一種智能電源控制器及其在活性污泥法污水處理中的應用
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001]本發明涉及一種智能電源控制器及其在活性污泥法污水處理中的應用。
(二)
【背景技術】
[0002]活性污泥法是一種常用的污水處理辦法。在曝氣池內提供一定污水停留時間，通過鼓風機曝氣滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。鼓風曝氣通過增加污水中溶氧量來提高微生物活動能力，因此曝氣時間是提高污水處理質量和降低能耗的關鍵部分。目前市場上存在著多種可定時的電源開關控制器，但是他們普遍存在著使用面窄，可控性差的局限性。為此，本研宄提出了一種可以遠程控制的智能電源系統來運用到活性污泥法處理污水中。
(三)
【發明內容】
[0003]本發明目的是提供一種可以遠程控制的智能電源控制器，以及所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應用。
[0004]本發明采用的技術方案是:
[0005]本發明提供一種智能電源控制器，包括信號處理器、顯示控制模塊(優選IXD顯示控制模塊)、固態繼電器、板級支持包(Board Support Package)和程序模塊，所述信號處理器通過通用輸入/輸出模塊(GP1)與鍵盤、顯示控制模塊和固態繼電器連接，所述固態繼電器與電源連接，同時信號處理器通過串行通信接口(SCI)模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級支持包界于信號處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實時嵌入式UCOS — II內核和應用進程模塊，所述應用程序模塊包括串口通信進程模塊、主進程模塊、繼電器控制進程模塊和現場設置進程模塊，所述應用程序模塊與實時嵌入式UCOS -1I內核相應接口連接。
[0006]進一步，所述信號處理器連接存儲單元，所述存儲單元為FLASH存儲單元或RAM存儲單元。
[0007]進一步，所述信號處理器為高速數字信號處理器DSP(DSP56F807)芯片。
[0008]本發明還提供一種所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應用，具體所述的應用是在污水處理曝氣池中設置與電腦連接的溶解氧傳感器，將智能電源系統通過RS485串行通信接口與電腦連接，若曝氣池中溶解氧濃度小于或等于2mg/L，則繼續通電，若大于2mg/L時，則斷電。
[0009]本發明所述的智能電源控制器，即是按照用戶事先設定的時間，通過固態繼電器對電源實施接通、斷開操作的控制器件。它既可以作為獨立控制器件使用，也可以通過RS-485接口接入總線網絡，作為網絡控制終端使用。當它作為一個獨立控制器件使用時，用戶可以通過鍵盤、LCD組成的人機交互界面來完成定時時間參數的設置；當它接入總線，作為一個網絡控制終端使用時，除了用前一種設置方式外，用戶還可以通過控制中心的軟件平臺遠程設置定時時間參數。為了提高控制器件的使用效率，每個智能電源控制器可以同時對3個電源開關進行定時管理。
[0010]本發明所述的智能電源控制器，采用了 DSP+RTOS的設計方案，即是以DSP芯片為硬件核心，RTOS(實時操作系統)為軟件核心的嵌入式設計方案，不僅要完成本地人機交換界面的管理，時間定時管理和繼電器的控制管理等功能，還要能夠通過串口進行實時通信。
[0011]本發明所述的智能電源控制器，包括硬件系統和軟件系統，其中硬件系統整體設計方案如圖1所示。整個系統以高速數字信號處理器DSP(DSP56F807)芯片為核心，加上RS-485串行接口、鍵盤、IXD顯示控制模塊和固態繼電器等主要片外功能模塊組成。DSP56F807控制處理單元通過GP1 (通用輸入輸出)和SCI (串行通信接口)外圍接口電路對片外各個功能模塊進行控制，另外，DSP芯片上還集成了 FLASH和RAM存儲單元，它們是整個軟件系統的載體。RS-485串行接口是控制器件實現總線通信的接口電路，控制器件就是通過它和總線上的控制中心進行通信。鍵盤和LCD顯示控制模塊構成了用戶和控制器件信息交互的界面，為用戶提供了在工作現場查詢、設置時間參數的功能。固態繼電器的主要功能是根據控制器件輸出的控制信息接通或斷開電氣設備的電源。
