專利名稱：現(xiàn)場(chǎng)控制器與農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及現(xiàn)場(chǎng)控制器與農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在“十二五”規(guī)劃中，將環(huán)保提到首要的位置，因各種污水廢水的排放，使得我國(guó)的河流、湖泊污染嚴(yán)重。農(nóng)村生活污水是水環(huán)境污染的一個(gè)重要源頭，改革開放以來由于對(duì)農(nóng)村生活污水這一塊不夠重視，導(dǎo)致農(nóng)村生活污水任意排放現(xiàn)象突出。現(xiàn)有的有關(guān)農(nóng)村生活污水的處理也很簡(jiǎn)單，經(jīng)過一些簡(jiǎn)單的工藝，就直接排放，從不關(guān)心經(jīng)過這些工藝處理以后到底是否可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)；也無法準(zhǔn)確判斷處理工藝中各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況。另外，在上述農(nóng)村生活污水的處理過程中，采用的控制電路也是及其簡(jiǎn)單的時(shí)間繼電器控制，只能有規(guī)律的重復(fù)控制設(shè)備的啟停，沒辦法對(duì)突發(fā)的情況做出任何應(yīng)急的反應(yīng)以及發(fā)出報(bào)警信息。由于農(nóng)村生活污水處理站分布比較分散，致使農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)不能聯(lián)網(wǎng)集中運(yùn)營(yíng)，直接導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)管理成本比較高。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在應(yīng)急能力差、可靠性差、 無法集中處理與運(yùn)營(yíng)成本高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種現(xiàn)場(chǎng)控制器，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急能力強(qiáng)、可靠性好、易于集中處理、實(shí)時(shí)性好與運(yùn)營(yíng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種現(xiàn)場(chǎng)控制器，包括電源單元、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元與通信接口，其中
所述電源單元，用于為各用電設(shè)備供電；
所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，用于獲取現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并傳輸至信號(hào)變送單元； 所述信號(hào)變送單元，用于將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，并傳輸至控制單元；
所述控制單元，用于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳輸至現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，控制并管理現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的動(dòng)作；
所述通信接口，用于遠(yuǎn)程控制時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)一步地，以上所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，還包括輸入鍵盤與顯示單元，其中 所述輸入單元，用于操作者向控制單元輸入控制信號(hào)；
所述顯示單元，用于顯示相應(yīng)的輸入信息和/或控制單元的處理結(jié)果和/或現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述控制單元，包括相連的輸入板SRB與底板，所述輸入板SRB與信號(hào)變送單元連接；所述底板，通過數(shù)據(jù)總線，分別與輸入單元及顯示單元連接；在所述底板上CN 102541011 A安裝有控制板，在所述控制板上安裝有程序板；
所述底板至少包括信號(hào)寄存模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述輸入板SRB、信號(hào)寄存模塊、A/D 轉(zhuǎn)換模塊與程序板依次連接；
所述程序板，至少包括型號(hào)為RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片，以及型號(hào)為Rabbit2000、且內(nèi)置有us/OS- II操作系統(tǒng)的處理器；
所述通信接口通過正接網(wǎng)線，與程序板中與型號(hào)為RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片匹配的以太網(wǎng)接口連接。進(jìn)一步地，所述控制單元，還包括與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件相匹配的多個(gè)固態(tài)繼電器；所述多個(gè)固態(tài)繼電器的信號(hào)輸入端與底板的輸出端連接，信號(hào)輸出端與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件連接。進(jìn)一步地，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，至少包括用于獲取設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)且用于采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊、溫度信息獲取模塊與液位信息獲取模塊中的任意多種，以及與液位信息獲取模塊相匹配的光電隔離模塊；
所述水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊與溫度信息獲取模塊，分別連接至輸入板SRB ；所述液位信息獲取模塊，通過光電隔離模塊連接至輸入板SRB。進(jìn)一步地，所述信號(hào)變送單元，至少包括溶氧DO信號(hào)變送器、氧化還原儀ORP變送器與水質(zhì)分析儀PH變送器。進(jìn)一步地，所述電源單元包括交流電源，啟動(dòng)按鈕SB，交流指示燈HL，熔斷器FR1、 FR2與FR3，以及開關(guān)電源；其中
