一种浊度实时自动平衡的控制系统

技术领域

本发明涉及浊度控制相关的技术领域，具体来讲涉及的是一种浊度实时自动平衡的控制系统。

背景技术

众所周知，浊度是水体光学性质的一种特征参数，它不但是衡量水质良好程度的重要指标之一，也是考核水处理效果的重要依据，因此，对水体浊度的在线检测具有非常重要的现实意义。浊度传感器是水体浊度在线检测的有效工具，通常采用流通池作为浊度传感器提供一个盛装待测液体的容器，并通过控制器读取浊度传感器检测输出的浊度测量数据并控制显示屏加以显示，则构成对待测水源进行浊度检测的浊度测量系统。目前实验室经常浊度的控制与检测。

经过检索发现，申请号CN201510259278.5的发明提供了一种双腔流通池浊度测量系统及其控制方法，该双腔流通池浊度测量系统采用了具有消泡腔体和测量腔体的双腔流通池，二者可以相互独立工作，能够有效兼顾测量准确性、时效性以及系统体积小型化需求，同时针对泡含量、浊度变化较大的测量环境能够具备较好的适应能力，为浊度测量系统提供了一种新的实现方案；同时，本发明双腔流通池浊度测量系统的测量控制方法，其控制流程简单，并且在确保较好的测量准确性的同时，进一步提升了系统测量的时效性。

申请号CN201410822493.7的发明公开了一种带流量控制的在线浊度仪，包括：顶盖、滤泡机构、光电检测机构、样品流通池、流量控制器及底盖，进水口将水流导入所述流量控制器内以控制流量，流量控制器与滤泡机构的入口相连通，所述滤泡机构的出口与样品流通池连通，所述光电检测机构设置于样品流通池内，所述底盖安装于样品流通池底部，所述样品流通池底部设有一排水口。通过流量控制器调节和控制进入滤泡机构的水流流量，方便实时观察和控制进水流量，滤泡机构能够保证进入样品流通池的水样不会受到气泡的干扰，进而提高测量的稳定性和准确性。

然而，经过分析发现，现有的浊度测量系统结构复杂不适合实验室使用，而且不便于通过物联网进行控制。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种浊度实时自动平衡的控制系统；本系统改进之后结构简单，适合实验室操作；与现有同类型系统相比，（1）替代人工手动测量浊度并按需加入浊度控制液，使用自动化技术实现实时的浊度恒定控制；（2）简单易上手的人机交互设计，浊度控制范围可按需设定；（3）过程记录功能，方便溯源；（4）系统具备联网能力，可随时远程进行操作或相关设置。

本发明是这样实现的，构造一种浊度实时自动平衡的控制系统；

该系统包括浊度标液杯，用于储放透明浊度标液；

该系统还包括珊瑚缸，内设浊度探头，通过浊度探头测量珊瑚缸的实时浊度；

该系统包括PLC控制器、人机交互触摸终端、蠕动泵和搅拌泵；

所述蠕动泵为可调速蠕动泵，用于将浊度标液输送至珊瑚缸；

所述搅拌泵用于将浊度标液杯的液体进行循环；

所述PLC控制器用于与浊度探头、蠕动泵和搅拌泵连接；PLC控制器与人机交互触摸终端通信，用于接收人机交互触摸终端的操作指令，并按流程控制蠕动泵和搅拌泵动作，还能够读取浊度探头的数据。

优化的，人机交互触摸终端为7寸可联网人机交互触摸屏，用于对系统进行操作、设置和信息查看；触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应；为了满足云端操作需求，人机交互触摸终端内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。

优化的，所述浊度标液杯为透明浊度标液储放杯，总容量4.3L，实际存储容量3.8L。

优化的，所述搅拌泵按照流量20L/min，快速将浊度标液杯的液体进行循环。

优化的，所述蠕动泵选用转速可调的蠕动泵。

优化的，所述浊度探头为量程0-1000NTU，测量珊瑚缸的实时浊度。

优化的，还包括操作台，操作台的顶部开有斜面凹槽，该斜面凹槽内用于设置浊度标液杯；所述珊瑚缸放置在操作台的内部架体上，蠕动泵固定在操作台的顶部台面上，PLC控制器位于操作台的顶部台面上，搅拌泵设置于浊度标液杯下方的固定板处，人机交互触摸终端整体支撑在操作台的边沿处；在操作台上还设置有防护罩，能够将浊度标液杯、PLC控制器和蠕动泵整体罩住。

