一、实验室概况
济源市水处理智能控制重点实验室以传感器技术实验室、PLC应用技术实验室、单片机应用技术实验室、现代电气控制技术实训室等专业实验实训室为基础,以智能控制技术实训室为依托,主要从事水处理智能控制系统研发、优化及完善,旨在研发技术先进、操作方便、性能稳定、国内一流的水处理控制系统和装置,节约水资源,推进节水型社会建设。
实验室位于济源职业技术学院高新校区,现有设备总价值500余万元,实验室使用面积约545平方米。
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二、实验室主要研究内容
1.以PLC为核心的循环水处理智能控制平台的研发
以PLC控制器为核心,研究开发循环冷却水处理的智能控制平台,采用在线式荧光聚合物传感器,每3秒钟检测一次水中的荧光型药剂浓度,并由智能控制器保持系统中合理的阻垢分散剂的浓度。如果药剂浓度值高于设定值,智能控制器将关小加药泵,如果药剂浓度低于设定值,控制器将开大加药泵,实现反馈闭环控制,使得系统药剂浓度始终保持在控制目标附近范围,另外通过HMI实时监测药剂浓度、修改参数等。把先进的传感器技术和互联网技术应用到工业水处理领域,实现工业水处理系统的自动加药、在线监测、网络传输、异常报警和远程控制,能随时监控运行数据并实施智能化管理,将被动式事故处理变为早期预警和有效预防,改变传统工业水处理现场的运行方式,实现工业水处理模式的新突破。
2.以MCU为核心的循环水处理智能控制平台的研发
随着水处理技术的发展,水处理技术已经从大企业、大公司逐步推广到中、小企业。以往以PLC技术为核心的水处理系统,存在成本高、控制系统体积大等缺点,因此,开发一种成本低、体积小并能实现远程控制,适合中、小企业的水处理系统,也是我们研究开发的方向和内容。通过与河南水云踪智控科技有限公司合作,开发一款基于NB-IoT通讯平台的低成本工业循环水微型控制平台。主控芯片采用性价比高的国产CPU+国产物联网芯片的模式,可大大降低了水处理系统的成本及体积,极具推广价值。
3.水处理控制平台抗干扰的研究
控制平台的抗干扰能力与系统运行的稳定性有很大关系,控制系统使用环境恶劣,会受到外界电磁、静电等多种干扰,影响系统的稳定性。通过对干扰因素进行分析,确定干扰因素,并且根据这些干扰因素,从硬件和软件两部分内容上进行抗干扰研究,可以有效的应对干扰,实现系统的稳定运行。
三、实验室团队成员概况
水处理智能控制实验室现有固定人员15人,其中科研人员11人,技术和管理人员4人。高级技术职称10人,具有研究生学历或学位14人;专业领域涵盖了计算机、自动控制、自动化、电子等领域,具有较强的交叉学科优势;经过系统科研训练,素质较高,科研能力较强,形成了自动化控制系统智能化升级、改造、设计与开发等研究群体。
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四、实验室已取得的成就
近三年,团队成员在权威核心和核心期刊上发表论文23余篇,主持或参与各级各类课题20余项;申请实用新型专利16项,申报济源市科技攻关项目5项,横向课题1项,申报河南省及济源职业技术学院课题5项,获助经费支持40余万元。
五、实验室建设规划
紧跟智能控制与水处理技术发展的需求,不断增添相关仪器设备,扩大实验室使用面积,以满足科研要求。新增总投入100万元以上,新增实验室面积100平米以上。按照建设济源市重点实验室的要求,形成管理体系、研究体系和评价体系,进一步规范科技创新机制、成果转化机制、人才激励机制等相关规章制度。进一步加强与省内高校、研究院所及国内相关单位合作,积极开展水处理智能控制中关键技术研究,开展创新型研究,完成以PLC为核心水处理系统的智能化控制,以MCU为核心的水处理控制系统的开发。力争把实验室建成济源市乃至河南省的水处理智能控制研究中心、学术交流中心和成果推广中心。