CN106053539A - Ph水质分析仪***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PH水质分析仪***，其特征在于，由控制器模块(1)、pH电极(2)、PH信号数据处理模块(3)、温度采集模块(4)、电源模块(5)、RS485通信模块(6)、RS232通信模块(7)、扩展模块(8)构成；所述的PH水质分析仪***的控制方法，其特征在于，依次包括初始化子程序、A/D转换采样子程序、控制算法子程序、通信子程序。本发明在PH信号处理电路中，采取一阶低通滤波器电路，有效的滤除纹波，提高了数据采集的准确性；针对现有PH计，数据传输速度慢，本发明选用了意法半导体公司出品的STM32F103系列微处理器，32位数据串行处理，提高了数据处理的速度，保证了数据的实时性传输。
Description
技术领域
本发明涉及PH水质分析仪器的技术领域，具体涉及一种PH水质分析仪***及其控制方法。
背景技术
二次供水作为高层用户供水的“最后一公里”，由于其管理主体不明确，甚至存在无人管理的情况，很多管理单位难以保证二次供水设施的定期清洗消毒。此外，由于二次供水设施本身的特点，如设施材质、水的存放时间、外界环境条件和人为等多方面影响，极易产生二次污染，影响供水范围内用水户饮水安全。
鉴于上述情况，我公司决定研发模块化的二次供水水质监测仪器，根据不同的监测指标，配置相应的传感器探头，实时监测二次供水的水质状况。以加强城市供水安全，提高二次供水水质监测能力。
早在70一80年代，国外己经对pH过程的控制问题展开研究，虽然对pH值的检测与控制并非一个新兴课题，但要实现控制成本低，效果好却绝非易事，究其原因，如前文所述，pH中和过程中pH值变化呈严重的非线性，这一严重的非线性给pH值的控制带来很大的困难。
1973年Shinskey F.Gregg在曾在《Process Control Systems Application，Design，and Tuning》中简要阐述了工业过程中pH值控制方面的有关知识，并通过采用增益自适应的PID控制器来解决中和点附近高增益这个难题，取得了相对较满意的结果；1983年Gustafsson T.K.将非线性自适应控制算法pH试用到pH反应过程中，提出线性化拟合修正的方法，将非线性控制器的设计加入pH值中和过程，该控制器通过采用间接参数估计与直接估计的结构来估计缓冲液的变化，但设计方法和算法都很复杂，可行性较差；此外，LinJ.Y提出了一套增益参数自整定的控制策略，通过对反应物和缓冲剂浓度以及化学电离平衡常数等未知参数的实时估算，并用一步超前控制律进行了控制，仿真中该方法获得了较好的动态性能，但是算法较为复杂，对控制要求较高，控制性能随着中和曲线的变化而显著降低；Garcia和Morari等人在90年代提出非线性内模控制，将非线性模型与内模控制结合来解决pH过程问题；Wittelunark等针对强酸强碱反应过程设计了自适应控制***；R.papa与Hu X.对基于模型的控制器和无模型控制器在pH过程中的控制效果进行了对比研究；sungs.w采用改变设定值的控制策略来辨识模型曲线，以此补偿pH中和过程中的非线性和时变特性；JoseA.等人研究了适用于pH中和过程的多模型线性实时控制策略，介绍了多模型线性控制中的多种自适应机制，并与传统PI控制和自调整PI控制器做了对比。此外，很多学者对于非线性过程的辨识和建模的研究对pH过程的辨识和模型的建立也有很大的借鉴作用:McAvoy T j.在1972年首先提出pH中和过程的动态数学模型，在该模型中假定CSTR(连续搅拌器，continuously stirred tank reactor)中物料混合完全并且混合液处处等温，主要包括动态模型描述一一CSTR中化学成分的浓度动态变化以及静态非线性模型一一化学成分的化学平衡方程，该模型与实验结果相吻合，为研究pH值控制问题奠定了理论基础；Gustafsson以pH中和过程的动力学模型为基础，通过对电中和条件，反应能量守恒以及质量平衡方程的讨论，提出了一个pH过程的通用模型:wright R.A.等人对基于反应物不变的pH模型做了进一步简化，得到一阶状态方程，将SAE(强酸等价物)概念引入其中，把非线性的pH值控制问题变成一个线性问题来处理，最终通过线性自适应控制来解决该控制问题。
国内对pH值控制方面的研究主要集中在pH值控制理论和先进控制算法的理论研究方面:杨翠容、张玉清等人在1997提出了基于模糊神经算法的pH值控制策略的智能pH值控制器，并进行了理论分析和数字仿真，但控制对象仅针对给定的中和反应过程，其算法复杂，无法在实际工程中得以实现；商建东、陈康宁针对农药生产中的pH值控制问题，研究了一种基于专家知识库的模糊pH值控制器，应用过程中需做大量实验，收集大量经验数据形成知识库，控制对象变化需重新完成数据采集，适用性较差；王伟在pH值控制中采用多模型自适应控制算法，完成控制策略的研究；孙西等人以双线性作为pH值控制过程的反应机理模型，提出了以双线性自适应控制算法解决化学品生产中结晶过程中的pH值控制问题:赵彦华等人研究了采用模糊前馈控制与变增益PID相结合的方法解决废水处理过程中的pH值控制问题。至今，我国用于工业生产现场的PH值测控装置大多仍是基于PLC或嵌入式单片机，通过简单的单回路控制器，或结合串级控制与前馈控制算法，往往存在控制精度较低、结构复杂、稳定性较差等缺点。
