Микропроцессорная система управления забором проб воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Микропроцессорная система управления забором проб воды

Коротицкий Евгений Викторович

Доцент Associate professor

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Кулешов Сергей Владимирович

Магистр

Master

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Аннотация: В статье описывается проблема загрязнения водного бассейна Земли, произведено описание систем для отбора проб воды и описана модернизация микропроцессорной системы управление одной из систем. система пробоотбора микропроцессорный

Ключевые слова:система пробоотбора, микропроцессорная система, микроконтроллер.

Korotitsky Evgeniy Viktorovich

St. Petersburg State Marine Technical University

Kuleshov Sergei Vladimirovich

Saint-Petersburg State marine technical university

MICROPROCESSOR CONTROL SYSTEM TAKING WATER SAMPLES

Annotation: The article describes the problem of pollution of the Earth's water basin, describes the systems for sampling water and describes the modernization of the microprocessor control system of one of the systems.

Keywords: sampling system, microprocessor system, microcontroller.

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является актуальной. Особое место занимают тепловые загрязнения водного бассейна Земли, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера.

Так же важной проблемой является сохранение качества воды. Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод. Это пагубно влияет на уровень жизни всего живого и ведет к гибели. Именно поэтому необходим пробоотбор воды. Это важная стадия анализа, от которой зависит правильность оценки загрязнения воды и время реагирования на проблему.[1]

Основная цель отбора - это получение пробы, отражающей качество исследуемой воды.

Существуют условия проведения таких исследований, которые прописаны в межгосударственном стандарте: «Общие требования к отбору проб», ГОСТ 31861-2012.[2]

В настоящее время для гидрологических исследований используются целые комплексы позволяющие фиксировать одновременно несколько параметров. Однако для исследований в лабораторных условиях остаётся потребность в получении проб с помощью забора проб воды с глубин водоемов.

На рисунке 1 приведен пример конструкции пробоотборного комплекса.

Рисунок 1 - Конструкция пробоотборника SBE32.

Исходя из условий проведения, прописанных в ГОСТе, были рассмотрены устройства, которые соответствуют всем стандартам проведения исследований. Одним из таких устройств является кассетный пробоотборник SBE 32. Основные преимущества:комбинированное использование системы онлайн/оффлайн, разнообразие конфигураций, погружение до 7000м. [3]

В поле нашего анализа попал пробоотборник «Multi -Limnos».

Рисунок 2- Пробоотборник воды «Multi-Limnos».

Данный пробоотборник воды был разработан для автоматического взятия до 10 проб воды на глубине до 30 метров, представлен на рисунке 2. Пробы отбираются в запрограммированное время в течение общего времени развертывания до шести месяцев. Типичные области применения включают долгосрочный мониторинг качества воды в озерах, реках или на рыбоводных фермах.

Пробоотборник отвечает двум основным требованиям:

? предотвращение загрязнения образца поверхностными водами;

? предотвращение ошибок в анализе из-за неправильного обращения с образцом во время транспортировки и декантации.

Система оснащена стеклянными бутылками емкостью 1 литр каждая, которые также могут использоваться в качестве транспортного и складского

сосуда. Бутылки ввинчиваются в модифицированные головки и прикрепляются к опорной раме. При подготовки системы к погружению на требуемую глубину бутылки закрываются. Они открываются

один за другим в соответствии с заранее выбранными временными интервалами и автоматически закрываются встроенными шаровыми кранами когда бутылка наполнена.

Электронная часть устройства программируется при помощи подключения к ПК по средствам кабеля.

Было принято решение произвести модернизацию системы путем введения автоматической системы управления на базе микроконтроллера.

Для этого предложена микропроцессорная система управления, структурная схема которой представлена на рисунке 3. С помощью микропроцессорного управления, осуществляется запуск системы в запрограммированные интервалы времени (от 1 минуты до 8760 часов) в режиме реального времени или с интервалами. Произведен подбор механических и электронных компонентов устройства.[4]

Механическая система приводится в действие при помощи шагового двигателя, обеспечивающего точное позиционирование при закрытии крышек. Работа системы начинается при срабатывании датчика замыкания при погружении системы.

Для сопряжения с оператором при программировании контроллера используется беспроводное устройство типа Bluetooth, которое позволяет повысить скорость передачи информации и производительность самой системы. Так же было принято решение увеличить емкостные характеристики и количество литиевых батарей. За счет этого мы увеличили время развертывания до года. [5]

Рисунок 3- Структурная схема системы автоматизации.

Вывод

Рассмотрены системы осуществляющие забор поверхностного типа вод. Осуществлена разработка алгоритма функционирования системы управления. Разработана структурная схема системы автоматизации на основе которой осуществлен подбор электронной части устройства.

Литература:

1. Борисова Е.А. Анализ воды. Методическое пособие: ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет», 2013.

2. ГОСТ 31861-2012. Общие требования к отбору проб воды.

3. Маклаков А. Ф., Снежинский В. А., Чернов Б. С. Океанографические приборы. -- Л.: Гидрометиздат, 1975. 384 C.

4. Коротицкий Е.В., А.В Кузьменко. Микропроцессорные системы в мехатронике и робототехнике. Учеб. пособие-СПБ.: Изд-во СПбГМТУ, 202080с.

5. Белов Б.П., Игнатьева Н.В., Коротицкий Е.В., Кузьменко А.В., Сетин А.И. Информационные системы малогабаритных подводных роботов. Учеб. пособие-СПБ.: Изд-во СПбГМТУ,2015г.

6. Мартенс Л.К. Техническая энциклопедия. Том 2 - 1928 г.

Размещено на Allbest.ru