專利名稱：一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水質(zhì)檢測分析領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前在國內(nèi)外市場中，很多水質(zhì)在線分析儀在出廠之前都已將測試流程固化在儀器內(nèi)部。由于現(xiàn)場水質(zhì)環(huán)境的不確定性，一個固化的測試流程很難兼顧多種水質(zhì)環(huán)境的測試要求，往往會出現(xiàn)不適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的情況，尤其是很多從國外進(jìn)口的儀器，由于國內(nèi)外的水質(zhì)環(huán)境有較大差別，很多儀器到國內(nèi)以后出現(xiàn)“水土不服”的情況，如要修改流程，則需要對PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)程序檢測電路的程序進(jìn)行修改，甚至要對儀器的硬件進(jìn)行修改，很難在國內(nèi)推廣使用。因而，由于被測水質(zhì)環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致現(xiàn)有水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力差、維護量大、成本高以及檢出限高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)及其控制方法，旨在解決由于被測水質(zhì)環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致現(xiàn)有水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力差、維護量大、成本高以及檢出限高的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上位機、可編程邏輯控制器PLC、單片機、液路器件模塊以及檢測模塊，其中，上位機，用于接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC,用于根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機，用于根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊，用于根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；以及檢測模塊，用于將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種水質(zhì)分析控制方法，所述方法包括下述步驟上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；
液路器件模塊根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。本發(fā)明實施例通過上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)該檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC根據(jù)該PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機根據(jù)單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊； 液路器件模塊根據(jù)液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理， 并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)該檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息，解決了由于被測水質(zhì)環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致現(xiàn)有水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力差、維護量大、成本高以及檢出限高的問題，使得水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力增強、維護量減小、成本降低以及檢出限降低。


圖1是本發(fā)明第一實施例提供的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明第一實施例提供的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)中單片機的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明第二實施例提供的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)中可編程邏輯控制器的具體結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明第三實施例提供的水質(zhì)分析控制方法的實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例通過使用包括上位機、可編程邏輯控制器PLC、單片機、液路器件模塊以及檢測模塊的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)對水質(zhì)中重金屬進(jìn)行分析，增強了水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力，減小了分析儀維護量，降低了設(shè)備成本以及可達(dá)到PPT級的檢出限。本發(fā)明實施例提供了一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上位機、可編程邏輯控制器PLC、單片機、液路器件模塊以及檢測模塊，其中，上位機，用于接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC,用于根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機，用于根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊，用于根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；以及
