水质总磷总氮在线自动监测软件系统的设计

摘要

随着科技的进步，环境监测由人工采样和实验室分析为主向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。面对我国水资源短缺和水污染的日益严重，加强水环境的监测势在必行。总磷、总氮是水质监测的重要指标，氮磷营养物质的富集将会造成水体富营养化，造成严重的生态后果。但传统的总磷、总氮监测多采用实验室人工检测的方法，测量周期比较长，手工操作复杂，不能达到实时监测的目标。因此，为实现连续、在线、快速的了解水质的真实情况，减少引进国外价格昂贵的监测仪器，研发一套总磷、总氮在线自动监测系统，对提高我国水质监测的监测水平具有重大意义。
　　 本文介绍了总磷总氮在线自动监测系统的总体设计思想、软件的设计和实现方法以及软硬件之间的通信。首先介绍了现有的一些总磷总氮监测方法和监测仪器；参照国家标准GB/T11893-1989《总磷的测定钼酸铵分光光度法》和GB/T11894-1989《总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》，介绍监测系统的总体设计和硬件设计；然后重点介绍系统的软件设计和通信协议，并对软件系统进行了验证；最后研究了如何构建基于工业以太网的监测局域网和构建大型远程监测网络的技术。
　　 本系统应用了自动化技术、计算机技术、和先进的络技术，具有较高的稳定性、良好的可扩展性和兼容性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章、绪论

第一节、研究背景与研究意义

一、我国水质监测的发展现状

二、监测总磷总氮的重要意义

三、国内外总磷总氮在线分析仪的比较

四、自主研发总磷总氮在线自动监测仪的意义

五、课题背景

第二节、研究现状

一、总磷常用检测方法及检测设备

二、总氮常用检测方法及检测设备

第三节、研究内容

本章小结

第二章、总磷总氮在线自动监测系统的总体简介

第一节、检测方法介绍

一、分光光度法的原理

二、总磷检测原理

三、总氮检测原理和步骤

第二节、系统总体介绍

一、总体设计思想

二、主要技术参数

第三节、硬件简介

一、硬件总体设计

二、前端控制设备

三、反应和检测设备

四、人机交互设备

本章小结

第三章、监测系统的软件设计

第一节、软件开发环境

一、数据库管理系统

二、软件开发工具

第二节、软件功能的实现

一、检测内容和检测参数的设定

二、与PLC通信的实现

三、对检测结果进行处理

第三节、数据库及报表功能的实现

一、数据库连接属性的设定

二、数据库设计

三、数据库的查询

本章小结

第四章、PLC与计算机通信的设计和实现

第一节、串行通信的研究

一、串行通信

二、起止式异步通信协议

三、RS-232简介

第二节、PLC与计算机通信的实现

一、PLC通信程序设计

二、PLC发送监测数据

本章小结

第五章、软件系统的测试和应用

第一节、总磷的检测

一、检测流程和检测结果的获取

二、建立标准曲线

第二节、总氮的检测

一、检测流程和检测结果的获取

二、重复性试验

三、建立标准曲线

本章小结

第六章、总磷总氮在线监测系统的应用

第一节、构建基于工业以太网的监测局域网

一、应用需求

二、工业以太网简介

三、构建基于工业以太网监控网络的实现

四、监控软件的建设

第二节、构建大型远程监测网络

一、应用需求

二、组网设计

本章小结

第七章、结论

参考文献

已发表和待发表的论文

致谢