一种信号电平调节型污水处理控制系统的制作方法

本发明涉及污水处理领域，具体是指一种信号电平调节型污水处理控制系统。

背景技术：

当前水资源短缺已经成为一个全球化的问题，随着我国人口的快速增长，缺水形势尤其严峻。按照1998年的人口统计，我国人均水资源量只有2221立方，仅为世界人均占有量的1/4，是世界人均水资源极少的13个贫水国家之一，水已成为制约中国社会经济持续发展的重要因素。与此同时，随着我国经济快速发展，水环境污染日趋严重。为了节约水资源、保护水环境，人们开始研发各种污水处理设备，使处理后的污水可以循环利用。

然而，现有的污水处理设备的控制系统易受外界的电磁波干扰而出现控制不准确，并且不能根据处理后的污水PH值的参数信息来对污水处理设备进行控制的问题，导致污水处理设备不能很好的对污水进行处理，从而使处理后的污水不能达到可循环利用的要求。

因此，提供一种既能对污水处理设备进行准确控制，又能根据污水PH值的参数信息来对污水处理设备进行控制的污水处理控制系统便是当务之急。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的污水处理设备的控制系统易受外界的电磁波干扰而出现控制不准确，并且不能根据处理后的污水PH值的参数信息来对污水处理设备进行控制的缺陷，提供一种信号电平调节型污水处理控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种信号电平调节型污水处理控制系统，主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的信号处理单元、数据储存器、显示器和PLC控制器，与信号处理单元相连接的PH值传感器，以及均与PLC控制器相连接的第一传继电器和第二继电器组成；所述信号处理单元由处理芯片U，三极管VT3，N极与处理芯片U的VS管脚相连接、P极经电阻R9后与处理芯片U的CC管脚相连接的稳压二极管D4，正极经电阻R10后与处理芯片U的CF管脚相连接、负极经电阻R11后与三极管VT3的基极相连接的极性电容C7，N极经电阻R13后与处理芯片U的PWM管脚相连接、P极经电阻R12后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D5，输入端与PH值传感器相连接、输出端与处理芯片U的IN管脚相连接的二阶滤波电路，分别与处理芯片U的OUT管脚和PWM管脚相连接的信号电平调节电路，以及分别与处理芯片U的COMP管脚和信号电平调节电路相连接的脉冲整形电路组成；所述信号电平调节电路还与中央处理器相连接。

进一步的，所述二阶滤波电路由放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，正极与放大器P1的正极相连接、负极与PH值传感器相连接的极性电容C1，P极电阻R1后与放大器P1的正极相连接、N极与三极管VT1的集电极相连接的二极管D1，P极经电阻R4后与放大器P1的负极相连接、N极经电阻R3后与放大器P1的输出端相连接的二极管D2，负极与放大器P1的负极相连接后接地、正极经电感L1后与二极管D2的N极相连接的极性电容C5，正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C2，负极与处理芯片U的IN管脚相连接、正极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C3，负极与三极管VT2的基极相连接、正极与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C4，P极经可调电阻R8后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R7后与三极管VT1的发射极相连接的二极管D3，以及正极经电阻R6后与三极管VT1的发射极相连接、负极与二极管D3的N极相连接后接地的极性电容C6组成；所述二极管D2的N极还与三极管VT1的发射极相连接、其基极与放大器P1的输出端相连接。

所述脉冲整形电路由三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，P极与处理芯片U的COMP管脚相连接、N极与三极管VT6的基极相连接的二极管D9，正极经电阻R18后与三极管VT6的集电极相连接、负极经电阻R20后与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C10，N极与极性电容C10的负极相连接、P极经可调电阻R19后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D8，正极与三极管VT5的集电极相连接、负极与信号电平调节电路相连接的极性电容C11，正极与三极管VT4的基极相连接、负极经电阻R17后与三极管VT5的基极相连接的极性电容C9，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极与三极管VT4的集电极相连接的二极管D6，负极与三极管VT5的发射极相连接、正极经电阻R14后与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端与极性电容C9的负极相连接的电阻R16，以及P极经电阻R15后与三极管VT5的发射极相连接、N极接地的二极管D7组成；所述三极管VT4的集电极还与三极管VT6的集电极相连接；所述三极管VT6的发射极还与处理芯片U的OUT管脚相连接；所述二极管D8的P极还与极性电容C9的负极相连接。

所述信号电平调节电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT7，P极与处理芯片U的PWM管脚相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D10，正极经电阻R25后与放大器P2的负极相连接、负极接地的极性电容C15，P极与放大器P2的负极相连接、N极顺次经电阻R28和电阻R26后与放大器P2的输出端相连接的二极管D11，一端与放大器P2的负极相连接、另一端接地的电阻R29，正极经电阻R23后与放大器P2的正极相连接、负极与放大器P2的输出端相连接的极性电容C13，负极经电阻R21后与放大器P3的正极相连接、正极经电阻R22后与放大器P2的正极相连接的极性电容C12，负极经电感L2后与三极管VT7的集电极相连接、正极经电阻R24后与放大器P2的输出端相连接的极性电容C14，以及N极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接、P极经电阻R30后与极性电容C14的正极相连接的二极管D12组成；所述极性电容C12的正极还与处理芯片U的OUT管脚相连接；所述三极管VT7的基极与放大器P2的输出端相连接、其发射极还分别与放大器P3的负极和极性电容C11的负极相连接；所述二极管D12的N极接地；所述放大器P3的输出端还与中央处理器相连接。