檢測模塊，用于將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。本發(fā)明實施例還提供了一種水質(zhì)分析控制方法，所述方法包括下述步驟上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。本發(fā)明實施例通過上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)該檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC根據(jù)該PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機根據(jù)單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊； 液路器件模塊根據(jù)液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理， 并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)該檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息，使得水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力增強、維護量減小、成本以及檢出限降低。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述實施例一圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，詳述如下該水質(zhì)分析控制系統(tǒng)包括上位機11、可編程邏輯控制器12、單片機13、液路器件模塊14以及檢測模塊15，其中，上位機11用于接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程， 并根據(jù)該檢測流程輸出PLCO^ogrammable Logic Controller，可編程邏輯控制器)控制指令及單片機控制指令。在本發(fā)明實施例中，上位機11具體包括一個流程設(shè)計界面，該流程設(shè)計界面用 LabVIEff但不限于LabVIEW程序設(shè)計軟件實現(xiàn)，例如C++等，且該流程設(shè)計界面具體地包括流程設(shè)計模塊以及數(shù)據(jù)處理與指令輸出模塊，其中，流程設(shè)計模塊用于接收用戶輸入的與被測水質(zhì)以及被測重金屬的屬性設(shè)置的檢測流程；以及數(shù)據(jù)處理與指令輸出模塊用于根據(jù)該檢測流程輸出PLC控制指令以及單片機控制指令。在具體實施過程中，用戶需要根據(jù)現(xiàn)場水樣中有機物的多少選擇是否需要消解水樣，根據(jù)被測金屬的不同，選擇不同的富集電位、掃描電位，根據(jù)被測金屬濃度的大小選擇不同的富集時間和不同的清洗流程等，根據(jù)被測水質(zhì)的現(xiàn)場水質(zhì)環(huán)境、檢測因子的種類和數(shù)目、檢測因子的濃度范圍等參數(shù)直接在上位機的軟件設(shè)計界面中相應(yīng)功能位置輸入相應(yīng)的參數(shù)，設(shè)計具有針對性的設(shè)備清洗流程和檢測流程，該清洗是指在利用該水質(zhì)分析控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測水質(zhì)中的重金屬濃度之前需要針對液路器件以及檢測模塊中的工作電極表面等器件進(jìn)行清洗，以防止液路器件與檢測模塊的污染給測試帶來干擾，從而可以降低檢出限。流程設(shè)計完成后，點擊界面中的“開始”按鈕，上位機會根據(jù)該流程，向PLC可編程邏輯控制器12與單片機13發(fā)送控制指令。其中，該流程設(shè)計界面還為用戶設(shè)計了適應(yīng)不同水質(zhì)環(huán)境的流程庫，該流程庫包括用戶自行設(shè)計或修改的流程，且用戶在上位機得流程設(shè)計界面中，可單獨設(shè)計液路控制流程或者檢測流程，也可設(shè)計兼具液路控制和信號檢測的組合流程，進(jìn)一步輸出該流程對應(yīng)的指令，因而，用戶無需具備軟件編程基礎(chǔ)，只需簡單的培訓(xùn)便可使用該上位機11?？删幊踢壿嬁刂破?2用于根據(jù)PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊14。該可編程邏輯控制器12包括PLC控制指令存儲模塊121、液路器件判定模塊122 以及控制子程序模塊123，具體見下述實施例二說明。單片機13用于根據(jù)該單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊15。該單片機13包括單片機控制指令存儲模塊131、指令獲取模塊132以及控制參數(shù)模塊133，如圖2所示，其中，單片機控制指令存儲模塊131接收并存儲上位機11輸出的單片機控制指令；指令獲取模塊132順序讀取該單片機控制指令存儲模塊131中當(dāng)前指令代碼的存儲地址值，獲取該當(dāng)前地址值對應(yīng)的指令；以及控制參數(shù)模塊133根據(jù)該指令中電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，設(shè)置并輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊15。