[發明專利]一種污水處理廠TCP/IP局域網自動控制系統及方法

有效

• 申請號: 201510027408.2
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104601705B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 涂友超;龔克;胡雪慧;馮萍;王秋實;余大慶
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種污水處理廠TCP/IP局域網自動控制系統及方法，PIC16F877A控制器通過SPI通信協議實現通信芯片W5500實時交換數據，PIC16F877A控制器作為SPI通信的主控，當控制器在獨立實現本終端控制的數據采集和控制指令輸出時，PIC16F877A控制器實時將相關寄存器的數據通信芯片W5500傳送并讀取局域網上傳送來的數據，通信芯片W5500將數據以TCP/IP協議輸送到局域網上，符合數據地址要求的控制器接收到該數據作出相應的動作響應，實現終端機的數字和模擬量的控制與采集，實現系統自動化。該系統具有成本低，使用壽命長的優點。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，涉及一種污水處理廠TCP/IP局域網自動控制系統及方法，具體地說，涉及一種基于PIC單片機的污水處理廠TCP/IP局域網自動控制系統及方法。

背景技術

國外污水處理廠的自動控制技術起步較早，從大型污水處理廠到小型氧化塘，全部采用計算機自動控制、遙控和閉路電視等現代化工具。我國污水處理廠直到90年代以后才開始引進自動控制系統，但多是直接引進國外成套自控設備，國產自動控制系統的應用還比較少。先后設置PID調節、比值、前饋、后饋、FCS(現場總線控制系統)，DCS(集中分散型控制系統)和最初的以太網技術，經歷了幾次重大的變革，自動化水平有了較大的提高。目前我國污水處理廠最為先進的自動化控制系統是用工業以太網配合FCS作為系統網絡，也是世界上最先進的自動化系統，該系統配以高性能、高可靠的PLC控制站，并具有服務器的最新一代的控制系統。

可編程控制器(PIC)是以計算機技術為核心的通用工業自動化裝置。其最大的特點是從實際出發，重視產品的性能與價格比，靠發展多種型號來滿足不同層次的應用要求。而且PIC單片機可以精簡指令使其執行效率大為提高，其引腳具有防瞬態能力，通過限流電阻可以接至220V交流電源，可直接與繼電器控制電路相連，無須光電耦合器隔離，給應用帶來極大方便，同時降低了生產成本。

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)模型也被稱作DoD模型(Department ofDefense Model)。TCP/IP字面上代表了兩個協議：TCP(傳輸控制協議)和IP(網際協議)。1983年1月1日，在因特網的前身(ARPA網)中，TCP/IP協議取代了舊的網絡控制協議(NCP，Network Control Protocol)，從而成為今天的互聯網的基石。

現有技術中采用PLC控制系統的污水處理系統，該污水處理系統采用SBR循環處理的工藝，即序批式間歇活性污泥法，并結合PLC技術。以期實現污水處理過程的實時檢測和控制，保障生產過程的連續性，降低勞動強度。此工藝由4個池組成，每個SBR處理周期包括進水、生化反應(曝氣)、沉淀、排放等工序，污水在SBR中按序列間歇地進入每個反應工序。曝氣使好氧、缺氧和厭氧狀態交替進行，最終達到脫碳、脫氨和脫氮的目的。

主控系統采用PLC和微機組成控制系統。PLC選用日本三菱公司FX系列可編程序控制器。軟件變成采用FXGPW1N實現，組態采用MCGS 6.2實現，PLC作為整個系統的控制中心，在系統過程中完成水泵、各個調節閥的動作，除污機和潛水攪拌機等的啟停，液位檢測信號的輸入輸出。污水處理遠程計算機控制系統采用MCGS組態軟件來控制和管理。這是一套用來構造和生成計算機監控系統的組態軟件，通過對現場數據的采集顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種直觀方式，向用戶提供解決實際問題的方案。從而減少人員操作，提高污水處理系統的自動性和安全性。該技術存在以下缺陷：

1、該主控系統體積較大，可封裝性差。

2、PLC(可編程邏輯控制器)的價格昂貴，成本特別高，不適合裝置的批量生產。

3、工業控制中，MCGS讀取變量的速度非常慢，導致系統無法對污水實時處理。

4、該污水處理系統為滯后系統，影響污水處理的時效性。

發明內容