为本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了AD736集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能通过PH值传感器对处理后的污水的PH值检测的结果来对污水处理设备进行控制；并且本发明能对PH值传感器输出的电信号中的干扰信号进行消除或抑制，并能对电信号的信号频率矩形波的占空比进行调节，使信号频率更稳定，从而确保了本发明对污水处理设备控制的准确性，使污水处理设备能很好的对污水进行处理，并使处理后的污水能达到可循环利用的要求。

(2)本发明能对脉冲信号的宽度进行调整，有效的抑制或消除信号中低次谐波，从而提高了本发明对污水处理设备控制的准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的信号处理单元的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由中央处理器，均与中央处理器相连接的信号处理单元、数据储存器、显示器和PLC控制器，与信号处理单元相连接的PH值传感器，以及均与PLC控制器相连接的第一传继电器和第二继电器组成。

实施时，所述的中央处理器则优先采用了MSP430单片机来实现，该MSP430单片机的XIN管脚与信号处理单元相连接，XOUT管脚与PLC控制器相连接，TEST管脚与数据储存器相连接，IFG管脚与显示器相连接，DVCC管脚则与市电相连接。为了本发明更好的实施，所述的PLC控制器则优先采用了三菱可编程控制器FX1N22MR来实现，该PLC控制器的X1接口与中央处理器的XOUT管脚相连接，Y1接口与第一传继电器相连接，Y2接口与第二继电器相连接。所述的第一传继电器在实施时与污水池中水泵电连接，而第二传继电器则与污水处理反应池中的水泵电连接。

其中，所述的PH值传感器则优先采用了WQ201PH值传感器来实现，该PH值传感器设置在污水处理反应池中，且用于检测污水反应池中的污水PH值信息，并将检测到的污水PH值信息转换为电信号后传输给信号处理单元，而该信号处理单元则将接收的电信号中的干扰信号进行消除或抑制，并对电信号的信号频率矩形波的占空比进行调节，使信号频率更稳定，同时该信号处理单元将处理后的电信号传输给中央处理器。该中央处理器则通过对接收的电信号进行分析处理后得到污水的PH值参数。所述的数据储存器则优先采用了LCW-S01数据储存器，该数据储存器内储存有污水可循环使用的PH值的参数范围值并与中央处理器相连接，而中央处理器则将所分析处理后得到污水的PH值的参数与数据储存器内的污水可循环使用的PH值的参数范围值进行比较。本发明的数据储存器内储存有污水可循环使用的PH值的参数范围值为国家规定的6～9。同时，所述的显示器则对中央处理器则将所分析处理后得到污水的PH值的参数和数据储存器内的污水可循环使用的PH值的参数范围值进行显示，以便于人们更好的对污水处理过程进行了解。

本发明运行时，首先PLC控制器则控制第一传继电器的常开触点闭合，使污水池中的水泵得电开始工作，即将污水池中的污水排到污水处理反应池中进行处理，在PLC控制器内设定有将污水处理反应池注满和排空的相应时间，其时间可根据污水处理反应池的大小进行设定。PH值传感器则对污水处理反应池中的水进行PH值检测，该PH值传感器并将检测的信息传输给中央处理器。当中央处理器所分析处理后得到污水的PH值的参数与数据储存器内的污水可循环使用的PH值的参数范围值中的参数值一致时，中央处理器输出控制信号给PLC控制器，该PLC控制器接收到该控制信号后则输出控制电流给第二传继电器，此时，第二传继电器得电后其常开触点闭合，污水处理反应池中的水泵得电开始工作，并将污水处理反应池中的水排出。在污水处理反应池的排放完成后PLC控制控制第一传继电器的常开触点闭合，污水池中的水泵重新工作，污水处理反应池中污水被重新注满。如此反复运行即可对污水进行有效的处理。

如图2所示，所述信号处理单元由处理芯片U，三极管VT3，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，极性电容C7，稳压二极管D4，以及二极管D5，二阶滤波电路，脉冲整形电路，以及信号电平调节电路组成。

连接时，稳压二极管D4的N极与处理芯片U的VS管脚相连接，P极经电阻R9后与处理芯片U的CC管脚相连接。极性电容C7的正极经电阻R10后与处理芯片U的CF管脚相连接，负极经电阻R11后与三极管VT3的基极相连接。

