循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究

王偉琪

[摘 要]科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，循環(huán)冷卻水處理方案得到優(yōu)化與整改，本文針對現(xiàn)有循環(huán)冷卻水基礎(chǔ)性處理方案，對循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，之后在此基礎(chǔ)上有效運(yùn)用不同類型專用傳感器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)電路控制，在一定程度上完善循環(huán)冷卻水參數(shù)測量操作，按照具體參數(shù)值進(jìn)行水質(zhì)情況信息解析，使加藥劑量自動(dòng)控制操作成為可能。新型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中還涵蓋了上位機(jī)設(shè)備，其中，參數(shù)測量值信息存儲、導(dǎo)出和測量值存儲、導(dǎo)出等都會得以顯示，通過數(shù)次分析和實(shí)踐可以看出，此類型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能較為健全且操作可靠性良好，內(nèi)在操作實(shí)時(shí)性相對較高。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)冷卻水；在線監(jiān)控；記錄；系統(tǒng)；研究

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0047-01

旨在有效節(jié)約水資源，當(dāng)下工業(yè)冷卻水一般情況下均以循環(huán)水為主，大部分工業(yè)企業(yè)都會運(yùn)用循環(huán)水作為主要水源，常見企業(yè)包括鋼鐵企業(yè)和發(fā)電廠等，上述企業(yè)用水量占80%以上。應(yīng)該了解到，循環(huán)水最終運(yùn)行質(zhì)量會對設(shè)備安全性和設(shè)備可靠性以及設(shè)備使用壽命造成一定影響。為減輕循環(huán)水負(fù)面效應(yīng)和結(jié)垢腐蝕現(xiàn)象，可在循環(huán)水中加入定量緩蝕阻垢劑，而最終水質(zhì)改善狀態(tài)則需以實(shí)際監(jiān)測結(jié)果為主。按照GB 6913.2—86實(shí)施離線施工監(jiān)測方案，之后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行水質(zhì)狀態(tài)檢查與監(jiān)測，上述方法滯后性猶存，尤其是在腐蝕狀況測量方面極為吃力。

一、循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

上已對普通水質(zhì)監(jiān)測模式進(jìn)行了簡述，此種方案會帶有一定安全隱患。需知，腐蝕率測量通常以掛片稱重方法為主，其測量周期一般1個(gè)月，最少應(yīng)為7天，但此類方案并不能對循環(huán)水基本水質(zhì)狀況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)，安全隱患問題尤為嚴(yán)重。國外循環(huán)水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測案例屢見不鮮，但單體水位集中監(jiān)測并不能夠有效反映整體水質(zhì)狀況，僅靠腐蝕率測量和pH值測量以及ORP指標(biāo)測量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。本文從實(shí)際角度出發(fā)，進(jìn)行循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄系統(tǒng)分析，其能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)在線測量，附帶自動(dòng)分析功能和自動(dòng)加藥功能等，效果十分明顯。

循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要分為在線監(jiān)控器設(shè)備和上位機(jī)設(shè)備兩種，上述兩種器材均以主控制器設(shè)備為核心點(diǎn)。需知，在線監(jiān)控器設(shè)備的主要任務(wù)就是對循環(huán)水參數(shù)進(jìn)行采集與整理，上位機(jī)功能與之不同，后者實(shí)現(xiàn)友好人機(jī)交互界面，并對水質(zhì)參數(shù)內(nèi)容和參數(shù)水質(zhì)內(nèi)容等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，其設(shè)備的主控制器采用最新ARM內(nèi)核CortexTM—M3的嵌入式微控制器，功能較為強(qiáng)勁，可在一定程度上達(dá)成超速運(yùn)算效果和對外參數(shù)合理控制效果。由于此控制器設(shè)備16路高精度AD以及大量IO控制端等存在，使得當(dāng)前所有功能都能實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)監(jiān)測功能拓展奠定了有力基礎(chǔ)。

二、在線監(jiān)控器設(shè)備設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)分析

1.硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

在線監(jiān)控器結(jié)構(gòu)由7路信號采集電路所構(gòu)成，之后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行在線測量，其主要分為循環(huán)冷卻水溫度值測量內(nèi)容、pH值測量內(nèi)容、電導(dǎo)率值測量內(nèi)容、ORP濁度值測量內(nèi)容和Cu腐蝕度測量內(nèi)容以及A3碳鋼腐蝕率值測量內(nèi)容。各路參數(shù)值采樣均由傳感器設(shè)備進(jìn)行相關(guān)操作，信號處理電路會對所有數(shù)值進(jìn)行放大及濾波，隨之形成較為正規(guī)的電信號，末端步驟由主控器設(shè)備定奪，A/D轉(zhuǎn)換過程中，以獲取實(shí)際值為主，測量參數(shù)值分析環(huán)節(jié)尤為重要，應(yīng)仔細(xì)根據(jù)水質(zhì)要求進(jìn)行自動(dòng)加藥操作和自動(dòng)控制操作。

