1 引言 

随着我国经济的迅速发展，工业化与城市化进程的加速，水污染问题变得日益严重，已成为我国经济发展和生态环境和谐发展的瓶颈[1]。因此，进行水质检测以保证各行各业用水的质量既有重大的经济意义，又有重要的社会意义[2]。水质监测是防止水污染的重要方式[3]。水质监测既可以精确反映水质的情况，预测水质发展趋势，也可以为水资源的保护、开发、利用以及水污染防治提供科学依据，对我国水质污染问题的处理具有现实指导意义。

2 检测仪系统组成

设计将仪器分为五个部分：检测系统、取样系统、控制系统、浮岛系统和动力系统。检测系统用于检测分析水质数据，取样系统按照标准规范取样，控制系统用于控制检测仪各系统运行和数据传输，浮岛系统通过中心浮床单元使整个仪器漂浮于水上，动力系统将检测仪移动到指定位置。图1为检测仪系统组成图。

图1 检测仪系统组成图

3 控制系统设计

控制系统（检测室）以 PLC 工控机为核心处理器，以 24V 直流电源直接供电，将多个电极（pH、温度、浊度和溶解氧的电极）通过 RS485 的转接口接入 PLC 工控机，使得数据可以成功导入计算机，并配置相应的触摸屏实现人机交互，从而实现了 pH、温度、浊度、溶解氧参数的测量，并传输到计算机。图2为检测仪系统接线原理图。

图2 检测仪系统接线原理图

采用的控制器是西门子S7-200 smart PLC系列，通过其自身的RS485和其他模块进行通讯。而本项目用到的另外一个模块是S6200 智能工业控制器，它使用 GPRS 作为通讯手段模块，内置网页发布，抗干扰能力强，一个模块即可实现PLC的电脑远程控制，短信报警，手机电脑网页浏览等。同时S6200自带数字输入/输出，可以作为PLC的模拟量扩展模块来接收传感器传过来的模拟量。选用此模块的优点是它可以在PC端设置短信联系人的电话号码，来通知出现的情况，同时可以短信控制是否动作，或者上网进行远程操控，智能现代化。

4 系统软件设计调试实现

为了实现上述水质监测系统的有效性、正确性、实时性，本项目还使用了触摸屏，它使用无线PLC接收器作为通讯模块，通过触摸屏编程软件进行界面设计，可以读取PLC寄存器存储的传感器数据，并且可以远程控制PLC。利用PLC为平台，建立水质检测仪控制系统与调试系统的联调系统。还可以通过网络在能上网的电脑上进行数据的监测，同时可以远程发布命令，实现控制。图3为智能控制器变量表，图3为在网络电脑上看到的检测仪实时监测数据。

图3 检测仪实时监测数据

5 结束语

检测仪操作者可以在所要测的原位水域监测水质情况，可以用触摸屏或手机实现远程操控，快速便捷，同时能实现电脑上网监测,手机网络监测,在水域水质严重超标时会实时发送短信第一时间通知相关责任人，为现代水质监测方面的发展提供了一个方向。

参考文献

[1] 王照锐.环保水质检测仪的研究与设计[D],南京：南京航空航天大学，2015.

[2] 刘园园.智能化便携式水质检测仪的设计[J]，电子科技，2013，26（11）：135-138.

[3] 元相涛，周敢.基于物联网的在线水质监测系统设计[J]，计算机工程应用技术，2016（9）：185-187.

创新项目

2018年度浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）（项目编号：2018R409018）：便携式原位水质检测仪