所述交流電源經(jīng)啟動(dòng)按鈕SB與交流指示燈HL后，一方面與開關(guān)電源連接，另一方面分別經(jīng)熔斷器FR1-FR3及相應(yīng)的固態(tài)繼電器的控制開個(gè)后接現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件；相應(yīng)的固態(tài)繼電器的電磁線圈，分別與底板上的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件控制端連接；所述開關(guān)電源，分別與輸入板 SRB、底板、控制板、程序板及信號(hào)變送單元連接。進(jìn)一步地，所述輸入單元至少包括輸入鍵盤，所述顯示單元至少包括液晶顯示屏與指示燈模塊中的任意多種，所述通信接口至少包括3G路由器。同時(shí)，本發(fā)明采樣的另一技術(shù)方案是一種基于以上所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，包括設(shè)置在各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，用于控制和管理各污水處理站的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器，通信單元，以及遠(yuǎn)程服務(wù)器與操作終端；其中
所述各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，與相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器連接；所述相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器通過通信單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，所述操作終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接。進(jìn)一步地，在每個(gè)污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件中，至少內(nèi)置有用于故障報(bào)警的霍爾元件；在每個(gè)污水處理站，至少設(shè)有格柵調(diào)節(jié)池、沉淀池、好氧池與厭氧池；
所述現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，至少包括安裝在格柵調(diào)節(jié)池中的污水泵、安裝在沉淀池中的污泥泵、以及安裝在好氧池中的射流曝氣機(jī)中的任意多種；
與所述現(xiàn)場(chǎng)控制器的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元相匹配，在厭氧池中，設(shè)有用于采集水質(zhì)信息的水質(zhì)分析儀器PH，用于采集氧化還原信息的氧化還原儀器0RP，以及用于采集溫度信息的溫度傳感器PT1000 ；在格柵調(diào)節(jié)池中，設(shè)有用于采集液位信息的浮球液位計(jì)。本發(fā)明各實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)控制器與農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，由于該現(xiàn)場(chǎng)控制器包括電源單元、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元與通信接口， 電源單元用于為現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元及通信接口供電，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、信號(hào)變送單元與通信接口，分別與控制單元連接；可以應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理站運(yùn)行過程中，對(duì)每個(gè)工藝環(huán)節(jié)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線集中運(yùn)營(yíng)監(jiān)控管理；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)急能力差、可靠性差、無法集中處理與運(yùn)營(yíng)成本高的缺陷，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急能力強(qiáng)、可靠性好、 易于集中處理、實(shí)時(shí)性好與運(yùn)營(yíng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)控制器的工作原理示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)控制器的工作流程示意圖3為根據(jù)本發(fā)明農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的工作原理示意圖。結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下
1-遠(yuǎn)程服務(wù)器；21、22_操作終端；3-互聯(lián)網(wǎng)；4-2G/3G核心網(wǎng)；51、52、53_基站；61、 62,63,64- 3G 路由器；71、72、73、74_ 現(xiàn)場(chǎng)控制器；81、82、83、84_ 泵；91、92、93、94_ 傳感
ο
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明?？刂破鲗?shí)施例
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種現(xiàn)場(chǎng)控制器。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括電源單元、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元、通信接口、輸入鍵盤與顯示單元，其中