发明内容
本发明提出一种PH水质分析仪***及其控制方法，以提高PH电极准确性和稳定性。
为实现该技术目的，本发明的技术方案如下：
一种PH水质分析仪***，其特征在于，由控制器模块1、PH电极2、PH信号数据处理模块3、温度采集模块4、电源模块5、RS485通信模块6、RS232通信模块7、扩展模块8构成；
所述控制器模块1采用最新一代的嵌入式ARM处理器芯片STM32F103CB，该芯片具有高性能、低功耗、成本低等优势，通过搭配相应的***电路即可完成相关功能；
所述PH电极2是通过测电位实现的，测量是以电信号为依据的；PH电极在接触溶液时，其玻璃膜上会形成一随PH变化而变化的电压，PH电极接信号处理单元将该电压信号进行提取；
所述PH信号数据处理模块3是基于AD549运放的一阶低通滤波电路，PH电极发出的电压信号是毫伏级微小电压信号，AD549适用于低输入偏置电压场合，该运算放大器具有共模抑制比好、精度高等特点，该电路采用一阶低通滤波电路更好的消除高频噪声产生的纹波，提高AD转化的精度；
由于温度对PH值测定的准确性影响较大，对于PH大于8.3的水样，在相同的酚酞碱度下，出现实测PH值随水温升高而直线下降的现象。其原因是由于温度旳变化，引起了众多影响PH值的因素变化，为了准确的测量PH值，在仪器上添加了的温度补偿的功能。所述温度采集模块4，由PT100温度传感器和TL062运算放大器组成的温度测量电路可以准确的测量当前温度；
所述电源模块5分为三各部分：12V转5V的LM7805电路、5V转3.3V的AMS1113-3.3电路(该电路给STM32F103CB芯片提供工作电压)、5V转-5V的ICL7660电路(该电路给AD549提供+/-5V的工作电压)；
所述RS485通信模块6是支持MODBUS协议，方便下位机多节点与上位机通信；
所述RS232通信模块7，电路板增加RS232模块，提高了***的兼容性，便于用户使用；
所述扩展模块8是在电路板增加了扩展接口，方便增加新的功能。
本发明PH水质分析仪***的控制器模块1的工作流程包括初始化子程序、A/D转换采样子程序、控制算法子程序、通信子程序；
所述控制器模块1的控制方法步骤依次为启动***初始化子程序自校准；A/D转换采样子程序，测量PH值；控制算法子程序以及通信子程序；
所述A/D转换采样子程序的步骤依次包括启动A/D采样、等待采样完成、软件滤波校正、关闭A/D采样、分析警告范围及处理；
所述A/D采样主要涉及ADC的几个寄存器:如ADC控制器(ADC_CR)、ADC的采样事件寄存器(ADC_SMPR)、ADC规则序列寄存器(ADC_SQR)以及ADC规则数据寄存器(ADCDR)。在刀D采样子程序中，数据采样模块主要是对输入信号进行采样，首先把模拟信号采集过来，然后单片机通过计算获得参数值后，将其存入相应的存储单元，对该参数值与其报警上限和下限值进行比较，如果该参数值超过***所设置报警范围，则发出报警信息。
所述控制算法子程序，是整个pH控制软件的核心部分。根据pH值的非线性特点，基于改进的数字Pro控制算法，采用分段式变增益Pro控制算法进行计算。此算法的思想是:根据pH值的特性曲线，用五段相接的直线构成的折线来近似pH值的特性曲线，本文根据这个特点设计了分段式变增益PID控制算法即pH值的高增益区控制器采用较低的比例增益，不同的低增益区控制器采用不同的高比例增益，使开环总增益为一个常数，最后与被控对象的非线性特性相补偿，实现了对pH过程的最优控制。
分段式变增益PID控制算法中，程序首先利用采集到的数据输入判断控制器处于哪一段的增益中，然后到PID处理程序中，调用以前整理好的KP、TI、TD的参数，根据现在值、PID参数、设定值然后使用微分先行PID控制和输出限幅相结合的控制方法，分别计算比例项，积分项和微分项，最后得到输出控制量，其中KD＝KpTd/T,KI＝KpTD/T，α＝Tf/(T+Tf)。
有益效果：
1、针对现有PH计，采集数据不是很准确，本发明在PH信号处理电路中，采取一阶低通滤波器电路，有效的滤除纹波，提高了数据采集的准确性。
2、针对现有PH计，数据传输速度慢，本发明选用了意法半导体公司出品的STM32F103系列微处理器，32为数据串行处理，提高了数据处理的速度，保证了数据的实时性传输。
附图说明
图1是本发明的模块结构图。
图2是本发明的控制器模块STM32F103CB的电路图。
