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文檔簡介
買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 南 昌 工 程 學 院 課 程 設 計 (論 文) 電 氣 與 電 子 工 程 系 自 動 化 專業(yè) 課程設計(論文)題目 基于 恒溫控制 學生姓名 賴 知 淵 專 業(yè) 自 動 化 學 號 2006100511 指導教師 馬 永 力 完成日期 2009 年 6 月 21 日 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 昌 工 程 學 院 課程設計(論文)任務書 I、課程設計 (論文 )題目: 基于 恒溫 控制 程 設計 (論文 )使用的原始資料 (數(shù)據(jù) )及設計技術要求: 動水泵向恒溫水箱進水,當水位上升到預定液位后 , 啟動攪拌電機 0比較,若溫度小于 5 ,要采用 節(jié)加熱。水溫高 于 5,采用進水與風扇冷卻同時進行降溫控制 量、加熱的電功率進行實測并顯示;若進水時無流量或加熱冷卻時水溫無 變化時應報警。 程 設計 (論文 )工作內容及完成時間: 件設計 件設計 統(tǒng)調試 寫報告及答辯 主 要參考資料: 淑英 電氣控制與 制技術 機械工業(yè)出版社 2006 振國 工廠電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 2007 3. 江秀漢 可編程序控制器原理與應用 西安電子科技大學出版社 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 氣與電子工程 系 自 動 化 專業(yè)類 班 學生: 賴 知 淵 日期: 自 2 0 0 9 年 06 月 8 日至 2 0 0 9 年 06 月 21 日 指導教師: 馬 永 力 助理指導教師 (并指出所負責的部分 ): 教研室主任: 附注 :任務書應該附在已完成的課程設計說明書首頁。 目 錄 第一章 緒 論 . 1 1 1 引言 . 1 1 2 溫度控制方面的應用 . 1 第二章 課 題 分 析 . 2 定系統(tǒng)功能與性能 . 2 統(tǒng)硬件電路分析 . 2 統(tǒng)軟件分析 . 3 第三章 硬 件 設 計 . 3 圍電路的概述 . 3 溫水箱系統(tǒng) . 4 統(tǒng)顯示電路 . 4 統(tǒng) 制的實現(xiàn) . 5 第四章 軟 件 設 計 . 6 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 件設計要求 . 6 統(tǒng)資源分配 . 6 輸出口的分配情況 . 6 序設計流程圖 . 7 第五章 設計心得 . 10 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒 論 1 1引言 可編程序控制器 (稱 以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、控制技術、通訊技術等高新技術的工業(yè)裝置?,F(xiàn)代 僅具有傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的控制功能,而且能擴展輸入輸出模塊,特別是可以擴展一些智能控制模塊,構成不同的控制系統(tǒng),將模擬量輸入輸出控制和現(xiàn)代控制方法融為一體,實現(xiàn)智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制系統(tǒng)。在工 農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)中,常用閉環(huán)控制方式控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量, 制是常見的 一種控制方式。由于其不需要求出控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,算法簡單、魯棒性好、可靠性高,在使用模擬量控制器的模擬控制系統(tǒng)和使用計算機 (包括 數(shù)字控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。本文針對 恒溫水箱 溫控系統(tǒng)的要求,以 溫度控制系統(tǒng)的核心,利用 制算法實現(xiàn) 水箱 的恒溫控制。 1 2 這幾年 嵌入式系統(tǒng) 發(fā)展很 快, 隨著超大規(guī)模集成電路技術的 的進一步 發(fā)展 , 體積 越來越小 、功能 越來越 強、性價比 越來越 高 。 溫度控制 的應用越來越廣泛 ,采用 主控單元,無觸點控制,可 實現(xiàn) 對 溫度的采集和控制的要求。 現(xiàn)在 溫技術 廣泛應用于 步進控制、工業(yè)現(xiàn)場控制、 機器人、工業(yè) 集散 控制 、樓宇 自動化技術 等諸多領域 。該技術的應用使得溫控 產(chǎn)品 朝著 小型化、智能化 方向發(fā)展 ,既提高了產(chǎn)品的功能和質量,又降低了成本,簡化了設計 ,減少了資源的浪費。 溫控技術在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)到一定階段以后,可應用于工業(yè)現(xiàn)場總線( 制?,F(xiàn)在 用 復合編程 編程,功能更加強大了。鑒于 控技術在工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應用,該技術可構成 現(xiàn)場總線控制臺,再通過現(xiàn)場總線向控制臺傳送控買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 制信息。作為現(xiàn)場總線控制的智能 化控制模塊, 控技術在工業(yè)現(xiàn)場的溫度采集和實現(xiàn)溫度控制的實時性方面在經(jīng)濟性上有著其他技術無可比擬的優(yōu)點。 