1.本发明涉及超纯水机制水技术领域，具体为超纯水机制水控制系统及其控制方法。
背景技术：2.自然界中的水都不纯净，通常含有钙、镁、铁等多种盐，还含有机物、微生物、溶解的气体(如二氧化碳)和悬浮物等。实验室获取洁净水的方式，以前大多采用蒸馏法除去其中的不挥发组成。用蒸馏法，经过蒸馏、冷凝操作的水叫蒸馏水，蒸二次的叫重蒸水，三次的叫三蒸水。低耗氧量的水，加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。蒸馏法成本较高，效率较低。
3.技术发展，现在大多采用纯水机制造获取，在高纯水的生产过程中，水中的阴、阳离子可用电渗析法、反渗透法及离子交换树脂技术等去除；水中的颗粒一般可用超过滤、膜过滤等技术去除；水中的细菌，目前国内多采用加药或紫外灯照射或臭氧杀菌的方法去除；水中的toc则一般用活性炭、反渗透处理。而在这一系列的过程中，需要对每个单元进行精确控制，如果压力控制，启停时间控制，流量控制等等，为此，我们需要一块集成化控制电路板，通过微控制芯片，按照特定的程序运行控制制水个各个环节，并且用户可以通过人机界面与之进行交互，进行参数修改，功能选择。
4.超纯水制造过程复杂，需要对一些列泵、电磁阀、水质传感器、原理传感器进项采集控制，严格按照设定制水流程进行工作，并对在工作过程中可预见的事件进行判断，进项相应的处理，避免设备因故障而被损坏，这一切操作对人而且相对繁琐，且较难进行24小时值守，使用控制系统可减轻用户的工作量。
技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种超纯水机制水控制系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的超纯水制造过程复杂，需要全程人为操作，相对繁琐，导致使用不便的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：超纯水机制水控制系统，包括微控制器，所述微控制器连接有hmi人机交换触屏、toc检测传感器、流量传感器、水质检测传感器，所述微控制器连接有水位压力采集模块、电磁阀和泵；
7.所述微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，用于控制和维持系统运行；
8.所述hmi人机交换触屏用于使用者与系统之间进行人机交换，对系统下达工作指令；
9.所述toc检测传感器用于探测水体有机物污染程度；
10.所述流量传感器用于检测水体流量；
11.所述水质检测传感器用于水质；
12.所述水位压力采集模块用于采集水体的水位和压力；
13.所述电磁阀和泵用于控制水体输送。
14.优选的，所述水位压力采集模块包括液位传感器和水压传感器。
15.优选的，所述微控制器连接有扩展接口，所述扩展接口包括多路串口、io接口、电压采集接口，所述多路串口连接有串口传感器。
16.优选的，所述微控制器连接有记录保存模块。
17.一种所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，包括以下步骤；
18.s1：系统初始化，检测读取参数列表，同步数据到hmi人机交换触屏；
19.s2：进行一级制水流程；
20.s3：进行二级制水流程；
21.s4：hmi交互任务；
22.s5：进行周期任务。
23.优选的，所述步骤s2、s3、s4、s5能够同时进行。
24.优选的，所述步骤s2中，一级制水流程如下：
25.s21:前置过滤器冲洗；
26.s22:反渗透膜冲洗；
27.s23:超滤冲洗；
28.s24:开始制水；
29.s25:缺水事件处理；
30.s26:满水事件处理，回到步骤s24。
31.优选的，所述步骤s3中，二级制水流程：
32.s31:反渗透膜冲洗；
33.s32:开始制水；
34.s33:缺水事件处理；
35.s34:满水事件处理，回到步骤s32。
36.优选的，所述hmi交互任务包括接收数据、解析数据、执行动作和反馈数据。
37.优选的，所述周期任务包括水位信息采集、串口传感器数据接收和储存服务。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
39.通过hmi人机交换触屏的人机界面设置不同参数可细微调各个流程，系统集中相对多模块可以降低维护成本，存储制造变得简化便捷，也适合现场设备维护，减少配件的携带量，如有特殊需要可以修改程序，或者设计扩展模块进行功能实现，如果该功能被确定为标配功能，则可以对系统进行软硬件升级，在升级的过程中保持基本输入输出接口不变，保持对历代系统的兼容性。
附图说明
40.图1为本发明逻辑框图；
41.图2为本发明系统电路连接示意图；
42.图3为本发明微控制模块示意图；
43.图4为本发明第一通信接口模块示意图；
44.图5为本发明继电器模块示意图；
45.图6为本发明液位与流量检测模块示意图；
46.图7为本发明第二通信接口模块示意图；
47.图8为本发明步骤流程示意图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.实施例：
52.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：超纯水机制水控制系统，包括微控制器，所述微控制器连接有hmi人机交换触屏、toc检测传感器、流量传感器、水质检测传感器，所述微控制器连接有水位压力采集模块、电磁阀和泵；
53.所述微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，用于控制和维持系统运行，微控制器的电路模块如图2所示；
54.所述hmi人机交换触屏用于使用者与系统之间进行人机交换，对系统下达工作指令；
55.所述toc检测传感器用于探测水体有机物污染程度；
56.所述流量传感器用于检测水体流量；
57.所述水质检测传感器用于水质；
58.所述水位压力采集模块用于采集水体的水位和压力；
59.所述电磁阀和泵用于控制水体输送。
60.所述水位压力采集模块包括液位传感器和水压传感器，液位传感器和流量传感器的电路模块如图6所示。
61.所述微控制器连接有扩展接口，所述扩展接口包括多路串口、io接口、电压采集接口，接口的电路模块如图4和图7所示，所述多路串口连接有串口传感器。
62.所述微控制器连接有记录保存模块。
63.一种所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，包括以下步骤；