图3是本发明的PH信号数据处理模块的电路图。
图4是本发明的温度采集模块的电路图。
图5是本发明的电源模块的电路图：
a)12V转5V的LM7805电路图；b)5V转3.3V的AMS1113-3.3电路；c)5V转-5V的ICL7660电路。
图6是本发明的RS485通信模块的电路图。
图7是本发明的RS232模块的电路图。
图8是本发明的扩展模块的扩展接口电路图。
图9是本发明的控制器模块的工作流程示意图。
图10是本发明的控制器模块的控制方法流程图。
图11是本发明的A/D转换采样子程序流程图。
图12是本发明的控制算法子程序流程图。
具体实施方式
下面结合各附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例
本发明为一种PH水质分析仪***，由控制器模块1、PH电极2、PH信号数据处理模块3、温度采集模块4、电源模块5、RS485通信模块6、RS232通信模块7、扩展模块8构成；
所述控制器模块1采用最新一代的嵌入式ARM处理器芯片STM32F103CB，该芯片具有高性能、低功耗、成本低等优势，通过搭配相应的***电路即可完成相关功能；
所述PH电极2是通过测电位实现的，测量是以电信号为依据的；PH电极在接触溶液时，其玻璃膜上会形成一随PH变化而变化的电压，PH电极接信号处理单元将该电压信号进行提取；
所述PH信号数据处理模块3是基于AD549运放的一阶低通滤波电路，PH电极发出的电压信号是毫伏级微小电压信号，AD549适用于低输入偏置电压场合，该运算放大器具有共模抑制比好、精度高等特点，该电路采用一阶低通滤波电路更好的消除高频噪声产生的纹波，提高AD转化的精度；
由于温度对PH值测定的准确性影响较大，对于PH大于8.3的水样，在相同的酚酞碱度下，出现实测PH值随水温升高而直线下降的现象。其原因是由于温度旳变化，引起了众多影响PH值的因素变化，为了准确的测量PH值，在仪器上添加了的温度补偿的功能。所述温度采集模块4，由PT100温度传感器和TL062运算放大器组成的温度测量电路可以准确的测量当前温度；
所述电源模块5分为三各部分：12V转5V的LM7805电路、5V转3.3V的AMS1113-3.3电路(该电路给STM32F103CB芯片提供工作电压)、5V转-5V的ICL7660电路(该电路给AD549提供+/-5V的工作电压)；
所述RS485通信模块6是支持MODBUS协议，方便下位机多节点与上位机通信；
所述RS232通信模块7，电路板增加RS232模块，提高了***的兼容性，便于用户使用；
所述扩展模块8是在电路板增加了扩展接口，方便增加新的功能。
本发明PH水质分析仪***的控制器模块1的工作流程包括初始化子程序、A/D转换采样子程序、控制算法子程序、通信子程序；
所述控制器模块1的控制方法步骤依次为启动***初始化子程序自校准；A/D转换采样子程序，测量PH值；控制算法子程序以及通信子程序；
所述A/D转换采样子程序的步骤依次包括启动A/D采样、等待采样完成、软件滤波校正、关闭A/D采样、分析警告范围及处理；
所述A/D采样主要涉及ADC的几个寄存器:如ADC控制器(ADC_CR)、ADC的采样事件寄存器(ADC_SMPR)、ADC规则序列寄存器(ADC_SQR)以及ADC规则数据寄存器(ADCDR)。在ADC采样子程序中，数据采样模块主要是对输入信号进行采样，首先把模拟信号采集过来，然后单片机通过计算获得参数值后，将其存入相应的存储单元，对该参数值与其报警上限和下限值进行比较，如果该参数值超过***所设置报警范围，则发出报警信息。
所述控制算法子程序，是整个pH控制软件的核心部分。根据pH值的非线性特点，基于改进的数字Pro控制算法，采用分段式变增益Pro控制算法进行计算。此算法的思想是:根据pH值的特性曲线，用五段相接的直线构成的折线来近似pH值的特性曲线，本文根据这个特点设计了分段式变增益PID控制算法即pH值的高增益区控制器采用较低的比例增益，不同的低增益区控制器采用不同的高比例增益，使开环总增益为一个常数，最后与被控对象的非线性特性相补偿，实现了对pH过程的最优控制。
分段式变增益PID控制算法中，程序首先利用采集到的数据输入判断控制器处于哪一段的增益中，然后到PID处理程序中，调用以前整理好的KP、TI、TD的参数，根据现在值、PID参数、设定值然后使用微分先行PID控制和输出限幅相结合的控制方法，分别计算比例项，积分项和微分项，最后得到输出控制量，其中KD＝KpTd/T,KI＝KpTD/T，α＝Tf/(T+Tf)。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.PH水质分析仪***，其特征在于，由控制器模块(1)、PH电极(2)、PH信号数据处理模块(3)、温度采集模块(4)、电源模块(5)、RS485通信模块(6)、RS232通信模块(7)、扩展模块(8)构成；
