摘 要：介紹、分析了單片機(jī)PH／ORP監(jiān)控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：PH／ORP；系統(tǒng)概述；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)
眾所周知，為了取得和確保我們居住環(huán)境的藍(lán)天、綠草和碧水，一個(gè)重要的工作是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的廢水進(jìn)行處理后排放或回收利用。其方法有化學(xué)處理法，其中又有可借助PH／ORP監(jiān)測(cè)控制儀組成的監(jiān)測(cè)自控系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)的PH值、ORP值自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，使廢水經(jīng)處理后滿足循環(huán)利用或排放要求。
1 系統(tǒng)概述
該系統(tǒng)相關(guān)的工藝流程如下：
酸、堿、重金屬離子廢水→調(diào)節(jié)池→還原反應(yīng)槽→
沉淀池→清水池→清水排放或回用
↑
含氰廢水→調(diào)節(jié)池→氧化反應(yīng)槽→沉淀池
系統(tǒng)工作過(guò)程如下：
�。�1）調(diào)節(jié)池廢水流入調(diào)節(jié)池，當(dāng)達(dá)到控制高水位時(shí)廢水泵自動(dòng)把廢水抽到反應(yīng)槽進(jìn)行化學(xué)處理，直至廢水降到控制低水位時(shí)廢水泵自動(dòng)停止。
�。�2）反應(yīng)槽（包括還原反應(yīng)槽和氧化反應(yīng)槽）通過(guò)PH／ORP電極測(cè)定廢水PH／ORP值，當(dāng)達(dá)到要控制的高點(diǎn)值時(shí)，控制藥泵投藥，攪拌泵進(jìn)行攪拌，直至達(dá)到要控制的低點(diǎn)值時(shí)，控制藥泵停止投藥，攪拌泵停止攪拌。此后，系統(tǒng)又回到上述（1）的情況，如此反復(fù)循環(huán)，保證流入沉淀池、清水池的水其 PH／ORP值符合排放和回用的標(biāo)準(zhǔn)。
�。�3）沉淀池、清水池 廢水經(jīng)反應(yīng)槽進(jìn)行藥物化學(xué)處理后流入沉淀池沉淀，再流入清水池達(dá)標(biāo)排放或回用。
2 硬件設(shè)計(jì)
（1）圖1所示為主結(jié)線原理圖。
其工作原理如下：
①當(dāng)廢水泵投入運(yùn)行時(shí)（此時(shí)，QL，1QL和1KM合上），PH／ORP監(jiān)控儀就開(kāi)始并一直在工作：控制藥泵是否應(yīng)該投藥；當(dāng)廢水泵停止運(yùn)行時(shí)（QL或1QL或1 KM斷電），監(jiān)控儀和藥泵也停止運(yùn)行。
�、跀嚢璞霉β孰m不是很大，但啟動(dòng)電流要考慮，為了不影響PH／ORP監(jiān)控儀的工作，攪拌泵用獨(dú)立電源配電。
�、蹚U水泵、藥泵等功率較小，起動(dòng)電流不大，對(duì)PH／ORP監(jiān)控儀影響不大，故共用一個(gè)電源。
（2）圖2所示為系統(tǒng)控制的單片機(jī)連接圖。
P1.0-P1.7連接輸入控制信號(hào)，P2.0-P2.3連接輸出控制信號(hào)，高電平有效。按下開(kāi)關(guān)Kb，系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行、測(cè)試；按下開(kāi)關(guān)Ke，系統(tǒng)暫停；再按下開(kāi)關(guān)Kb，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行�！�
3 軟件設(shè)計(jì)
（1）根據(jù)系統(tǒng)要求，做法如下：
