利用DF无线数据传输模块实现水厂刮吸泥机的自动监控..doc

利用DF无线数据传输模块实现水厂刮吸泥机的自动监控 摘要：本文介绍一种最经济又相对可靠的实现水厂刮吸泥机自动监控的方案 现今自来水厂的沉淀池一般都采用刮吸泥机(俗称排泥车)来实现排泥，其原理是排泥车在沉淀池上来回移动时把沉淀池底的淤泥刮入集泥器，同时利用虹吸原理将淤泥排出池外。目前绝大多数水厂的沉淀池都采用斜板（管）沉淀池或平流式沉淀池；前者池长在30米左右，后者池长在100米左右。由于排泥车的速度较慢，其一次工作时间在半小时至2小时之间，再加上排泥车的中间变化过程缓慢所以其控制实时性要求不高。那么实现排泥车的自动监控的关键就是如何解决排泥车和远程控制台之间的信息传输。 现在比较流行的排泥车监控系统大都由三部分组成（见下图）而第一、三部分一般都采用可靠性高的以PLC为中心的继电器控制逻辑，而第二部分则是实现水厂排泥车自动监控的关键部分。实现第二 部分一般有以下几种方法： 供电与通信 第一种是供电和通信都采用 电缆来完成，它一般需要一 条12至16芯电缆，刮吸泥机移动时采用卷线或拖放来收放电缆，该方式成本较低，适合于短距离且运行环境较好的场合。第二种是供电与通信都采用电源滑触线。第三种是供电采用电源滑触线（四极），而刮吸泥机与远程控制台之间的通信采用无线电台来完成信息传输。第四种是供电仍采用电源滑触线（四极），刮吸泥机与远程控制台之间的信息传输是利用电源线载波的方式来实现。第五种是供电采用电源滑触线（四极）或四芯电缆，刮吸泥机与远程控制台之间的信息传输是利用多功能无线数据传输模块来实现。下表是几种方案的优劣对照表： 下面主要介绍第五种方案中的通信部分：利用无线数据传输模块（占自由免费频道）来完成刮吸泥机与远程控制台之间的信息传输。多功能无线数据传输模块就是我们日常生活中用到的遥控系统中的通用无线数据发射、接收模块部分(市面上有成品卖,才几十元一套，有能力的人也可以自己动手做)，其发射模块的工作频率一般采用为315MHz或则433MHz，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，?DF数据发射模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约30至60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。?DF数据模块采用ASK方式调制，功耗低，当数据信号停止时发射电流降为零；DF模块必须用信号调制才能正常工作，?DF无线数据传输模块可以配合单片机来实现数据通讯，但要一定的单片机知识。而常见的固定码编码器件如PT2262/2272，只要直接连接即可，非常简单，因为是专用编码芯片，其效果很好传输距离很远。所以我们采用固定码编码器件PT2262/2272来完成对无线数据传输模块的调制处理等工作。 PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，通常PT2262/2272的1至8脚为三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供6561个地址,而10至13脚为数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，设计原理图如下图：如K1(吸泥机正行)吸合且K5接通的情况下，吸泥机正行信号就可通过发射单元发射出去，而接收单元将信号接收后相应的继电器J1就吸合（若接收单元IC用2272L4则不论K1是否保持吸合J1都吸合并自锁一直到K2∽K4中的任何一个信号来才释放；若接收单元IC用2272M4则J1的吸合与否就和K1同步）。 为了不让发射电路长期处于发射状态，将发射板的电源（+12V）接至刮吸泥机控制箱内PLC的一个输出点，通过PLC编程使PLC的这一输出点在一个完整的工作周期内每隔5秒输出一秒，这样在刮吸泥机工作期间其运行状态每隔5秒就被发送一次；而装在远程控制台内的接收板每隔5秒就能接收到刮吸泥机的运行状态。这样还有一个好处，就是当K1至K4四个信号中有两个以上同时动作，此时若K5由断到通则可以将K1至K4中两个以上的信号同时发射出去。同理远程控制台内的发射板也能发射出信号，使吸泥机控制箱内接收板接收到远程启动信号和停止/复位信号，这样就实现了对刮吸泥机的远程监控。 因为PT2262/PT2272一般只有四个并行的数据通道A、B、C、D，若要传送的信号大于四个，则可以通过对四个并行的数据通道采用不同的二极管供电逻辑组合而产生16种不同的方式，相应地在解码输出端增加一片二进制数字电路，便可传送多达16路信号。 本方案的特点是成本极低，能基本满足控制要求；将吸泥机控制箱内PLC和远程控制台内PLC的通信转化为PLC