所述控制器模块(1)采用最新一代的嵌入式ARM处理器芯片STM32F103CB，；
所述PH电极(2)是通过测电位实现的，测量是以电信号为依据的；PH电极在接触溶液时，其玻璃膜上会形成一随PH变化而变化的电压，PH电极接信号处理单元将该电压信号进行提取；
所述PH信号数据处理模块(3)是基于AD549运放的一阶低通滤波电路，PH电极发出的电压信号是毫伏级微小电压信号；
所述温度采集模块(4)由PT100温度传感器和TL062运算放大器组成的温度测量电路，可以准确的测量当前温度；
所述电源模块(5)分为三各部分：12V转5V的LM7805电路、5V转3.3V的AMS1113-3.3电路、5V转-5V的ICL7660电路；
所述RS485通信模块(6)是支持MODBUS协议，方便下位机多节点与上位机通信；
所述RS232通信模块(7)是电路板上增加RS232模块；
所述扩展模块(8)是在电路板增加了扩展接口。
2.如权利要求1所述的PH水质分析仪***的控制方法，其特征在于，所述控制器模块(1)的工作流程包括初始化子程序、A/D转换采样子程序、控制算法子程序、通信子程序；
所述控制器模块(1)的控制方法步骤依次为启动***初始化子程序自校准；A/D转换采样子程序，测量PH值；控制算法子程序以及通信子程序；
所述A/D转换采样子程序的步骤依次包括启动A/D采样、等待采样完成、软件滤波校正、关闭A/D采样、分析警告范围及处理；
所述A/D采样主要涉及ADC的几个寄存器:如ADC控制器、ADC的采样事件寄存器、ADC规则序列寄存器以及ADC规则数据寄存器，在ADC采样子程序中，数据采样模块主要是对输入信号进行采样，首先把模拟信号采集过来，然后单片机通过计算获得参数值后，将其存入相应的存储单元，对该参数值与其报警上限和下限值进行比较，如果该参数值超过***所设置报警范围，则发出报警信息；
控制算法子程序，根据PH值的非线性特点，基于改进的数字Pro控制算法，采用分段式变增益Pro控制算法进行计算。
3.如权利要求2所述的PH水质分析仪***的控制方法，其特征在于，控制算法子程序的思想是根据PH值的特性曲线，用五段相接的直线构成的折线来近似pH值的特性曲线，设计了分段式变增益PID控制算法；PH值的高增益区控制器采用较低的比例增益，不同的低增益区控制器采用不同的高比例增益，使开环总增益为一个常数，最后与被控对象的非线性特性相补偿，实现了对pH过程的最优控制。
4.如权利要求3所述的PH水质分析仪***的控制方法，其特征在于，所述分段式变增益PID控制算法中，程序首先利用采集到的数据输入判断控制器处于哪一段的增益中，然后到PID处理程序中，调用以前整理好的KP、TI、TD的参数，根据现在值、PID参数、设定值然后使用微分先行PID控制和输出限幅相结合的控制方法，分别计算比例项，积分项和微分项，最后得到输出控制量，其中KD＝KpTd/T,KI＝KpTD/T，α＝Tf/(T+Tf)。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108344780A (zh) * | 2017-01-24 | 2018-07-31 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种金属氢化物检测装置、空调及检测方法 |
| CN110361515A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-10-22 | 深圳一目科技有限公司 | 一种具有水质检测接口的芯片 |
| CN112327607A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 天津市英贝特航天科技有限公司 | 用于消除ph值分析中仪非线性测量的控制方法 |
| CN112410864A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 安徽理工大学 | 一种基于NB-IoT技术的电镀液参数监测与控制***设计 |
| CN113295753A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-24 | 山东非金属材料研究所 | 一种pH计电压误差的双FIR测量方法 |
| WO2022027615A1 (zh) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | 海德星科技南京有限公司 | 一种基于河流水质自动监测***的信号处理电路及处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101343104A (zh) * | 2008-08-28 | 2009-01-14 | 中国农业大学 | 一种水质pH值智能变送装置 |