�、傧到y(tǒng)運(yùn)行、測(cè)試時(shí)輸入P1口的控制信號(hào)分別是：P1．0，要控制的廢水低水位；P1．1，要控制的廢水高水位；P1．2，廢水泵手動(dòng)起動(dòng)；P1．3，要控制的PH低點(diǎn)值；P1．4，要控制的PH高點(diǎn)值；P1．5，要控制的 ORP低點(diǎn)值；P1．6，要控制的ORP高點(diǎn)值；P1．7，攪拌泵手動(dòng)起動(dòng)。
②系統(tǒng)運(yùn)行、測(cè)試時(shí)輸出P2口的信號(hào)所控制的對(duì)象分別是：P2．0，1KM；P2．1，2KM；P2．2，3KM；P2．3，4KM。
（2）程序流程如圖3所示。
�、僦鞒绦蛑羞M(jìn)行堆棧指針、中斷允許、中斷開(kāi)放等初始化。
�、诎聪聠�(dòng)按鍵Kb時(shí)，外部
申請(qǐng)中斷進(jìn)入中斷服務(wù)程序START。
�、蹫榉乐筀b再次誤動(dòng)作，中斷服務(wù)程序START中首先禁止中斷。
�、転槟苁筀e按下時(shí)終止系統(tǒng)運(yùn)行，將Ke按下時(shí)產(chǎn)生的外部中斷
設(shè)為高優(yōu)先級(jí)，同時(shí)為防止Ke再次誤動(dòng)作，中斷服務(wù)程序PUASE中應(yīng)禁止中斷。
�、轂楸ＷCKb再次按下時(shí)能繼續(xù)運(yùn)行，PUASE中斷程序中應(yīng)開(kāi)放中斷。
�、逓楸ＷCKe按下后能回到主程序等待處，在PUASE中斷程序中用POP調(diào)整中斷返回位置。
�。�3）根據(jù)程序流程圖（如圖3）即可編出程序。
4 主要電器
�。�1）單片機(jī)可選擇應(yīng)用普遍、接口容易、內(nèi)存容量足夠、價(jià)格適宜的MCS51系列機(jī)，如89C58。
（2）PH／ORP監(jiān)控儀選用微電腦型，如LP系列的LP-3000，有高點(diǎn)控制和低點(diǎn)控制功能。
（3）斷路器QL和1QL的額定電流應(yīng)大于或等于線路計(jì)算電流［1］�？蛇x用C45M型斷路器產(chǎn)品［2］，如C45AD／2P（用于動(dòng)力線路控制和保護(hù)，極數(shù)為兩極）和C45Mvigi／2p（用于有漏電保護(hù)功能的漏電斷路器，極數(shù)為兩極）。
（4）交流接觸器（圖1的1 KM和4 KM）的額定電流應(yīng)約為被控設(shè)備額定電流的1．25倍�？蛇x用GMC系列交流接觸器。如GMC-12/220和GMC-18/220等。
�。�5）液位控制器選用2位控制的YK-1。
5 實(shí)踐和結(jié)論
本設(shè)計(jì)當(dāng)初是根據(jù)系統(tǒng)工藝流程和工作過(guò)程的要求來(lái)進(jìn)行的，后經(jīng)歷了二代5次方案比較，第一代（繼電－接觸器控制）：①正規(guī)、全面但較復(fù)雜的方案→②
實(shí)用、簡(jiǎn)單但有毛病的方案→③實(shí)用、簡(jiǎn)單、較完善的方案→第二代（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）：④PLC→⑤單片機(jī)才逐漸完成，反映較好，有關(guān)內(nèi)容已應(yīng)用于工程實(shí)踐中產(chǎn)生社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益。他的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、實(shí)用、緊湊、符合要求。此外，由于采用了成套化PH／ORP監(jiān)測(cè)控制儀和單片機(jī)，不但使系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和自控穩(wěn)定、精確、可靠、功能完善、抗干擾性強(qiáng)、價(jià)格低廉，而且使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、安裝容易、操作簡(jiǎn)便。
<!--→參考文獻(xiàn)CH(開(kāi)始)-->
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［2］唐 海．建筑電氣設(shè)計(jì)與施工［M］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002．