上述電源單元，用于為各用電設(shè)備供電；現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，用于獲取現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并傳輸至信號(hào)變送單元；信號(hào)變送單元，用于將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)， 并傳輸至控制單元；控制單元，用于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳輸至現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，控制并管理現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的動(dòng)作；通信接口，用于遠(yuǎn)程控制時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸；輸入單元，用于操作者向控制單元輸入控制信號(hào)；顯示單元，用于顯示相應(yīng)的輸入信息和/或控制單元的處理結(jié)果和/或現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。在上述實(shí)施例中，控制單元，包括相連的輸入板SRB與底板，以及與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件相匹配的多個(gè)固態(tài)繼電器；輸入板SRB與信號(hào)變送單元連接，底板通過數(shù)據(jù)總線分別與輸入單元及顯示單元連接；在底板上安裝有控制板，在控制板上安裝有程序板；底板至少包括信號(hào)寄存模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述輸入板SRB、信號(hào)寄存模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊與程序板依次連接；程序板，至少包括型號(hào)為RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片，以及型號(hào)為Rabbit2000、 且內(nèi)置有us/OS- II操作系統(tǒng)的處理器；通信接口通過正接網(wǎng)線，與程序板中與型號(hào)為 RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片匹配的以太網(wǎng)接口連接；多個(gè)固態(tài)繼電器的信號(hào)輸入端與底板的輸出端連接，信號(hào)輸出端與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件連接。在上述實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，至少包括用于獲取設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)且用于采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊、溫度信息獲取模塊與液位信息獲取模塊中的任意多種，以及與液位信息獲取模塊相匹配的光電隔離模塊；水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊與溫度信息獲取模塊，分別連接至輸入板SRB ；液位信息獲取模塊，通過光電隔離模塊(優(yōu)選為型號(hào)為TLP521-1光電隔離模塊)連接至輸入板SRB。在上述實(shí)施例中，信號(hào)變送單元，至少包括溶氧DO信號(hào)變送器、氧化還原儀ORP變送器與水質(zhì)分析儀PH變送器。在上述實(shí)施例中，電源單元包括交流電源，啟動(dòng)按鈕SB，交流指示燈HL，熔斷器 FRUFR2與FR3，以及開關(guān)電源；其中交流電源經(jīng)啟動(dòng)按鈕SB與交流指示燈HL后，一方面與開關(guān)電源連接，另一方面分別經(jīng)熔斷器FR1-FR3及相應(yīng)的固態(tài)繼電器的控制開個(gè)后接現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件；相應(yīng)的固態(tài)繼電器的電磁線圈，分別與底板上的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件控制端連接； 開關(guān)電源，分別與輸入板SRB、底板、控制板、程序板及信號(hào)變送單元連接。在上述實(shí)施例中，輸入單元至少包括輸入鍵盤，顯示單元至少包括液晶顯示屏與指示燈模塊中的任意多種，通信接口至少包括3G路由器。上述實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)控制器，主要應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理站運(yùn)行過程中，對(duì)每個(gè)工藝環(huán)節(jié)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線集中運(yùn)營(yíng)監(jiān)控管理；可以對(duì)農(nóng)村生活污水處理工藝中的各個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線3G回傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器，工作人員或者預(yù)設(shè)程序根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制命令給現(xiàn)場(chǎng)控制器，現(xiàn)場(chǎng)控制器根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)的控制程序。在圖2中，上述實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)控制器的工作流程，包括 步驟100 進(jìn)行初始化設(shè)置；
步驟101 顯示單元顯示初始化設(shè)置信息；
步驟102 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣與濾波處理；
步驟103 將步驟102的處理結(jié)果發(fā)送至控制單元；
步驟104 控制單元判斷是否接收到操作者發(fā)送的控制命令，若有控制命令，則解析控制命令，執(zhí)行步驟105 ；若無控制命令，則返回步驟101 ；
步驟105 根據(jù)解析所得控制命令，執(zhí)行相應(yīng)的控制程序。運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)實(shí)施例