优化的，人机交互触摸终端包括控制器、触摸显示屏、4G通讯模块、电源、身份识别模块、语音识别模块、报警器、显示屏锁定模块、以及充电模块；控制器分别与触摸显示屏、4G通讯模块、电源、身份识别模块、语音识别模块、报警器、显示屏锁定模块连接，电源还与充电模块连接。

优化的，本系统的运行过程如下，操作人员通过人机交互触摸终端进行操作，用于向PLC控制器发送操作指令，PLC控制器与珊瑚缸内的浊度探头通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入算法计算结果，然后控制进样蠕动泵的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内；同时，由PLC控制器控制搅拌泵将浊度标液杯的液体进行循环。

本发明具有如下优点：本发明为实验室提供一套稳定易操作的浊度实时控制系统，具有如下改进及优点；

其1，本发明通过改进在此提供一种浊度实时自动平衡的控制系统，该系统包括浊度标液杯，用于储放透明浊度标液；该系统还包括珊瑚缸，内设浊度探头，通过浊度探头测量珊瑚缸的实时浊度；该系统包括PLC控制器、人机交互触摸终端（HMI）、蠕动泵和搅拌泵；所述蠕动泵为可调速蠕动泵，用于将浊度标液输送至珊瑚缸；所述搅拌泵用于将浊度标液杯的液体进行循环；所述PLC控制器用于与浊度探头、蠕动泵和搅拌泵连接；PLC控制器与人机交互触摸终端通信，用于接收人机交互触摸终端的操作指令，并按流程控制蠕动泵和搅拌泵动作，还能够读取浊度探头的数据。本系统改进之后结构简单，适合实验室操作；与现有同类型系统相比，（1）替代人工手动测量浊度并按需加入浊度控制液，使用自动化技术实现实时的浊度恒定控制；（2）简单易上手的人机交互设计，浊度控制范围可按需设定；（3）过程记录功能，方便溯源；（4）系统具备联网能力，可随时远程进行操作或相关设置。

其2，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；人机交互触摸终端为7寸可联网人机交互触摸屏，用于对系统进行操作、设置和信息查看；触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应；为了满足云端操作需求，人机交互触摸终端内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。

其3，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述浊度标液杯为透明浊度标液储放杯，总容量4.3L，实际存储容量3.8L；所述搅拌泵按照流量20L/min，快速将浊度标液杯的液体进行循环；所述蠕动泵选用转速可调的蠕动泵；所述浊度探头为量程0-1000NTU，测量珊瑚缸的实时浊度。

其4，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；还包括操作台，如图3所示，操作台的顶部开有斜面凹槽，该斜面凹槽内用于设置浊度标液杯；所述珊瑚缸放置在操作台的内部架体上，蠕动泵固定在操作台的顶部台面上，PLC控制器位于操作台的顶部台面上，搅拌泵设置于浊度标液杯下方的固定板处，人机交互触摸终端整体支撑在操作台的边沿处；在操作台上还设置有防护罩，能够将浊度标液杯、PLC控制器和蠕动泵整体罩住。采用如图3所示方式实施时，尺寸小巧，方便移动；桌面布放，适宜的屏幕操控角度；合理的空间布局，方便维护。

其5，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；如图4所示，人机交互触摸终端包括控制器、触摸显示屏、4G通讯模块、电源、身份识别模块、语音识别模块、报警器、显示屏锁定模块、以及充电模块；控制器分别与触摸显示屏、4G通讯模块、电源、身份识别模块、语音识别模块、报警器、显示屏锁定模块连接，电源还与充电模块连接。当操作人员开始操作时，通过身份识别模块对人员的身份进行识别，并进行记录，便于以后进行查询。在进行过程中可以通过语音识别模块进行语音操作。

其6，本系统的运行过程如下，操作人员通过人机交互触摸终端进行操作，用于向PLC控制器发送操作指令，PLC控制器与珊瑚缸内的浊度探头通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入算法计算结果，然后控制进样蠕动泵的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内；同时，由PLC控制器控制搅拌泵将浊度标液杯的液体进行循环。

其7，本系统为一套浊度实时自动平衡的控制系统，PLC与珊瑚缸内的浊度探头通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入模糊算法计算结果，然后控制进样蠕动泵的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内。由于珊瑚缸内的浊度反馈会稍落后于加样过程，因此选用转速可调的蠕动泵，以控制进样系统，避免加样过多，浊度在造浪器充分混匀后超出控制范围，导致整套系统失控。人交交互端采用7寸触摸屏，通过组态后展现较为直观的操作画面，触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应。为了满足云端操作需求，HMI选型内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。输送到珊瑚缸内的浊度标液必须恒定，否则容易影响进样算法，因此为浊度标液杯设计了搅拌泵（循环抽送），当珊瑚缸内需要加样时，首先启动搅拌泵，稍作延迟后开始加样，并且在整个过程中保持运行。

