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作为生命起源的水,无论在我们的日常生活还是社会发展中都起着不可或缺的作用,但是,由于工业的发展和人口的增加,我们赖以生存的水资源正面临着严重的污染的短缺。因此,节约用水和开发新水源的同时、污水治理和净化具有同等重要的意义。污水治理及净化的方法多种多样,但上公认的最理想的氯系消毒剂为二氧化氯,而且被欧美国家推崇为第四代消毒剂,其应用领域也越来越广阔。山大华特公司是国内最早研制开发也是国内规模的化学法ClO_2发生器专业制造企业,在国内ClO_2及水处理行业享有较高的度。该产品的可靠性和效率依赖于准确的给药量和反应温度,愿来的电气控制系统主要采用通用仪表改装或PLC等方式实现,影响了产品的反应效率及自动控制水平,山大华天1997年开始与山大华特公司合作开发二氧化氯发生器控制系统,先后成功研制出HT908、HT99、HT2000、二氧化氯发生器综合控制器等系列产品。 针对二氧化氯发生器的原理,结合温度仪表及自动控制原理,设计开发具有针对型和型的综合控制器,并且按照不同的客户需求,将产品系列化。 总体方案设计方面,采用AVR单片机作为主控部分的核心,温度采集采用具有高精度的PT100,温度控制方面采用误差分段、积分和输出限幅的二位智能PID控制算法,提高了温度的控制精度;计量泵控制方面采用单片机定时控制加光耦隔离的方式,提高了计量泵的计量精度和系统的可靠性;显示方面采用LED和LCD相结合的方式,直观明了;另外,产品还具有故障自检、历史事件记录、通讯等功能。 由于PT100的非线性,系统设计时在硬件设计方面对其进行了现行修正; 温度控制方面,采用误差分段、积分和输出限幅的二位智能PID控制算法,提高了温度的控制精度; 计量泵控制方面,采用水流量测量前馈和余氯检测反馈相结合的方式,计量泵的输出基准采用单片机定时器准确计时、光耦隔离输出等方式,提高了给药量的的准确性和系统的抗干扰能力。 由于产品使用的环境具有强腐蚀性,并且要求产品的可靠性很高,因此在产品的抗腐蚀性、可靠性等方面,做了较为全面的分析与设计; 随着计算机的大力普及,与计算机联网组成集中监控系统实现远程控制也变得极其现实和必要,该产品采用RS-485接口、标准MODBUS通讯协议,实现了与计算机系统的互联和集中监控;
【关键词】：二氧化氯发生器综合控制器 AVR单片机 二位智能PID MODBUS PROTEL仿真
Cl02-K1型
一、仪器的主要特点：
■ 此仪器适合控制学法二氧化氯发生器.
■ 输入温度探头型号为PT100(测量控制范围在0-100℃之间，分辨率0.1℃)。
■ 有盐酸、氯酸钠、加热区、压力表等四路接点输入(如有任何一接点断开，设备停机报警,关闭原料计量泵电源、关闭总进水阀,并显示故障号码，同时报警接点闭合)。
■ 自带24V 传感器辅助电源，提供驱动电流24V/100mA, 可直接供给余氯探头。
■ 控制器具有手动自动切换功能：手动时单独控制到每一个控制点；自动时根据设定参
数自动运行。
■ 具备关机时先停原料泵，延时停水功能。
■ 盐酸泵、氯酸钠泵、备用（搅拌电机）控制为继电器控制220V/1A;电加热为无
触点固态继电器控制220V/6A（加热工作次数多启停频繁）。
■ 断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
Cl02-K2型
一、仪器的主要特点：
■ 此仪器适合控制学法二氧化氯发生器。
■ 输入温度探头型号为Pt100(测量控制范围在0-100℃之间，分辨率0.1℃)。
■ 有盐酸、氯酸钠、加热区、压力表等四路接点输入(如有任何一接点断开，设备停机报警,关闭原料计量泵电源、关闭总进水阀,并显示故障号码，同时报警接点闭合)。
■ 控制器具有手动自动切换功能：手动时单独控制到每一个控制点；自动时根据设定参数自动运行。
■ 具备关机时先停原料泵，延时停水功能。
■ 盐酸泵、氯酸钠泵、备用（搅拌电机）控制为继电器控制220V/1A;电加热为无触点固
态继电器控制220V/6A（加热工作次数多启停频繁）。
■ 断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
Cl02-K3/K6型
一、仪器的主要特点：
■ 此仪器适合控制学法二氧化氯发生器。
■ 输入温度探头型号为PT100(测量控制范围在0-100℃之间，分辨率0.1℃)。
■ 一路模拟量输入，接受4--20mA 或1--5V 信号（用来配接二氧化氯余氯传感器
0-2.0mg/l，0-10mg/l 等，分辨率为0.01mg/l）。
■ 模拟信号以两种方式两路输出：
一路输出4-20mA电流信号(用来控制带4-20mA 输入接口的计量泵或变频器）；
