一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，涉及一種高溫厭氧發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型解決了現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)布線困難、信號不穩(wěn)定與系統(tǒng)抗干擾性能差的問題。本實用新型包括數(shù)據(jù)采集單元、無線中轉單元和檢測與控制單元；數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和pH值傳感器；無線中轉單元包括一號模數(shù)轉換電路、一號數(shù)模轉換電路、一號無線收發(fā)射電路、二號無線收發(fā)電路、二號數(shù)模轉換電路和二號模數(shù)轉換電路；檢測與控制單元包括PLC控制系統(tǒng)和WINCC監(jiān)控系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)通過無線中轉單元的各個電路實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集單元的控制。本實用新型適用于高溫厭氧發(fā)酵參數(shù)的監(jiān)測。
【專利說明】一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高溫厭氧發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的不斷調(diào)整，集約化養(yǎng)殖已成為我國畜牧業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的主力軍，且朝著標準化生產(chǎn)、規(guī)模化管理、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的方向邁進。這種集約化的飼養(yǎng)方式雖然有利于提高畜禽場的飼養(yǎng)技術，防疫水平，飼料利用率和管理水平，大大提高經(jīng)濟效益，其在為我們提供豐富的肉、蛋、奶的同時，也帶來了嚴重的環(huán)境污染。而高溫厭氧發(fā)酵能夠?qū)⒐潭ㄔ谏镔|(zhì)內(nèi)的能量轉化為甲烷氣能，而且徹底消除致病的有害病菌，特別適應于牛糞便、污水、有機垃圾的處理，因此是一種既具有環(huán)保作用，又能開發(fā)生物質(zhì)能的技術手段。
[0003]但是，隨著生物工程技術的迅速發(fā)展，發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)過程不斷強化，迫切要求對發(fā)酵過程的溫度、壓力等關鍵參數(shù)的實時監(jiān)測，而傳統(tǒng)的有線監(jiān)測系統(tǒng)布線困難、信號不穩(wěn)定與系統(tǒng)抗干擾性能差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)布線困難、信號不穩(wěn)定與系統(tǒng)抗干擾性能差的問題，提出了一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本實用新型所述一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、無線中轉單元和檢測與控制單元；數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和PH值傳感器；無線中轉單元包括一號模數(shù)轉換電路、一號數(shù)模轉換電路、一號無線收發(fā)電路、二號無線收發(fā)電路、二號數(shù)模轉換電路和二號模數(shù)轉換電路；檢測與控制單元包括PLC控制系統(tǒng)和WINCC監(jiān)控系統(tǒng)；
[0006]溫度傳感器溫度采集信號輸出端、流量傳感器流量采集信號輸出端、壓力傳感器壓力采集信號輸出端和PH值傳感器的PH值采集信號輸出端同時連接模數(shù)轉換電路的模擬信號輸入端，溫度傳感器溫度采集開關信號輸入端、流量傳感器流量采集開關信號輸入端、壓力傳感器壓力采集開關信號輸入端和PH值傳感器的PH值采集開關信號輸入端同時連接一號數(shù)模轉換電路的模擬信號輸出端，
[0007]—號模數(shù)轉換電路的數(shù)字信號輸出端連接一號無線收發(fā)電路的數(shù)據(jù)信號輸入端，一號數(shù)模轉換電路的數(shù)字信號輸入端連接一號無線收發(fā)電路的數(shù)據(jù)信號輸出端，一號無線收發(fā)電路與二號無線收發(fā)電路通過無線進行數(shù)據(jù)傳輸，二號無線收發(fā)電路的數(shù)字信號輸出端連接二號數(shù)模轉換電路的數(shù)字信號輸入端，二號無線收發(fā)電路的數(shù)字信號輸入端連接二號模數(shù)轉換電路的數(shù)字信號輸出端，
[0008]二號數(shù)模轉換電路的模擬信號輸出端連接PLC控制系統(tǒng)的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)的模擬信號輸出端連接二號模數(shù)轉換電路的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)的控制信號輸出端連接WINCC監(jiān)控系統(tǒng)的控制信號輸入端。