該電化學(xué)檢測與分析參數(shù)包括控制電位恒定值、恒電位持續(xù)時間的恒電位參數(shù)； 控制起始掃描電位、掃描終止電位、脈沖高度、脈沖周期、脈沖持續(xù)時間的查分脈沖掃描參數(shù)；控制起始掃描電位、掃描終止電位、脈沖高度、脈沖周期的方波掃描參數(shù)；控制起始掃描電位、掃描終止電位、掃描速率、循環(huán)掃描次數(shù)的循環(huán)伏安掃描參數(shù)；控制攪拌時間的攪拌參數(shù)等，進(jìn)一步根據(jù)該參數(shù)可以控制檢測模塊實現(xiàn)對不同水質(zhì)中重金屬的檢測。液路器件模塊14，用于根據(jù)該液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊15。其中，該液路器件包括計量模塊、步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥、傳感器。計量模塊主要用于測量檢測試劑的計量，步進(jìn)泵與直流泵都是用來抽取水樣或純水、排除廢液等，只是步進(jìn)泵有速度控制和方向控制，而直流泵沒有，電磁閥用于端口切換，傳感器用于液位的定位或報警等。檢測模塊15，用于將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)該檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。其中，檢測模塊15由三電極體系組成，即工作電極、參比電極和對電極。在本發(fā)明實施例中，利用該水質(zhì)分析控制系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)環(huán)境中重金屬的濃度信息檢測時，根據(jù)被測水質(zhì)環(huán)境的不同以及被測重金屬的不同，用戶可直接在上位機的流程設(shè)計界面中輸入具有針對性的與檢測相關(guān)的參數(shù)，該上位機根據(jù)該參數(shù)，輸出對PLC以及單片機的控制指令代碼，將該指令代碼以流程下發(fā)或者直接控制的方式下發(fā)到PLC以及單片機中，該流程下發(fā)的方式是指上位機一次性將所有指令控制代碼下發(fā)到PLC以及單片機相應(yīng)的指令存儲模塊中，而該直接控制的方式是指將指令控制代碼一條一條的下發(fā)至PLC以及單片機相應(yīng)的指令存儲模塊中，也即PLC以及單片機讀取一條指令，上位機下發(fā)一條指令至PLC以及單片機相應(yīng)的指令存儲模塊，該PLC以及單片機根據(jù)接收到的不同指令代碼控制各自的器件進(jìn)行工作，最終完成水質(zhì)中重金屬的濃度信息的檢測，從而使得水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力增強、維護量減小、成本降低，且使得以及檢出限降低(可達(dá)到PPT 級)。實施例二 圖3示出了本發(fā)明第二實施例提供的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)中可編程邏輯控制器具體結(jié)構(gòu)。該可編程邏輯控制器12包括PLC控制指令存儲模塊121、液路器件判定模塊122 以及控制子程序模塊123，其中PLC控制指令存儲模塊121接收并存儲PLC控制指令。該PLC控制指令中包含用于確定液路器件的對象標(biāo)識以及對該液路器件進(jìn)行設(shè)置的控制參數(shù)等，該液路器件包括計量模塊、步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥、傳感器。液路器件判定模塊122順序讀取該PLC控制指令存儲模塊121中的控制指令，根據(jù)該PLC控制指令所包含的對象標(biāo)識來確定需要控制的液路器件。該對象標(biāo)識為用戶自定義的標(biāo)識，可以使用數(shù)字、字母等，根據(jù)不同的液路器件設(shè)置不同的標(biāo)識，例如，當(dāng)接收到的控制指令所包含的對象標(biāo)識為數(shù)字“1”時，液路器件判定模塊122判斷出該PLC指令中的控制參數(shù)用于設(shè)置步進(jìn)泵，同樣也可以根據(jù)對象標(biāo)識判斷需要控制的其他液路器件?？刂谱映绦蚰K123根據(jù)該當(dāng)前PLC指令中的控制參數(shù)，設(shè)置并輸出與該控制對象對應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊14。該控制子程序模塊123具體包括計量模塊控制子程序、步進(jìn)泵控制子程序、直流泵控制子程序、電磁閥控制子程序、傳感器控制子程序。具體地，計量模塊控制子程序的功能實現(xiàn)包括輸入輸出端口的選擇、輸入輸出體積的設(shè)置，例如，輸入體積等于輸出體積、輸入體積大于輸出體積、只有輸入無輸出、只有輸出無輸入、輸入體積和輸出體積都為零(清洗)；步進(jìn)泵控制子程序的功能實現(xiàn)包括泵號選擇(Pl，P2，...)、控制方式(定時控制/開關(guān)控制)、速度控制(1%-99%)、方向控制 (正向/反向)；直流泵控制子程序的功能實現(xiàn)泵號選擇(P1，P2，...)、控制方式(定時控制/開關(guān)控制)；電磁閥控制子程序的功能實現(xiàn)閥號選擇(VI，V2,...)、控制方式(定時控制/開關(guān)控制)；傳感器的功能實現(xiàn)液位定位和報警燈等。在本發(fā)明實施例中，PLC將接收的PLC控制指令存儲在PLC控制指令存儲模塊121 中，液路器件判定模塊122讀取該模塊121中當(dāng)前的指令，根據(jù)該指令中的對象標(biāo)識判定需要控制哪一種液路器件，從而控制子程序模塊123根據(jù)該當(dāng)前指令中的控制參數(shù)修改該液路器件的工作方式，進(jìn)而對液路器件模塊14中的液路器件進(jìn)行控制，從而在不需要修改PLC中程序或者儀器硬件的情況下，實現(xiàn)了 PLC根據(jù)來自上位機的控制指令中的不同參數(shù)， 對相應(yīng)液路器件的控制功能。實施例三圖4示出了本發(fā)明第三實施例提供的水質(zhì)分析控制方法的實現(xiàn)流程，詳述如下在步驟S401中，上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)該檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令。