附图说明

图1是本发明所述控制系统的实施框架图；

图2是本发明所述控制系统的原理示意图；

图3是本发明中操作台配合实施示意图；

图4是本发明中所述人机交互触摸终端的原理示意图。

其中：浊度标液杯10，珊瑚缸20，浊度探头30，PLC控制器40，人机交互触摸终端50（HMI），蠕动泵60，搅拌泵70，操作台80，斜面凹槽81，内部架体82，固定板83，防护罩84，控制器91，触摸显示屏92，4G通讯模块93，电源94，身份识别模块95，语音识别模块96，报警器97，显示屏锁定模块98，充电模块99。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种浊度实时自动平衡的控制系统，如图1-图4所示，可以按照如下方式予以实施；

该系统包括浊度标液杯10，用于储放透明浊度标液；

该系统还包括珊瑚缸20，内设浊度探头30，通过浊度探头30测量珊瑚缸的实时浊度；

该系统包括PLC控制器40、人机交互触摸终端50（HMI）、蠕动泵60和搅拌泵70；

所述蠕动泵60为可调速蠕动泵，用于将浊度标液输送至珊瑚缸20；

所述搅拌泵70用于将浊度标液杯10的液体进行循环；

所述PLC控制器40用于与浊度探头30、蠕动泵60和搅拌泵70连接；PLC控制器40与人机交互触摸终端50通信，用于接收人机交互触摸终端50的操作指令，并按流程控制蠕动泵60和搅拌泵70动作，还能够读取浊度探头30的数据。本系统改进之后结构简单，适合实验室操作；与现有同类型系统相比，（1）替代人工手动测量浊度并按需加入浊度控制液，使用自动化技术实现实时的浊度恒定控制；（2）简单易上手的人机交互设计，浊度控制范围可按需设定；（3）过程记录功能，方便溯源；（4）系统具备联网能力，可随时远程进行操作或相关设置。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；人机交互触摸终端50为7寸可联网人机交互触摸屏，用于对系统进行操作、设置和信息查看；触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应；为了满足云端操作需求，人机交互触摸终端50内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述浊度标液杯10为透明浊度标液储放杯，总容量4.3L，实际存储容量3.8L。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述搅拌泵70按照流量20L/min，快速将浊度标液杯10的液体进行循环。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述蠕动泵60选用转速可调的蠕动泵。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述浊度探头30为量程0-1000NTU，测量珊瑚缸的实时浊度。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；还包括操作台80，如图3所示，操作台80的顶部开有斜面凹槽81，该斜面凹槽81内用于设置浊度标液杯10；所述珊瑚缸20放置在操作台80的内部架体82上，蠕动泵60固定在操作台80的顶部台面上，PLC控制器40位于操作台80的顶部台面上，搅拌泵70设置于浊度标液杯10下方的固定板83处，人机交互触摸终端50整体支撑在操作台80的边沿处；在操作台80上还设置有防护罩84，能够将浊度标液杯10、PLC控制器40和蠕动泵60整体罩住。采用如图3所示方式实施时，尺寸小巧，方便移动；桌面布放，适宜的屏幕操控角度；合理的空间布局，方便维护。

本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；如图4所示，人机交互触摸终端50包括控制器91、触摸显示屏92、4G通讯模块93、电源94、身份识别模块95、语音识别模块96、报警器97、显示屏锁定模块98、以及充电模块99；控制器91分别与触摸显示屏92、4G通讯模块93、电源94、身份识别模块95、语音识别模块96、报警器97、显示屏锁定模块98连接，电源94还与充电模块99连接。当操作人员开始操作时，通过身份识别模块95对人员的身份进行识别，并进行记录，便于以后进行查询。在进行过程中可以通过语音识别模块96进行语音操作。

本系统的运行过程如下，操作人员通过人机交互触摸终端50进行操作，用于向PLC控制器40发送操作指令，PLC控制器40与珊瑚缸内的浊度探头30通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入算法计算结果，然后控制进样蠕动泵60的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内；同时，由PLC控制器40控制搅拌泵70将浊度标液杯10的液体进行循环。