[0009]本實用新型能夠?qū)Ω邷貐捬醢l(fā)酵運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，同時能夠?qū)崟r監(jiān)測發(fā)酵運行過程的第一手關鍵數(shù)據(jù)，無線進行數(shù)據(jù)傳輸，采集避免了現(xiàn)場布線，實現(xiàn)了信號的穩(wěn)定傳輸、提高了系統(tǒng)抗干擾性能力，且本實用新型所述的高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)與現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)相比系統(tǒng)抗干擾性能力提高了 5%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型所述高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的電氣結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元1、無線中轉單元2和檢測與控制單元3 ;數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器1-1、流量傳感器1-2、壓力傳感器1-3和PH值傳感器1-4 ;無線中轉單元2包括一號模數(shù)轉換電路2-1、一號數(shù)模轉換電路2-2、一號無線收發(fā)電路2-3、二號無線收發(fā)電路2-4、二號數(shù)模轉換電路2-5和二號模數(shù)轉換電路2-5 ;檢測與控制單元3包括PLC控制系統(tǒng)3-1和WINCC監(jiān)控系統(tǒng)3_2 ；
[0012]溫度傳感器1-1溫度采集信號輸出端、流量傳感器1-2流量采集信號輸出端、壓力傳感器1-3壓力采集信號輸出端和PH值傳感器1-4的PH值采集信號輸出端同時連接模數(shù)轉換電路2-1的模擬信號輸入端，溫度傳感器1-1溫度采集開關信號輸入端、流量傳感器1-2流量采集開關信號輸入端、壓力傳感器1-3壓力采集開關信號輸入端和PH值傳感器1-4的PH值采集開關信號輸入端同時連接一號數(shù)模轉換電路2-2的模擬信號輸出端，
[0013]一號模數(shù)轉換電路2-1的數(shù)字信號輸出端連接一號無線收發(fā)電路2-3的數(shù)據(jù)信號輸入端，一號數(shù)模轉換電路2-2的數(shù)字信號輸入端連接一號無線收發(fā)電路2-3的數(shù)據(jù)信號輸出端，一號無線收發(fā)電路2-3與二號無線收發(fā)電路2-4通過無線進行數(shù)據(jù)傳輸，二號無線收發(fā)電路2-4的數(shù)字信號輸出端連接二號數(shù)模轉換電路2-5的數(shù)字信號輸入端，二號無線收發(fā)電路2-4的數(shù)字信號輸入端連接二號模數(shù)轉換電路2-6的數(shù)字信號輸出端；
[0014]二號數(shù)模轉換電路2-5的模擬信號輸出端連接PLC控制系統(tǒng)3-1的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)3-1的模擬信號輸出端連接二號模數(shù)轉換電路2-6的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)3-1的控制信號輸出端連接WINCC監(jiān)控系統(tǒng)3-2的控制信號輸入端。
[0015]本實施方式所述高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的布局靈活性和擴展性差的問題，實現(xiàn)了對高溫厭氧發(fā)酵關鍵參數(shù)實時監(jiān)控與無線傳輸，且成本低廉、運行穩(wěn)定性和可靠性高。
[0016]本實用新型僅僅是對實體硬件的構架，其中的軟件部分完全采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，本實用新型未做出任何改進。
[0017]【具體實施方式】二、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的進一步說明，一號模數(shù)轉換電路2-1和二號模數(shù)轉換電路2-6均采用單片機實現(xiàn)。
[0018]【具體實施方式】三、本實施方式是對【具體實施方式】一或【具體實施方式】二所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的進一步說明，一號數(shù)模轉換電路2-2和二號數(shù)模轉換電路2-5均采用單片機實現(xiàn)。[0019]【具體實施方式】四、本實施方式是對【具體實施方式】三所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的進一步說明，一號無線收發(fā)電路2-3采用型號為NRF401的芯片實現(xiàn)。