64.s1：系统初始化，检测读取参数列表，同步数据到hmi人机交换触屏；
65.s2：进行一级制水流程；
66.s3：进行二级制水流程；
67.s4：hmi交互任务；
68.s5：进行周期任务；
69.所述步骤s2、s3、s4、s5能够同时进行。
70.所述步骤s2中，一级制水流程如下：
71.s21:前置过滤器冲洗；
72.s22:反渗透膜冲洗；
73.s23:超滤冲洗；
74.s24:开始制水；
75.s25:缺水事件处理；
76.s26:满水事件处理，回到步骤s24。
77.所述步骤s3中，二级制水流程：
78.s31:反渗透膜冲洗；
79.s32:开始制水；
80.s33:缺水事件处理；
81.s34:满水事件处理，回到步骤s32。
82.所述hmi交互任务包括接收数据、解析数据、执行动作和反馈数据。
83.所述周期任务包括水位信息采集、串口传感器数据接收和储存服务。
84.本控制系统采用的嵌入式开发系统，软件采用的c语言编写，所有功能通过一张板集中控制，系统结构简单，制水流程默认为三级工作方式，一级源水预处理控制，二级ro水制造控制，三级ro水、up水控制，控制板系统功能集中，采用的继电器输出，继电器电路模块如图5所示，可以达到10a，足够满足超纯水机中的泵和电磁阀控制，扩展了多路串口、io口、电压采集接口，应用于连接其它仪器仪表连接，接口灵活丰富，通过hmi人机交换触屏的人机界面设置不同参数可细微调各个流程，系统集中相对多模块可以降低维护成本，存储制造变得简化便捷，也适合现场设备维护，减少配件的携带量，如有特殊需要可以修改程序，或者设计扩展模块进行功能实现，如果该功能被确定为标配功能，则可以对系统进行软硬件升级，在升级的过程中保持基本输入输出接口不变，保持对历代系统的兼容性。
85.使用plc设备可以替代，大多plc是对核心进行控制，输出电流较小，需要中间继电器扩展，占用较大的空间，也可以采用扩展模块进行扩展，但是成本相对较高，对空间占用较大，对于一些软性功能如日志存储、上传，以及连接各个不用厂家的hmi人机接口屏，较为繁琐困难，在台式机中除去增压泵、电磁阀、反渗透膜、纯化柱，空间十分有限，对于布局安装都有很大的局限性，所以采用本控制板系统较为方便。
86.工作原理：通过hmi人机交换触屏的人机界面设置不同参数可细微调各个流程，系统集中相对多模块可以降低维护成本，存储制造变得简化便捷，也适合现场设备维护，减少配件的携带量，如有特殊需要可以修改程序，或者设计扩展模块进行功能实现，如果该功能被确定为标配功能，则可以对系统进行软硬件升级，在升级的过程中保持基本输入输出接口不变，保持对历代系统的兼容性。
87.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
88.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.超纯水机制水控制系统，包括微控制器，其特征在于：所述微控制器连接有hmi人机交换触屏、toc检测传感器、流量传感器、水质检测传感器，所述微控制器连接有水位压力采集模块、电磁阀和泵；所述微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，用于控制和维持系统运行；所述hmi人机交换触屏用于使用者与系统之间进行人机交换，对系统下达工作指令；所述toc检测传感器用于探测水体有机物污染程度；所述流量传感器用于检测水体流量；所述水质检测传感器用于水质；所述水位压力采集模块用于采集水体的水位和压力；所述电磁阀和泵用于控制水体输送。2.根据权利要求1所述的超纯水机制水控制系统，其特征在于：所述水位压力采集模块包括液位传感器和水压传感器。3.根据权利要求1所述的超纯水机制水控制系统，其特征在于：所述微控制器连接有扩展接口，所述扩展接口包括多路串口、io接口、电压采集接口，所述多路串口连接有串口传感器。4.根据权利要求1所述的超纯水机制水控制系统，其特征在于：所述微控制器连接有记录保存模块。5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤；s1：系统初始化，检测读取参数列表，同步数据到hmi人机交换触屏；s2：进行一级制水流程；s3：进行二级制水流程；s4：hmi交互任务；s5：进行周期任务。6.根据权利要求5所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s2、s3、s4、s5能够同时进行。7.根据权利要求5所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s2中，一级制水流程如下：s21:前置过滤器冲洗；s22:反渗透膜冲洗；s23:超滤冲洗；s24:开始制水；s25:缺水事件处理；s26:满水事件处理，回到步骤s24。8.根据权利要求5所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤s3中，二级制水流程：s31:反渗透膜冲洗；s32:开始制水；
s33:缺水事件处理；s34:满水事件处理，回到步骤s32。9.根据权利要求5所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：所述hmi交互任务包括接收数据、解析数据、执行动作和反馈数据。10.根据权利要求5所述的超纯水机制水控制系统的控制方法，其特征在于：所述周期任务包括水位信息采集、串口传感器数据接收和储存服务。
技术总结本发明公开的属于超纯水机制水技术领域，具体为超纯水机制水控制系统及其控制方法，包括微控制器，所述微控制器连接有HMI人机交换触屏、TOC检测传感器、流量传感器、水质检测传感器，所述微控制器连接有水位压力采集模块、电磁阀和泵；所述微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，通过HMI人机交换触屏的人机界面设置不同参数可细微调各个流程，系统集中相对多模块可以降低维护成本，存储制造变得简化便捷，也适合现场设备维护，减少配件的携带量，如有特殊需要可以修改程序，或者设计扩展模块进行功能实现，如果该功能被确定为标配功能，则可以对系统进行软硬件升级。统进行软硬件升级。统进行软硬件升级。
技术研发人员：李永军
受保护的技术使用者：成都优越科技有限公司
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/7/5