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種基于上述現(xiàn)場(chǎng)控制器實(shí)施例的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。如圖3所示，本實(shí)施例包括設(shè)置在各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件 (如泵81、82、83與84)，用于控制和管理各污水處理站的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器(如現(xiàn)場(chǎng)控制器 71、72、73與74)，通信單元(例如，可以由互聯(lián)網(wǎng)3，2G/3G核心網(wǎng)4，基站51,52與53，以及 3G路由器61、62、63與64組成通信單元)，以及遠(yuǎn)程服務(wù)器1與操作終端(如臺(tái)式計(jì)算機(jī)21 與筆記本電腦22);其中
上述各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，與相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器連接；相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器通過通信單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，操作終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接。在上述實(shí)施例中，在每個(gè)污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件中，至少內(nèi)置有用于故障報(bào)警的霍爾元件；在每個(gè)污水處理站，至少設(shè)有格柵調(diào)節(jié)池、沉淀池、好氧池與厭氧池；現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，至少包括安裝在格柵調(diào)節(jié)池中的污水泵、安裝在沉淀池中的污泥泵、以及安裝在好氧池中的射流曝氣機(jī)中的任意多種。在上述實(shí)施例中，與現(xiàn)場(chǎng)控制器的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元相匹配，在厭氧池中，設(shè)有用于采集水質(zhì)信息的水質(zhì)分析儀器PH，用于采集氧化還原信息的氧化還原儀器0RP，以及用于采集溫度信息的溫度傳感器PT1000 ；在格柵調(diào)節(jié)池中，設(shè)有用于采集液位信息的浮球液位計(jì)。這里，水質(zhì)分析儀器PH、氧化還原儀器0RP、溫度傳感器PT1000與浮球液位計(jì)，如傳感器 91、92、93 與 94。上述實(shí)施例的基于現(xiàn)場(chǎng)控制器的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，采用以Rabbit2000為處理器的嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有功能，將PH (水質(zhì)分析儀器)，ORP (氧化還原)、溫度傳感器(PT1000)安裝在農(nóng)村生活污水微動(dòng)力處理工藝中的厭氧池，測(cè)量厭氧池水體在處理過程中，PH，溫度以及ORP的值；將DO (溶氧)安放在好氧池中，測(cè)量好氧池在處理過程中的溶解氧的含量；將浮球液位計(jì)安放在格柵調(diào)節(jié)池中，測(cè)量該池中的水體液位。 將污水泵，安裝在格柵調(diào)節(jié)池，將污泥泵安裝在沉淀池，將射流曝氣安裝在好氧池；將無線 3G路由器通過正接網(wǎng)線與程序板的以太網(wǎng)口連接起來；使用開關(guān)電源對(duì)底板，程序板，控制板，輸入板供電。將PH、溫度電極線接入PH信號(hào)變送器，將DO電極線接入DO信號(hào)變送器，將ORP電極線接入ORP信號(hào)變送器，將DO信號(hào)變送器、PH信號(hào)變送器、ORP信號(hào)變送器的輸出接入到本系統(tǒng)的輸入板中，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，將浮球液位計(jì)的線纜也接入輸入板中，使用TLP521-1進(jìn)行光電隔離。將輸入板SRB轉(zhuǎn)換后的所有信號(hào)，全部接入到底板中去；同時(shí)，將污水泵、污泥泵與射流曝氣機(jī)等的霍爾器件產(chǎn)生的電壓也接入到底板中，因要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的故障報(bào)警， 所以在泵中置入了霍爾器件；底板將信號(hào)寄存然后傳給AD芯片，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)給本系統(tǒng)的核心處理芯片Rabbit2000，通過內(nèi)置的程序進(jìn)行處理， Rabbit2000內(nèi)置us/OS- II操作系統(tǒng)；處理后得到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)芯片RTL8019AS的網(wǎng)絡(luò)功能，使用無線3G路由器與遠(yuǎn)端服務(wù)器建立通信連接后，上傳數(shù)據(jù)并接受命令。將底板的輸出端接入到固態(tài)繼電器的信號(hào)輸入端，在固態(tài)繼電器的另一端接入各種泵；將數(shù)據(jù)總線連接到指示燈模塊、液晶屏與輸入鍵盤。操作人員可以在鍵盤上對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，以及對(duì)泵進(jìn)行各種控制；指示燈模塊直觀的將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)顯示出來，包括泵的運(yùn)行狀態(tài)，液位情況等。在上述實(shí)施例中，主要是通過將各種傳感器安放在農(nóng)村生活污水微動(dòng)力處理工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過傳感器將被測(cè)水體中的變化轉(zhuǎn)換為微電壓或者微電流信號(hào)。將這些微電壓或者微電流信號(hào)接入各種不同的信號(hào)變送器，信號(hào)變送器將這些微電壓或者微電流進(jìn)行濾波、放大后輸出標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)模擬信號(hào)(4mA-20mA)。