[0020]【具體實施方式】五、本實施方式是對【具體實施方式】三所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)的進一步說明，二號無線收發(fā)電路2-4采用型號為NRF401的芯片實現(xiàn)。
[0021]所述的數(shù)據(jù)采集部分的輸出信號為4_20mA或0_20mA電流信號；所述的模數(shù)轉換電路和數(shù)模轉換電路內(nèi)部均采用單片機；所述的無線發(fā)射電路和無線接收電路均采用NRF401無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片。
[0022]當高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)工作時，數(shù)據(jù)采集部分的溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和PH傳感器將信號傳輸給模數(shù)轉換電路，將信號變?yōu)閿?shù)字信號，然后在依次通過無線發(fā)射電路、無線接收電路和數(shù)模轉換電路，將模擬信號接入PLC控制系統(tǒng)進行相關處理，最后與WINCC (Windows Control center)監(jiān)控系統(tǒng)連接,實現(xiàn)關鍵參數(shù)的實時監(jiān)測。
【權利要求】
1.一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元(I)、無線中轉單元(2)和檢測與控制單元(3);數(shù)據(jù)采集單元包括溫度傳感器(1-1)、流量傳感器(1-2)、壓力傳感器(1-3)和PH值傳感器(1-4);無線中轉單元(2)包括一號模數(shù)轉換電路(2-1)、一號數(shù)模轉換電路(2-2)、一號無線收發(fā)射電路(2-3)、二號無線收發(fā)電路(2-4)、二號數(shù)模轉換電路(2-5 )和二號模數(shù)轉換電路(2-6 );檢測與控制單元(3 )包括PLC控制系統(tǒng)(3-1)和WINCC監(jiān)控系統(tǒng)(3-2 ); 溫度傳感器(1-1)溫度采集信號輸出端、流量傳感器(1-2)流量采集信號輸出端、壓力傳感器(1-3)壓力采集信號輸出端和PH值傳感器(1-4)的PH值采集信號輸出端同時連接模數(shù)轉換電路(2-1)的模擬信號輸入端，溫度傳感器(1-1)溫度采集開關信號輸入端、流量傳感器(1-2)流量采集開關信號輸入端、壓力傳感器(1-3)壓力采集開關信號輸入端和PH值傳感器(1-4 )的PH值采集開關信號輸入端同時連接一號數(shù)模轉換電路(2-2 )的模擬信號輸出端， 一號模數(shù)轉換電路(2-1)的數(shù)字信號輸出端連接一號無線收發(fā)電路(2-3)的數(shù)據(jù)信號輸入端，一號數(shù)模轉換電路(2-2)的數(shù)字信號輸入端連接一號無線收發(fā)電路(2-3)的數(shù)據(jù)信號輸出端，一號無線收發(fā)電路(2-3)與二號無線收發(fā)電路(2-4)通過無線進行數(shù)據(jù)傳輸，二號無線收發(fā)電路(2-4)的數(shù)字信號輸出端連接二號數(shù)模轉換電路(2-5)的數(shù)字信號輸入端，二號無線收發(fā)電路(2-4)的數(shù)字信號輸入端連接二號模數(shù)轉換電路(2-6)的數(shù)字信號輸出端， 二號數(shù)模轉換電路(2-5)的模擬信號輸出端連接PLC控制系統(tǒng)(3-1)的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)(3-1)的模擬信號輸出端連接二號模數(shù)轉換電路(2-6)的模擬信號輸入端，PLC控制系統(tǒng)(3-1)的控制信號輸出端連接WINCC監(jiān)控系統(tǒng)(3-2)的控制信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，一號模數(shù)轉換電路(2-1)和二號模數(shù)轉換電路(2-6)均采用單片機實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，一號數(shù)模轉換電路(2-2)和二號數(shù)模轉換電路(2-5)均采用單片機實現(xiàn)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，一號無線收發(fā)電路(2-3)采用型號為NRF401的芯片實現(xiàn)。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種高溫厭氧發(fā)酵運行參數(shù)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，二號無線收發(fā)電路(2-4)采用型號為NRF401的芯片實現(xiàn)。
【文檔編號】C12M1/107GK203393156SQ201320509482
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權日:2013年8月20日
【發(fā)明者】徐曉秋, 羅向東, 秦國輝, 王玉鵬, 劉旭丹 申請人:黑龍江省科學院科技孵化中心