本发明为实验室提供一套稳定易操作的浊度实时控制系统，具有如下改进及优点；

其1，本发明通过改进在此提供一种浊度实时自动平衡的控制系统，该系统包括浊度标液杯10，用于储放透明浊度标液；该系统还包括珊瑚缸20，内设浊度探头30，通过浊度探头30测量珊瑚缸的实时浊度；该系统包括PLC控制器40、人机交互触摸终端50（HMI）、蠕动泵60和搅拌泵70；所述蠕动泵60为可调速蠕动泵，用于将浊度标液输送至珊瑚缸20；所述搅拌泵70用于将浊度标液杯10的液体进行循环；所述PLC控制器40用于与浊度探头30、蠕动泵60和搅拌泵70连接；PLC控制器40与人机交互触摸终端50通信，用于接收人机交互触摸终端50的操作指令，并按流程控制蠕动泵60和搅拌泵70动作，还能够读取浊度探头30的数据。本系统改进之后结构简单，适合实验室操作；与现有同类型系统相比，（1）替代人工手动测量浊度并按需加入浊度控制液，使用自动化技术实现实时的浊度恒定控制；（2）简单易上手的人机交互设计，浊度控制范围可按需设定；（3）过程记录功能，方便溯源；（4）系统具备联网能力，可随时远程进行操作或相关设置。

其2，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；人机交互触摸终端50为7寸可联网人机交互触摸屏，用于对系统进行操作、设置和信息查看；触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应；为了满足云端操作需求，人机交互触摸终端50内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。

其3，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；所述浊度标液杯10为透明浊度标液储放杯，总容量4.3L，实际存储容量3.8L；所述搅拌泵70按照流量20L/min，快速将浊度标液杯10的液体进行循环；所述蠕动泵60选用转速可调的蠕动泵；所述浊度探头30为量程0-1000NTU，测量珊瑚缸的实时浊度。

其4，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；还包括操作台80，如图3所示，操作台80的顶部开有斜面凹槽81，该斜面凹槽81内用于设置浊度标液杯10；所述珊瑚缸20放置在操作台80的内部架体82上，蠕动泵60固定在操作台80的顶部台面上，PLC控制器40位于操作台80的顶部台面上，搅拌泵70设置于浊度标液杯10下方的固定板83处，人机交互触摸终端50整体支撑在操作台80的边沿处；在操作台80上还设置有防护罩84，能够将浊度标液杯10、PLC控制器40和蠕动泵60整体罩住。采用如图3所示方式实施时，尺寸小巧，方便移动；桌面布放，适宜的屏幕操控角度；合理的空间布局，方便维护。

其5，本发明所述一种浊度实时自动平衡的控制系统实施时；如图4所示，人机交互触摸终端50包括控制器91、触摸显示屏92、4G通讯模块93、电源94、身份识别模块95、语音识别模块96、报警器97、显示屏锁定模块98、以及充电模块99；控制器91分别与触摸显示屏92、4G通讯模块93、电源94、身份识别模块95、语音识别模块96、报警器97、显示屏锁定模块98连接，电源94还与充电模块99连接。当操作人员开始操作时，通过身份识别模块95对人员的身份进行识别，并进行记录，便于以后进行查询。在进行过程中可以通过语音识别模块96进行语音操作。

其6，本系统的运行过程如下，操作人员通过人机交互触摸终端50进行操作，用于向PLC控制器40发送操作指令，PLC控制器40与珊瑚缸内的浊度探头30通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入算法计算结果，然后控制进样蠕动泵60的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内；同时，由PLC控制器40控制搅拌泵70将浊度标液杯10的液体进行循环。

其7，本系统为一套浊度实时自动平衡的控制系统，PLC与珊瑚缸内的浊度探头通讯，读取浊度实时值，并将设定值代入模糊算法计算结果，然后控制进样蠕动泵的启停及转速，以使珊瑚缸内水体的浊度保持在设定范围内。由于珊瑚缸内的浊度反馈会稍落后于加样过程，因此选用转速可调的蠕动泵，以控制进样系统，避免加样过多，浊度在造浪器充分混匀后超出控制范围，导致整套系统失控。人交交互端采用7寸触摸屏，通过组态后展现较为直观的操作画面，触摸屏的操作指令下达后，由PLC执行特定流程，完成响应。为了满足云端操作需求，HMI选型内置4G通讯模块，安装物联网卡使设备上线后，用户可通过手机安装的APP或微信小程序对系统进行远程操作和数据查询。输送到珊瑚缸内的浊度标液必须恒定，否则容易影响进样算法，因此为浊度标液杯设计了搅拌泵（循环抽送），当珊瑚缸内需要加样时，首先启动搅拌泵，稍作延迟后开始加样，并且在整个过程中保持运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。