節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。當(dāng)現(xiàn)場儀表和監(jiān)控計算機(jī)距離較近，直接在總線的始端和終端加裝與屏蔽雙絞線相同歐姆的終端電阻，使反射信號在開始采樣時衰減能足夠低；當(dāng)距離遠(yuǎn)時采用加裝二極管，利用二極管的鉗位作用迅速削弱反射信號，達(dá)到改善信號質(zhì)量的目的。這樣的設(shè)計能保證水質(zhì)分析儀表的水質(zhì)低速慢變信號能在分布式網(wǎng)絡(luò)總線上很可靠的傳輸。
本實用新型的RS-232/ 485接口轉(zhuǎn)換模塊接口上設(shè)有有源電氣隔離，該轉(zhuǎn)換模塊兼容RS-232和RS-485標(biāo)準(zhǔn)，采取隔離措施后即使RS-485線路上有干擾也不會損壞和影響監(jiān)控計算機(jī)的RS-232接口 。
本實用新型采用簡單的主從總線結(jié)構(gòu)，點對多點/兩線半雙工的通信方式，以監(jiān)控計算機(jī)作為主機(jī)發(fā)起通信，主機(jī)可以發(fā)送和接收來自通信鏈上從機(jī)的信息，多臺現(xiàn)場水質(zhì)分析儀表作為從機(jī)，主機(jī)呼叫從機(jī)地址，從機(jī)應(yīng)答方式通訊，隨時準(zhǔn)備響應(yīng)來自主機(jī)的通信請求。這樣既能保證某個水質(zhì)分析儀表通道出現(xiàn)故障時，不影響監(jiān)控計算機(jī)對其它儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，而且當(dāng)監(jiān)控計算機(jī)或水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，也不會影響具體水質(zhì)分析儀表的正常工作。
5本實用新型在監(jiān)控計算機(jī)的軟件部分采用VB高級語言，利用串口通訊中的常用控
件MSComm來開發(fā)智能分析儀表通信應(yīng)用程序，建立數(shù)據(jù)庫用來保存各種不同型號儀表編號及儀表各種數(shù)據(jù)和參數(shù)的名稱、數(shù)據(jù)地址等。利用iFIX組態(tài)軟件內(nèi)核中包括VBA,OPC, ActiveX等控件，在iFIX組態(tài)軟件中很容易實現(xiàn)各種復(fù)雜的釆集和控制任務(wù)，該系統(tǒng)留有與主廠房分散控制系統(tǒng)(DCS)及廠級信息監(jiān)控系統(tǒng)(MIS/SIS)的通信接口，使監(jiān)控計算機(jī)可以通過以太網(wǎng)連接廠級的上級廢水信息監(jiān)控系統(tǒng)。軟件部分的界面，通過調(diào)試和驗證，其功能能基本滿足當(dāng)前生產(chǎn)的監(jiān)測和維護(hù)需求-.
1) 每個水質(zhì)分析儀表都有與其對應(yīng)的通訊設(shè)備地址/名稱，輸入名稱可與指定的水質(zhì)分析儀表進(jìn)行通訊，也可以與多臺水質(zhì)分析儀表同時進(jìn)行通訊和監(jiān)控；
2) 通過通訊指令來確認(rèn)通訊連接是否已經(jīng)成功，若連接不正常，則進(jìn)行通訊時監(jiān)控計算機(jī)會收到來水質(zhì)分析儀表的錯誤報告；
3) 査詢和顯示當(dāng)前水質(zhì)分析儀表的運行數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)以及其參數(shù)的設(shè)置情況等；
4) 可對水質(zhì)分析儀表的參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置在水質(zhì)分析儀表投入使用之前，按照工藝
需求對其進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，在使用過程中亦可根據(jù)生產(chǎn)需要通過監(jiān)控計算機(jī)來改變
設(shè)置，保證設(shè)備能正常運行下去；
5) 在本實用新型檢修期間，可以通過輸入相關(guān)調(diào)試參數(shù)對水質(zhì)分析儀表進(jìn)行優(yōu)化。
本實用新型系統(tǒng)運行穩(wěn)定，通訊可靠，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，能有效解決分析儀表故障處理的及時性問題，特別適合廢水系統(tǒng)生產(chǎn)維護(hù)和檢修控制的實際需要，整個采集系統(tǒng)具有較高的自動化水平。
權(quán)利要求1、廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征是包括各種水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)，所述各種水質(zhì)分析儀表均設(shè)有RS-485通訊接口，所有水質(zhì)分析儀表連接組成分布式總線網(wǎng)絡(luò)，總線兩端設(shè)有二級管或終端電阻；分布式總線網(wǎng)絡(luò)通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊連接監(jiān)控計算機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其 特征是所有水質(zhì)分析儀表的RS-485端口通過屏蔽雙絞線連接組成分布式總線網(wǎng)絡(luò)，所 述屏蔽雙絞線包括兩根信號線和一根地線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 其特征是RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有有源電氣隔離。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 其特征是監(jiān)控計算機(jī)通過以太網(wǎng)連接上級廢水信息監(jiān)控系統(tǒng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其 特征是監(jiān)控計算機(jī)通過以太網(wǎng)連接上級廢水信息監(jiān)控系統(tǒng)。
專利摘要廢水零排放分布式水質(zhì)分析儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括各種水質(zhì)分析儀表和監(jiān)控計算機(jī)，所有水質(zhì)分析儀表均設(shè)有RS-485接口，連接組成分布式總線網(wǎng)絡(luò)，總線兩端設(shè)有二級管或終端電阻；分布式總線網(wǎng)絡(luò)通過RS-232/485接口轉(zhuǎn)換模塊連接監(jiān)控計算機(jī)。本實用新型能采集不同區(qū)域水質(zhì)分析儀表運行時的各種數(shù)據(jù)和參數(shù)，以使維護(hù)人員能提前預(yù)判和控制儀表的運行狀況，克服以往只能通過到現(xiàn)場或通過上位計算機(jī)的模擬量數(shù)據(jù)來監(jiān)控和判斷就地分析儀表的運行狀況，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，信號衰減小，操作簡便，具有良好的人機(jī)界面和較高的自動化水平，不僅為企業(yè)現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)提供了新的數(shù)據(jù)，也促進(jìn)產(chǎn)生新的生產(chǎn)維護(hù)和管理理念。
文檔編號G01N33/18GK201322746SQ20082021440
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者郭培志, 欣 高 申請人:南京中電聯(lián)環(huán)保股份有限公司