該被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性是指用戶根據(jù)不同的被測水質(zhì)中有機物的多少以及不同的被測重金屬選擇不同的液路器件控制參數(shù)與電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，也即在測試開始時，用戶根據(jù)實際檢測需要，可在上位機上設(shè)計具有針對性的設(shè)備清洗流程和檢測流程。在步驟S402中，PLC根據(jù)該PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊。步驟S402具體為接收并存儲PLC控制指令；順序讀取該存儲的PLC控制指令中當(dāng)前PLC指令的存儲地址值，判定該當(dāng)前地址值對應(yīng)的液路器件；根據(jù)該當(dāng)前PLC指令中的參數(shù)，設(shè)置并輸出與該液路器件對應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊。其中，該液路器件包括計量模塊、步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥以及傳感器。在步驟S403中，單片機根據(jù)該單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊。接收并存儲單片機控制指令；順序讀取該存儲的單片機控制指令中當(dāng)前指令的存儲地址值，獲取該當(dāng)前地址值對應(yīng)的指令；根據(jù)該指令中電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，設(shè)置并輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊。在步驟S404中，液路器件模塊根據(jù)該液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊。在步驟S405中，檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)該檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信肩、ο其中，檢測模塊由三電極體系組成，即工作電極、參比電極和對電極。本發(fā)明實施例以某一種重金屬為例介紹分析被測水樣中的重金屬的濃度信息方法，但不限于該方法，其分析步驟依次為首先，對器件進(jìn)行清洗。清洗的主要目的是去除液路和檢測單元的污染給測試帶來的干擾。清洗過程包括兩個部分，即液路清洗單元和檢測單元的清洗，液路的清洗通過用純水沖洗管路完成，而檢測單元的清洗除了用純水清洗之外，還需要在超聲環(huán)境下進(jìn)行電化學(xué)清洗，整個儀器清洗流程由上位機設(shè)定，并下發(fā)包含清洗參數(shù)的指令給單片機和PLC， 由單片機和PLC控制相關(guān)儀器的清洗工作。
其次，對被測水樣進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理過程包括對原始水樣進(jìn)行過濾、消解等過程，該消解是指用紫外燈照射水樣以分解水樣中的有機物，以避免有機物對測試的干擾，此過程由用戶根據(jù)被測水質(zhì)中有機物的含量，在上位機中輸入相關(guān)參數(shù)，上位機向PLC發(fā)送 PLC控制指令，最終由PLC輸出液路器件控制指令控制步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥和傳感器等液路器件完成。最后，檢測水樣中被測金屬的濃度信號。將一定體積的經(jīng)過預(yù)處理后的水樣輸送至檢測單元，由計量模塊完成檢測試劑的計量，并將其輸送至檢測單元，在檢測單元中將檢測試劑與該預(yù)處理后的水樣進(jìn)行混合，在檢測模塊中，根據(jù)接收到的來自單片機輸出的控制指令，施加相應(yīng)的電化學(xué)測試流程對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行處理，在具體實施過程中，在設(shè)定的恒定電位情況下，被測重金屬富集到工作電極表面，然后再給工作電極一個正向的差分掃描電位，讓富集到電極表面的金屬重新溶入到水樣中，在此過程中根據(jù)被測金屬在特定電位的電流與該金屬在水樣中的濃度成正比的原理可以得出水樣中被測金屬的濃度信號。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中， 所述的存儲介質(zhì)，如ROM/RAM、磁盤、光盤等。本發(fā)明實施例提供了一種包括上位機、可編程邏輯控制器PLC、單片機、液路器件模塊以及檢測模塊的水質(zhì)分析控制系統(tǒng)，且通過上位機接收用戶輸入的與被測水質(zhì)以及被測重金屬相關(guān)的參數(shù)，根據(jù)該參數(shù)輸出PLC控制指令以及單片機控制指令；PLC根據(jù)該PLC 控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊； 單片機根據(jù)單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊根據(jù)液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)該檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的預(yù)處理后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息，解決了由于被測水質(zhì)環(huán)境的不確定性，導(dǎo)致現(xiàn)有水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力差、維護量大、成本高以及檢出限高的問題，從而增強了水質(zhì)分析儀的環(huán)境適應(yīng)性能力、減小了儀器維護量、降低了設(shè)備成本以及檢出限。