一種環(huán)保設備運行記錄儀的研制

由于缺乏對污染處理設施運行狀況和污染排放指標監控手段,影響了環(huán)保部門(mén)監督管理力度。我們研制開(kāi)發(fā)了系列化的環(huán)保設備運行監測系統。本系統工作穩定、記錄數據準確、存儲容量大、組網(wǎng)方便,已被多家環(huán)保監理部門(mén)采用,取得了良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

1 系統組成及主要功能

環(huán)保設備運行監測系統由環(huán)保設備運行記錄儀、讀碼器和管理計算機組成。記錄儀安裝于環(huán)保設備運行現場(chǎng),全天候監測并記錄環(huán)保設備的運行狀況和主要污染物排放指標;讀碼器用于控制和操作記錄儀的運行及對記錄儀進(jìn)行數據讀取;管理計算機用于對原始數據進(jìn)行統計、報表、存儲及查詢(xún)。記錄儀既可單機運行,也可組成區域性環(huán)保監測網(wǎng),如圖1所示。

記錄儀是整個(gè)系統的核心,其主要功能如下:

(1)記錄儀共8個(gè)數據采集通道,可接受來(lái)自現場(chǎng)儀表或傳感器輸出的4～20mA(或0～10mA)的電流信號。每一通道可根據監視對象自由設定為開(kāi)關(guān)量通道(實(shí)時(shí)記錄環(huán)保設備開(kāi)機/關(guān)機運行情況)、累積量通道(如對排放的污水流量進(jìn)行累積)或瞬時(shí)量通道(記錄排放污染物濃度)。

(2)記錄儀能產(chǎn)生本身的運行記錄(記錄儀上電/掉電時(shí)間)。

(3)可通過(guò)讀碼器或管理計算機設定被監測環(huán)保設備的工作電流范圍,對被監測環(huán)保設備的工作電流發(fā)出超限報警。

(4)記錄儀提供了與管理計算機和讀碼器通訊的標準RS-232接口。

(5)記錄儀內置通用MODEM及MODEM控制器,可與管理計算機遠程通訊。

2 硬件設計

根據功能要求和記錄儀的工作特點(diǎn),我們在設計時(shí)主要從記錄儀運行可靠性、記錄數據準確性及數據存儲容量三個(gè)方面考慮。記錄儀采用ATMEL公司的AT89C52 單片機,片內集成了8K FLASH 程序存儲器,不需外擴程序存儲器,提高了系統的運行穩定性。圖2給出了記錄儀的結構框圖。

2.1 數據采集通道

數據采集通道A/D轉換器選用了美國TI公司的高性能10位串行A/D轉換器TLC1549,該A/D轉換器為CMOS工藝,采樣頻率可達40kHz，具有較寬的工作電壓范圍(3～6V，典型值為5V),功耗低,與單片機接口簡(jiǎn)單,占用資源少(三線(xiàn)接口)。

2.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

為了能準確記錄環(huán)保設備的開(kāi)機/關(guān)機時(shí)間,記錄儀采用了廣泛應用于各類(lèi)工控儀表中的DALLAS日歷芯片DS12887。DS12887內置電池和晶振,可直接掛在單片機數據總線(xiàn)上,運行穩定性好、精度高,免維護時(shí)間可達10年以上,滿(mǎn)足了記錄儀對時(shí)間的要求。并且其內部有可掉電記憶的114字節RAM,為記錄儀的掉電系統維護提供了方便。