主控芯片STM32F103嵌入式控制器設(shè)備基本支撐要素為ARM-Cortex TM—M3內(nèi)核，其主頻為72MHz，功能以及單周期硬件乘法功能和單周期硬件除法功能為主，而內(nèi)部16路高精度AD會與循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求相適應(yīng)。不同類型參數(shù)測量傳感器設(shè)備選取時(shí)應(yīng)挑選以專業(yè)傳感器設(shè)備為主，經(jīng)過數(shù)次分析和研究，不同類型參數(shù)范圍已被原定：pH值在0～14之間；電導(dǎo)率值在0～19.99 mS/cm之間；溫度值在0～100℃之間；ORP值在-1000～1000mV之間；腐蝕率值在0～9.99mpy之間；濁度在0～100NTU之間。

2.軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中進(jìn)行了μc/os操作結(jié)構(gòu)系統(tǒng)嵌入，實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)實(shí)時(shí)運(yùn)作。循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)行任務(wù)以整體操作結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為主，任務(wù)創(chuàng)建過程中進(jìn)行首要任務(wù)創(chuàng)建，按照任務(wù)首次關(guān)系進(jìn)行任務(wù)安排。首要任務(wù)為A/D 轉(zhuǎn)換內(nèi)容，其主要任務(wù)即為對電壓信號加以實(shí)測值轉(zhuǎn)化，次要任務(wù)即為輸出控制，實(shí)際測量數(shù)值顯示后，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)藥劑量度控制，隨之需再次測量，分析達(dá)標(biāo)與否，之后形成反饋閉環(huán)控制模式。最后任務(wù)內(nèi)容即為上位機(jī)通信，通信傳輸完成后將實(shí)際測量值進(jìn)行上位機(jī)設(shè)備傳遞。

三、上位機(jī)功能設(shè)計(jì)與上位機(jī)功能實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)分析

1.系統(tǒng)主菜單設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

系統(tǒng)主菜單中包含了參數(shù)選擇內(nèi)容與顯示內(nèi)容、系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)容、數(shù)據(jù)導(dǎo)出內(nèi)容等，上述個(gè)體菜單項(xiàng)主要被應(yīng)用在實(shí)時(shí)顯示被測量方面、系統(tǒng)調(diào)試方面和報(bào)表輸出方面等。適當(dāng)運(yùn)用數(shù)據(jù)選擇導(dǎo)出模式進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)表界面選擇，單就系統(tǒng)設(shè)置而言，其能夠?yàn)閷Ｂ毾到y(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供良好在線系統(tǒng)調(diào)試功能。系統(tǒng)界面包含了溫度內(nèi)容、pH值內(nèi)容、電導(dǎo)率內(nèi)容、ORP內(nèi)容、濁度內(nèi)容、腐蝕度參數(shù)選擇內(nèi)容和顯示框內(nèi)容，對數(shù)據(jù)做出簡化后提供給預(yù)定系統(tǒng)使用人員。

2.參數(shù)子界面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

子界面主要功能便在于被測參數(shù)值顯示和歷史曲線顯示，具備上述兩種內(nèi)容才能進(jìn)行后續(xù)系統(tǒng)變化趨勢觀察與分析。應(yīng)該了解到，歷史曲線實(shí)質(zhì)上具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化功能與更新功能，以實(shí)時(shí)曲線形式產(chǎn)生。用戶可以通過歷史曲線信息對基礎(chǔ)性運(yùn)行狀態(tài)加以分析，按照變化情況而予以對應(yīng)操作，在界面右側(cè)則為實(shí)時(shí)顯示數(shù)值，底部為不同類型參數(shù)子界面切換按鈕，以便進(jìn)行后續(xù)界面的正常合理切換。

結(jié)束語

綜上所述，循環(huán)冷卻水綜合在線監(jiān)控記錄結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有力彌補(bǔ)了原有監(jiān)控系統(tǒng)缺陷，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的水質(zhì)監(jiān)控自動(dòng)化，除此之外，其還能夠?qū)崟r(shí)反映水質(zhì)情況和基本水質(zhì)信息，使水質(zhì)處理工作開展得到良好保障。

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