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括上位機、可編程邏輯控制器 PLC、單片機、液路器件模塊以及檢測模塊，其中，上位機，用于接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC，用于根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機，用于根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊，用于根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；以及檢測模塊，用于將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機包括一個流程設(shè)計界面，用于接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC包括PLC控制指令存儲模塊、液路器件判定模塊以及控制子程序模塊，其中PLC控制指令存儲模塊，用于接收并存儲所述PLC控制指令；液路器件判定模塊，用于根據(jù)所述PLC控制指令所包含的對象標(biāo)識來確定需要控制的液路器件；以及控制子程序模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前PLC指令中的控制參數(shù)，設(shè)置并輸出與所述液路器件對應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機包括單片機控制指令存儲模塊、 指令獲取模塊以及控制參數(shù)模塊，其中單片機控制指令存儲模塊，用于接收并存儲所述單片機控制指令； 指令獲取模塊，用于順序讀取所述單片機控制指令存儲模塊中當(dāng)前指令的存儲地址值，獲取所述當(dāng)前地址值對應(yīng)的指令；以及控制參數(shù)模塊，用于根據(jù)所述指令中電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，設(shè)置并輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述液路器件包括計量模塊、步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥以及傳感器。
6.一種水質(zhì)分析控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟上位機接收用戶根據(jù)被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，并根據(jù)所述檢測流程輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊；單片機根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊；液路器件模塊根據(jù)所述液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣分別輸送至檢測模塊；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，并根據(jù)所述檢測與分析控制指令， 對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取所述被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述被測重金屬以及被測水質(zhì)的屬性是指用戶根據(jù)不同的被測水質(zhì)中有機物的多少以及不同的被測重金屬選擇不同的液路器件控制參數(shù)以及電化學(xué)檢測與分析參數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，PLC根據(jù)所述PLC控制指令中的液路器件控制參數(shù)，設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊的步驟具體為接收并存儲所述PLC控制指令；根據(jù)所述PLC控制指令所包含的對象標(biāo)識來確定需要控制的液路器件； 根據(jù)所述當(dāng)前PLC指令中的控制參數(shù)，設(shè)置并輸出與所述液路器件對應(yīng)的液路器件控制指令至液路器件模塊。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，單片機根據(jù)所述單片機控制指令中的電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊的步驟具體為接收并存儲所述單片機控制指令；順序讀取所述存儲的單片機控制指令中當(dāng)前指令的存儲地址值，獲取所述當(dāng)前地址值對應(yīng)的指令；根據(jù)所述指令中電化學(xué)檢測與分析參數(shù)，設(shè)置并輸出檢測與分析控制指令至檢測模塊。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述液路器件包括計量模塊、步進(jìn)泵、直流泵、電磁閥以及傳感器。
全文摘要
本發(fā)明適用于水質(zhì)檢測分析領(lǐng)域，提供了一種水質(zhì)分析控制系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括上位機、PLC、單片機、液路器件模塊及檢測模塊，上位機接收根據(jù)被測重金屬及被測水質(zhì)的屬性設(shè)置的檢測流程，輸出PLC控制指令及單片機控制指令；PLC設(shè)置并輸出相應(yīng)的液路器件控制指令；液路器件模塊根據(jù)該液路器件控制指令控制相應(yīng)的液路器件對被測水質(zhì)的水樣進(jìn)行預(yù)處理，并將檢測試劑以及預(yù)處理后的水樣輸出；單片機根據(jù)單片機控制指令輸出檢測與分析控制指令；檢測模塊將檢測試劑與所述預(yù)處理后的水樣混合，對混合檢測試劑后的水樣進(jìn)行檢測，獲取該被測水質(zhì)中重金屬的濃度信息，使得該水質(zhì)分析儀有低檢出限、抗干擾能力強、維護量小、低成本等優(yōu)點。
文檔編號G01N33/18GK102323387SQ20111024123
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者李賀松, 江濤, 王富生, 趙忠欣 申請人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司