因?yàn)檫x用的A/D轉(zhuǎn)換芯片只能接受電壓信號(hào)，故需要將信號(hào)變送器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后才可以接入嵌入式控制系統(tǒng)。將信號(hào)變送器輸出信號(hào)通過硬件轉(zhuǎn)換為lv_5v的電壓信號(hào)。將電壓信號(hào)接入嵌入式控制系統(tǒng)，通過A/D芯片將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)。通過嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)置程序，將這些數(shù)字信號(hào)處理后，得到被測(cè)參數(shù)的測(cè)量值。將這些測(cè)量值以及控制的設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能(基于TCP/IP通信協(xié)議)，使用3G無線通訊技術(shù)， 將測(cè)量值以及控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器。遠(yuǎn)端服務(wù)器內(nèi)置程序或者操作人員根據(jù)這些測(cè)量值以及設(shè)備的狀態(tài)，作出相應(yīng)的反應(yīng)，形成控制命令，然后再發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)控制器。 對(duì)于測(cè)量值超過常規(guī)值的通過短信模塊發(fā)出報(bào)警信息?，F(xiàn)場(chǎng)控制器接收到控制命令后，先使用內(nèi)置程序解析，然后執(zhí)行控制命令，并將執(zhí)行的結(jié)果在下次發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候上傳回去。
綜上所述，本發(fā)明各實(shí)施例的現(xiàn)場(chǎng)控制器與上述實(shí)施例的基于現(xiàn)場(chǎng)控制器的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，與以往的技術(shù)相比的有益效果如下⑴實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村生活污水處理站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理，由于不需要人員定期的到污水處理站點(diǎn)巡檢，故降低了農(nóng)村生活污水處理的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用；⑵實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線檢測(cè)農(nóng)村生活污水處理工藝各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行情況，可以準(zhǔn)確的判斷處理是否達(dá)標(biāo)，以及處理環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況；⑶實(shí)現(xiàn)了智能化的管理，可以通過內(nèi)置程序自動(dòng)化管理運(yùn)營(yíng)，可以對(duì)突發(fā)的情況及時(shí)的發(fā)布預(yù)警信息，為工作人員快速處理提供重要的信息。
本系統(tǒng)可以將所有的測(cè)量參數(shù)及其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)，工作人員可對(duì)歷史數(shù)據(jù)查詢，也可以為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)。
最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，包括電源單元、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元與通信接口，其中所述電源單元，用于為各用電設(shè)備供電；所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，用于獲取現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并傳輸至信號(hào)變送單元；所述信號(hào)變送單元，用于將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，并傳輸至控制單元；所述控制單元，用于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的控制信號(hào)，進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果傳輸至現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，控制并管理現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的動(dòng)作；所述通信接口，用于遠(yuǎn)程控制時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，還包括輸入鍵盤與顯示單元，其中所述輸入單元，用于操作者向控制單元輸入控制信號(hào)；所述顯示單元，用于顯示相應(yīng)的輸入信息和/或控制單元的處理結(jié)果和/或現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述控制單元，包括相連的輸入板SRB與底板，所述輸入板SRB與信號(hào)變送單元連接；所述底板，通過數(shù)據(jù)總線，分別與輸入單元及顯示單元連接；在所述底板上安裝有控制板，在所述控制板上安裝有程序板；所述底板至少包括信號(hào)寄存模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述輸入板SRB、信號(hào)寄存模塊、A/D 