| CN101446507A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-06-03 | 北京声华兴业科技有限公司 | Usb2.0多通道声发射检测*** |
| CN104181280A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-03 | 苏州大学 | 一种基于wsn的水质监测节点 |
| CN205120640U (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 中国地质大学（武汉） | 一种远程水质自动监测*** |
-
2016
- 2016-06-17 CN CN201610446790.5A patent/CN106053539A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101343104A (zh) * | 2008-08-28 | 2009-01-14 | 中国农业大学 | 一种水质pH值智能变送装置 |
| CN101446507A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-06-03 | 北京声华兴业科技有限公司 | Usb2.0多通道声发射检测*** |
| CN104181280A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-03 | 苏州大学 | 一种基于wsn的水质监测节点 |
| CN205120640U (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 中国地质大学（武汉） | 一种远程水质自动监测*** |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 付庆波: "基于C8051F的多参数水质在线分析***的研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库-工程科技Ⅰ辑》 * |
| 刘光德: "多功能电子仪表电源设计", 《实验科学与技术》 * |
| 朱晓锋: "基于STM32的污水处理pH值控制***的设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库-信息科技辑》 * |
| 杨博: "基于ARM的多通道数据采集***", 《仪表技术与传感器》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108344780A (zh) * | 2017-01-24 | 2018-07-31 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种金属氢化物检测装置、空调及检测方法 |
| CN108344780B (zh) * | 2017-01-24 | 2021-03-16 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种金属氢化物检测装置、空调及检测方法 |
| CN110361515A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-10-22 | 深圳一目科技有限公司 | 一种具有水质检测接口的芯片 |
| CN110361515B (zh) * | 2019-08-15 | 2024-01-02 | 深圳一目科技有限公司 | 一种具有水质检测接口的芯片 |
| WO2022027615A1 (zh) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | 海德星科技南京有限公司 | 一种基于河流水质自动监测***的信号处理电路及处理方法 |
| CN112327607A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 天津市英贝特航天科技有限公司 | 用于消除ph值分析中仪非线性测量的控制方法 |
| CN112410864A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 安徽理工大学 | 一种基于NB-IoT技术的电镀液参数监测与控制***设计 |
| CN113295753A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-24 | 山东非金属材料研究所 | 一种pH计电压误差的双FIR测量方法 |
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