[0012]本發明所述智能電源控制器中軟件系統的結構如圖2所示，主要包括BSP(板級支持包Board Support Package)、μ COS — II實時嵌入式系統內核、應用進程(主進程、串口通信進程、繼電器控制進程和現場設置進程)三部分。y COS — II是整個軟件系統的核心，它主要負責應用進程的管理，如進程調度，進程通信等，和一部分硬件設備的管理，如時鐘模塊和存儲單元。BSP是底層驅動程序，它處于硬件系統和上層軟件之間，是上層軟件與系統硬件聯系的橋梁。由于它屏蔽了直接針對硬件的底層操作，使上層軟件的編程可以不必關注具體硬件的實現。應用進程建立在前兩部分的基礎之上，是具體實現系統功能的軟件部分。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在:本發明提供一種可以遠程控制的智能電源控制器，以及所述智能電源控制器在活性污泥法處理污水中的應用，本發明智能電源控制器不僅能完成本地人機交換界面的管理，時間定時管理和繼電器的控制管理等功能，還能夠通過串口進行實時通信。
(四)
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此:
[0015]實施例1
[0016]1、參照圖1-圖2，本發明所述智能電源控制器，包括信號處理器、顯示控制模塊(優選LCD顯示控制模塊)、固態繼電器、板級支持包(Board Support Package)和程序模塊，所述信號處理器通過通用輸入/輸出模塊(GP1)與鍵盤、顯示控制模塊和固態繼電器連接，所述固態繼電器與電源連接，同時信號處理器通過串行通信接口(SCI)模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級支持包界于信號處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實時嵌入式UCOS — II內核和應用進程模塊，所述應用程序模塊包括串口通信進程模塊、主進程模塊、繼電器控制進程模塊和現場設置進程模塊，所述應用程序模塊與實時嵌入式yCOS — II內核相應接口連接。所述信號處理器連接存儲單元，所述存儲單元為FLASH存儲單元或RAM存儲單元。所述信號處理器為高速數字信號處理器DSP(DSP56F807)芯片。
[0017]2、智能電源控制器在活性污泥曝氣池中的運用
[0018]本實驗在湖州市一個養殖場中進行，智能電源控制器通過RS-485串行通訊接口經過RS-232與電腦連接，曝氣池中設置溶解氧傳感器并與電腦連接。
[0019]為了保證活性污泥中微生物對有機物的去除效率和自身呼吸代謝正常進行，常選取的溶解氧濃度值為2mg/L左右。過低容易引起微生物生長不良，達不到水質處理的效果；過高，則能耗增加。通過觀測溶解氧的濃度可以比較快的了解污水處理過程的運行狀態，溶解氧的濃度可以被快速方便的檢測，所以可以選取溶解氧的濃度作為曝氣控制過程的關鍵參數。然后通過遠程計算機控制曝氣風機的開啟來達到科學控制，節能增效的效果。
[0020]通過圖3可知，通過智能電源控制，電量要是常開時候62%左右。
【主權項】
1.一種智能電源控制器，包括信號處理器、顯示控制模塊、固態繼電器、板級支持包和程序模塊，其特征在于所述信號處理器通過通用輸入/輸出模塊與鍵盤、顯示控制模塊和固態繼電器連接，所述固態繼電器與電源連接，同時信號處理器通過串行通信接口模塊與RS485串行通信接口連接，所述RS485儀表與總線通信接口連接；所述板級支持包界于信號處理器和程序模塊之間，所述程序模塊包括實時嵌入式yCOS -1I內核和應用進程模塊，所述應用程序模塊包括串口通信進程模塊、主進程模塊、繼電器控制進程模塊和現場設置進程模塊，所述應用程序模塊與實時嵌入式μ COS — II內核相應接口連接。2.如權利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述信號處理器連接存儲單元。3.如權利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述存儲單元為FLASH存儲單元或RAM存儲單元。4.如權利要求1所述智能電源控制器，其特征在于所述信號處理器為高速數字信號處理器 DSP (DSP56F807)芯片。5.一種權利要求1所述智能電源控制器在活性污泥法污水處理中的應用。6.如權利要求5所述的應用，其特征在于所述的應用是在污水處理曝氣池中設置與電腦連接的溶解氧傳感器，將智能電源控制器通過RS485串行通信接口與電腦連接，若曝氣池中溶解氧濃度小于或等于2mg/L，則繼續通電，若大于2mg/L時，則斷電。
【專利摘要】本發明公開了一種智能電源控制器及在活性污泥法處理污水中的應用，智能電源控制器包括信號處理器、顯示控制模塊、固態繼電器、板級支持包和程序模塊，本發明所述的智能電源控制器，采用了DSP+RTOS的設計方案，即是以DSP芯片為硬件核心，RTOS為軟件核心的嵌入式設計方案，不僅能完成本地人機交換界面的管理，時間定時管理和繼電器的控制管理等功能，還能夠通過串口進行實時通信。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN104977880
【申請號】CN201510315694
【發明人】黃黎鋒, 鄭燦, 鄭越
【申請人】浙江集美生物技術有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月10日