其中，二极管D5的N极经电阻R13后与处理芯片U的PWM管脚相连接，P极经电阻R12后与三极管VT3的发射极相连接。二阶滤波电路的输入端与PH值传感器相连接，输出端与处理芯片U的IN管脚相连接。信号电平调节电路分别与处理芯片U的OUT管脚和PWM管脚相连接。脉冲整形电路分别与处理芯片U的COMP管脚和信号电平调节电路相连接。所述信号电平调节电路还与中央处理器相连接。

进一步地，所述二阶滤波电路由放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，可调电阻R8，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，极性电容C6，二极管D1，二极管D2，二极管D3，以及电感L1组成。

连接时，极性电容C1的正极与放大器P1的正极相连接，负极与PH值传感器相连接。二极管D1的P极电阻R1后与放大器P1的正极相连接，N极与三极管VT1的集电极相连接。二极管D2的P极经电阻R4后与放大器P1的负极相连接，N极经电阻R3后与放大器P1的输出端相连接。

其中，极性电容C5的负极与放大器P1的负极相连接后接地，正极经电感L1后与二极管D2的N极相连接。极性电容C2的正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接，负极与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C3的负极与处理芯片U的IN管脚相连接，正极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接。极性电容C4的负极与三极管VT2的基极相连接，正极与三极管VT1的发射极相连接。

同时，二极管D3的P极经可调电阻R8后与三极管VT2的发射极相连接，N极经电阻R7后与三极管VT1的发射极相连接。极性电容C6的正极经电阻R6后与三极管VT1的发射极相连接，负极与二极管D3的N极相连接后接地。所述二极管D2的N极还与三极管VT1的发射极相连接，其基极与放大器P1的输出端相连接。

更进一步地，所述脉冲整形电路由三极管VT4，三极管VT5，三极管VT6，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，可调电阻R19，电阻R20，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D6，二极管D7，二极管D8，以及二极管D9组成。

连接时，二极管D9的P极与处理芯片U的COMP管脚相连接，N极与三极管VT6的基极相连接。极性电容C10的正极经电阻R18后与三极管VT6的集电极相连接，负极经电阻R20后与三极管VT6的发射极相连接。二极管D8的N极与极性电容C10的负极相连接，P极经可调电阻R19后与三极管VT5的集电极相连接。极性电容C11的正极与三极管VT5的集电极相连接，负极与信号电平调节电路相连接。

同时，极性电容C9的正极与三极管VT4的基极相连接，负极经电阻R17后与三极管VT5的基极相连接。二极管D6的P极与三极管VT4的发射极相连接，N极与三极管VT4的集电极相连接。极性电容C8的负极与三极管VT5的发射极相连接，正极经电阻R14后与三极管VT4的发射极相连接。电阻R16的一端与极性电容C8的正极相连接，另一端与极性电容C9的负极相连接。二极管D7的P极经电阻R15后与三极管VT5的发射极相连接，N极接地。

所述三极管VT4的集电极还与三极管VT6的集电极相连接；所述三极管VT6的发射极还与处理芯片U的OUT管脚相连接；所述二极管D8的P极还与极性电容C9的负极相连接。

再进一步地，所述信号电平调节电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT7，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，极性电容C12，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，二极管D10，二极管D11，二极管D12，以及电感L2组成。

连接时，二极管D10的P极与处理芯片U的PWM管脚相连接，N极与放大器P2的正极相连接。极性电容C15的正极经电阻R25后与放大器P2的负极相连接，负极接地。二极管D11的P极与放大器P2的负极相连接，N极顺次经电阻R28和电阻R26后与放大器P2的输出端相连接。

其中，电阻R29的一端与放大器P2的负极相连接，另一端接地。极性电容C13的正极经电阻R23后与放大器P2的正极相连接，负极与放大器P2的输出端相连接。极性电容C12的负极经电阻R21后与放大器P3的正极相连接，正极经电阻R22后与放大器P2的正极相连接。

同时，极性电容C14的负极经电感L2后与三极管VT7的集电极相连接，正极经电阻R24后与放大器P2的输出端相连接。二极管D12的N极经电阻R27后与三极管VT7的集电极相连接，P极经电阻R30后与极性电容C14的正极相连接。

所述极性电容C12的正极还与处理芯片U的OUT管脚相连接；所述三极管VT7的基极与放大器P2的输出端相连接，其发射极还分别与放大器P3的负极和极性电容C11的负极相连接；所述二极管D12的N极接地；所述放大器P3的输出端还与中央处理器相连接。

运行时，运行时，本发明的信号处理单元中的二阶滤波电路能对PH值传感器输出的电信号中的干扰信号进行消除或抑制，而信号处理单元中的信号电平调节电路能对电信号的信号频率矩形波的占空比进行调节，使信号频率更稳定，从而确保了本发明对污水处理设备控制的准确性，使污水处理设备能很好的对污水进行处理，并使处理后的污水能达到可循环利用的要求。

同时，该信号处理单元中的脉冲整形电路能对脉冲信号的宽度进行调整，有效的抑制或消除信号中低次谐波，从而提高了本发明对污水处理设备控制的准确性。为本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了AD736集成芯片来实现。

如上所述，便可很好的实现本发明。