第二章 課 題 分 析 此 溫控制系統(tǒng) 要實現(xiàn)水箱的恒溫控制, 通過 模擬輸入 模塊 對水箱的溫度變送器、水位變送器 、功率 變送器 、 流量變送器的模擬量進行處理 。然后通過 擬 輸出模塊 和 制模塊對水箱的溫度進行控制,以實現(xiàn) 對水箱的恒溫控制。 同時, 六 位 示器直接跟蹤顯示被控對象的溫度值 、 進水閥的流量、水箱的加熱功率 , 制的 示 準確度高,顯示清晰,穩(wěn)定可靠 。 根據(jù) 課題 要求 :在 定水 箱的恒溫值, 在啟動 制后 啟動水泵向恒溫水箱進水,當水位上升到預定液位后 啟動攪拌電機 , 測量水箱水溫并與設定值 60比較,若溫度小于 5,要采用 節(jié)加熱。水溫高于 5,采用進水與風扇冷卻同時進行降溫控制 , 若進水時無流量或加熱冷卻時水溫無變化時應報警。 要實現(xiàn)設計要求,對于 選型至關重要。鑒于系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能,需要有優(yōu)良的 制器、模擬量輸入 /輸出及要有足夠的輔助輸出元件,所以選擇三菱公司的 統(tǒng)的 報警裝置利用 出繼電器 直接驅動 報警器裝置進行報警。 系統(tǒng)硬件電路主要包括,報警電路、加熱電路、 圍設備接線。通過 程序控制端口的輸出電平,達到控制相關外圍電路的目的。加熱電路控制中要用到光電隔離技術。光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下 ,以光為煤介傳送信號 ,對輸入和輸出電路可以進行隔離 除接地回路的干擾,有響應速度較快、壽命長、體積小耐沖擊等好處,使其在強 別是在微機系統(tǒng)的前向和買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 后向通道中獲得廣泛應用。 系統(tǒng)軟件分析主要涉及到在系統(tǒng)實現(xiàn)恒溫控制中所需用到的相關指令和功能指令,在以硬件對應的軟件中需用到 轉換指令, 制指令,區(qū)間對比指令,報警器置位指令,七段譯碼指令等。 第三章 硬 件 設 計 述 圍電路主要包括模擬輸入 /輸出量, 源電路,光電隔離控制電路。 入 /輸出電路模塊是 現(xiàn)場輸入設備:限位開關、操作按鈕、選擇開關、行程開關、模擬輸入變送接口,輸出設備:驅動電磁閥、接觸器、電機、光電隔離。通過輸入 /輸出模塊 可以檢測到所需的過程信息 ,又可以將處理后的結果送給外部過程。模擬輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)已經(jīng)轉換成二進制數(shù),無需再進行 A/D 轉換。 本系統(tǒng)的外部電路如 圖 所示: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 溫水箱系統(tǒng) 恒溫水箱是系統(tǒng)實現(xiàn)控制的關鍵,外圍中有許多的模擬變送檢測器和相關的控制器。系統(tǒng)圖如下所示: 顯示電路是實現(xiàn)控制更加直觀的關鍵所在,在本系統(tǒng)中用六塊 段顯示管,在 出的 直接顯示水箱 溫度值 、進水閥的流量、水箱的加熱功率,電路圖如下: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 用 模擬量進行 制主要有 3 種方法,分別是使用 程控制模塊、使用 能指令和自編程序實現(xiàn)。 程控制模塊價格較高,一般用于大型復雜的控制系統(tǒng),而自編程序比較復雜,基于此,系統(tǒng)采用 能指令進行 環(huán)控制,實現(xiàn)溫度的智能控制 制器的設計是以連續(xù)系統(tǒng)的 制規(guī)律為基礎,將其數(shù)字化寫成離散形式的 制方程,再跟據(jù)離散方程進行控制程序設計?;陂]環(huán)控制系統(tǒng)如圖所示,圖中虛線框部分在 。 在 連續(xù)系統(tǒng)中, 制的輸入輸出關系式為: 式中; M( t)為控制器的輸出量, P(t )為給定值與被控變量的誤差信號; K。比例系數(shù) 積分時間常數(shù) 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第四章 軟 件 設 計 此恒溫控系統(tǒng)要實現(xiàn)控制功能,軟件部分要達到以下幾個功能:數(shù)據(jù)處理功能,溫度流量、功率數(shù)據(jù)的送顯功能,報警功能,判斷溫度是否恒定, 制功能的實現(xiàn)。 ( 1)輸入口的分配如下表: 輸入口的分配情況 輸出口 功 能 啟 動 按 鈕 1 液 面 檢 測 2 溫 度 變 送 器 3 流 量 變 送 器 4 功 率 變 送 器 2)輸出口的分配如下表: 輸出 口 的 分配情況 輸出 口 功 能 進 水 閥 2 攪 拌 電 機 3 風 扇 4 加 熱 爐 5 報 警 器 10 段 數(shù) 碼 溫 度 顯 示 器 段 數(shù) 碼 流 量 顯 示 器 段 數(shù) 碼 功 率 顯 示 器 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 系統(tǒng)的程序設計要實現(xiàn)系統(tǒng)恒溫控制的要求,要用到多個功能指令。區(qū)間比較指令( ,換指令( ,報警置位 /置位指令( ,讀 /寫特殊功能指令( O) ,段顯示譯碼指令( , 程序設計流程圖如下: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 程序如右: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 梯形圖如下所示: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第五章 設計心得 為期兩周的 程設計結束了,兩周期間收獲很多。對 應用有了一個 較系統(tǒng)的認識。 在接到任務書的時候沒點頭緒,甚至 有點懷疑自己能不能完成設計,經(jīng)過馬永力 老師的耐心講解和分析信心又回來了。在設計的
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