轉(zhuǎn)換模塊與程序板依次連接；所述程序板，至少包括型號(hào)為RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片，以及型號(hào)為Rabbit2000、且內(nèi)置有us/OS- II操作系統(tǒng)的處理器；所述通信接口通過正接網(wǎng)線，與程序板中與型號(hào)為RTL8019AS的以太網(wǎng)芯片匹配的以太網(wǎng)接口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述控制單元，還包括與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件相匹配的多個(gè)固態(tài)繼電器；所述多個(gè)固態(tài)繼電器的信號(hào)輸入端與底板的輸出端連接，信號(hào)輸出端與現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元，至少包括用于獲取設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)且用于采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊、 溫度信息獲取模塊與液位信息獲取模塊中的任意多種，以及與液位信息獲取模塊相匹配的光電隔離模塊；所述水質(zhì)信息獲取模塊、氧化還原信息獲取模塊與溫度信息獲取模塊，分別連接至輸入板SRB ；所述液位信息獲取模塊，通過光電隔離模塊連接至輸入板SRB。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述信號(hào)變送單元，至少包括溶氧 DO信號(hào)變送器、氧化還原儀ORP變送器與水質(zhì)分析儀PH變送器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述電源單元包括交流電源，啟動(dòng)按鈕SB，交流指示燈HL，熔斷器FR1、FR2與FR3，以及開關(guān)電源；其中所述交流電源經(jīng)啟動(dòng)按鈕SB與交流指示燈HL后，一方面與開關(guān)電源連接，另一方面分別經(jīng)熔斷器FR1-FR3及相應(yīng)的固態(tài)繼電器的控制開個(gè)后接現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件；相應(yīng)的固態(tài)繼電器的電磁線圈，分別與底板上的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件控制端連接；所述開關(guān)電源，分別與輸入板SRB、底板、控制板、程序板及信號(hào)變送單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器，其特征在于，所述輸入單元至少包括輸入鍵盤， 所述顯示單元至少包括液晶顯示屏與指示燈模塊中的任意多種，所述通信接口至少包括3G 路由器。
9.一種基于權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)控制器的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，用于控制和管理各污水處理站的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器，通信單元，以及遠(yuǎn)程服務(wù)器與操作終端；其中所述各污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，與相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器連接；所述相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器通過通信單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，所述操作終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于現(xiàn)場(chǎng)控制器的農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)污水處理站的現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件中，至少內(nèi)置有用于故障報(bào)警的霍爾元件；在每個(gè)污水處理站，至少設(shè)有格柵調(diào)節(jié)池、沉淀池、好氧池與厭氧池；所述現(xiàn)場(chǎng)各執(zhí)行元件，至少包括安裝在格柵調(diào)節(jié)池中的污水泵、安裝在沉淀池中的污泥泵、以及安裝在好氧池中的射流曝氣機(jī)中的任意多種；與所述現(xiàn)場(chǎng)控制器的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元相匹配，在厭氧池中，設(shè)有用于采集水質(zhì)信息的水質(zhì)分析儀器PH，用于采集氧化還原信息的氧化還原儀器0RP，以及用于采集溫度信息的溫度傳感器PT1000 ；在格柵調(diào)節(jié)池中，設(shè)有用于采集液位信息的浮球液位計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了現(xiàn)場(chǎng)控制器與農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，該現(xiàn)場(chǎng)控制器包括電源單元、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元與通信接口，所述電源單元用于為現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、控制單元、信號(hào)變送單元及通信接口供電，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)獲取單元、信號(hào)變送單元與通信接口，分別與控制單元連接。本發(fā)明所述現(xiàn)場(chǎng)控制器與農(nóng)村生活污水處理站實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)急能力差、可靠性差、無法集中處理與運(yùn)營(yíng)成本高等缺陷，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急能力強(qiáng)、可靠性好、易于集中處理、實(shí)時(shí)性好與運(yùn)營(yíng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102541011SQ20121000392
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者林嶸, 陳琪 申請(qǐng)人:無錫和盟物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司