另一路输出 1-255 个/分钟的脉冲信号(用以控制带脉冲接口的计量泵工作频率,一般
计量泵的接受频率在0-120 个/分钟之内，可通过下述的设定，改变脉冲的占空比为
50%，脉冲为开关量输出 NPN常开，可直接驱动计量泵)。
■ 有盐酸、氯酸钠、加热区、压力表等四路接点输入(如有任何一接点断开，设备停机报警,关闭原料计量泵电源、关闭总进水阀,并显示故障号码，同时报警接点闭合)。
■ 自带24V 传感器辅助电源，提供驱动电流24V/100mA, 可直接供给余氯探头。
■ 控制器具有手动自动切换功能，手动单独控制每一个控制点，自动时根据设定参数自动
运行。
■ 具备关机时先停原料泵，延时停水功能。
■ 盐酸泵、氯酸钠泵、备用（搅拌电机）控制为继电器控制220伏/1A;电加热为无
触点固态继电器控制220V/6A（加热工作次数多启停频繁）。
■ 断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
■ K3是用LED显示，带通讯功能，K6是用LCD中文显示，不带通讯功能。其他两者功能完全相同。
Cl02-K5型
一、仪器的主要特点
■此仪器适合控制学法二氧化氯发生器。
■输入温度探头型号为PT100，测量控制范围在0-100℃之间，分辨率0.1℃。
■有盐酸、氯酸钠、加热区、压力表等四路接点输入，如有任何一接点断开，设备停机报
警（关闭原料计量泵电源、关闭总进水阀）并显示故障号码，同时报警接点闭合。
■控制器具有手动自动切换功能。手动时可单独控制每一个控制点，自动时根据设定参数
自动运行。
■具备关机时先停原料泵，再延时停水的功能。
■盐酸泵、氯酸钠泵、备用（搅拌电机）的控制为继电器控制(220V/1A);电加热为无触点
固态继电器控制220V/6A（适宜于加热启停频繁的工作状态）。
■ 断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
CL02—K8
一、仪器的综合功能概述
1、此仪器适合控制学法次氯酸钠二氧化氯发生器（自动/手动）。
2、有盐酸、次氯酸钠、压力表等三路接点输入，如有任何一接点断开，设备停机报警（关闭原料计量泵电源、关闭总进水阀）并显示故障号码，同时报警接点闭合。
3、控制器具有自动、远控切换功能。
4、具备关机时先停原料泵，延时停水功能。
5、盐酸泵、次氯酸钠泵、备用（搅拌电机）控制为继电器控制220伏/1A;电加热为无触点固态继电器控制220伏/6A（加热工作次数多启停频繁）
6、断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
Clo2-K9型
一、仪器的综合功能概述
1、此控制仪适合化学法亚氯酸钠二氧化氯发生器。
2、有盐酸、亚氯酸钠断流、缺料等四路故障接点输入，如有任何一接点断开，设备停机报警（关
闭原料计量泵电源、关闭总进水阀）并显示故障号码，同时报警接点闭合。
■ 控制仪具有手动和远程控制切换功能，手动单独控制每一个控制点，远程控制时根据设定参数
自动运行。
4、具备关机时先停原料泵，延时停水功能。
5、盐酸泵、氯酸钠泵控制为继电器控制220伏/1A。
6、断电记忆参数，记忆断电前工作状态，电源恢复后自动恢复断电前工作状态。
7、自带时钟显示设定功能，可设定设备运行时间段，有效减少操作人员工作量
8、无需调节计量泵行程，即可控制设备当前二氧化氯发生量，具有全数字设定功能。
选型指南
选项
型号
流量、余氯显示
计量泵速度控制
温度显示
加热控制
计量泵、
搅拌电机
电动阀门
液位报警输入
通讯口
显示方式
ClO2-K1
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数码管
ClO2-K2
计量泵速度控制
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数码管
ClO2-K3
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数码管
ClO2-K5
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数码管
ClO2-K6
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中文液晶
注：1. 带“※”表示有这功能
2．带通讯口的机型均可连接触摸屏、上位机（K6只能通过触摸屏与上位机连接）。
附件一：
控制仪配套通讯演示软件（显示的画面见下图），可通过配置的通讯电缆直接控制计量泵，加热器等控制对象，同时可以监控流量、余氯、温度等参数同时可以读出或写入系统所有设定参数。本控制仪可以通过通讯接口与上位机电脑实现数据监控，需要相关的通讯协议与本公司联系。