電廠廢水池監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)-開(kāi)題報(bào)告

1、開(kāi)題報(bào)告1. 本課題的研究?jī)?nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)研宄內(nèi)容污水池是火電廠廢水處理的關(guān)鍵設(shè)施，其性能的好壞直接影響到廢水處理系 統(tǒng)的可靠運(yùn)行與外排水指標(biāo)，其控制系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控能達(dá)到減員增效和提高管 理水平的目的。由于火電廠廢水池廢水具有嚴(yán)重的腐蝕性，因面采用超聲波測(cè)控 技術(shù)就具有了極大的必要性，它不需要直接接觸水位就可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。超聲波測(cè)距系統(tǒng)主要應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)、機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施 工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)例如：液位、井深、管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合。本課題的研究?jī)?nèi) 容是用超聲波液位測(cè)量技術(shù)對(duì)污水池液位進(jìn)行非接觸連續(xù)測(cè)量，具有水位監(jiān)控， 水位上限報(bào)警，自動(dòng)調(diào)節(jié)等必要功能，并使用led進(jìn)行輸出顯示。本課題

2、的研究 內(nèi)容主要有以下兒個(gè)方面：(1) 研宄超聲波的傳播理論；(2) 研宄超聲波水位測(cè)量監(jiān)控的基本原理；(3) 研宄如何利用單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)生、采集超聲波信號(hào)，如何處理數(shù)以及實(shí)現(xiàn) 報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。(4) 研宄超聲波水位測(cè)量的誤差及其消除；(5) 研究超聲波水位測(cè)量系統(tǒng)的硬件以及反饋系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)的硬件；研宄重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：(1) 超聲波水位測(cè)量基木系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，使基木硬件電路能滿足測(cè)距量 程耍求和基本精度耍求以及報(bào)警耍求；(2) 選擇合適的超盧波發(fā)生接收傳感器，溫度傳感器，并設(shè)計(jì)相應(yīng)合理的控 制電路，確保檢測(cè)系統(tǒng)的精確性(3) 正確設(shè)計(jì)測(cè)距的程序，精確地滿足測(cè)量要求，并ii設(shè)計(jì)出操作簡(jiǎn)單

3、、界面 直觀簡(jiǎn)難點(diǎn)：(1) ;如何設(shè)計(jì)超聲波發(fā)射和接收的放人電路，使之能夠符合單片機(jī)采集數(shù) 據(jù)要求的同吋能夠滿足測(cè)量量程要求；(2) 如何合理單片機(jī)程序，使之能精確測(cè)量超聲波發(fā)射接收間隔吋間，使測(cè) 距系統(tǒng)數(shù)據(jù)更加精確以及如何完成自動(dòng)調(diào)節(jié)；(3) 如何消除測(cè)距系統(tǒng)溫度對(duì)超聲波聲速的影響，使測(cè)量精度更加精確。2. 準(zhǔn)備情況(查閱過(guò)的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)存設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等)研宄概況及發(fā)展趨勢(shì)(1) 超聲波水位測(cè)量研宄概況1h2j由于超聲波方向性好、超聲測(cè)量無(wú)接觸，超聲波測(cè)距系統(tǒng)價(jià)格低廉、易實(shí)現(xiàn)、 信息處理簡(jiǎn)單可靠，所以利用超聲波進(jìn)行距離和長(zhǎng)度的測(cè)量越來(lái)越受到人們的重 視。超聲波技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從理

4、論技術(shù)的研究到大范圍的工業(yè)應(yīng)用。在這期間， 雷達(dá)技術(shù)、激光技術(shù)、電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展對(duì)超聲波技術(shù)不斷更新和發(fā)展起到 了很大的促進(jìn)作用。(2) 國(guó)內(nèi)的廢水池監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)：傳統(tǒng)的液位控制絕大多數(shù)是人工控制，造成了人力資源的浪費(fèi)，冋吋 安全性、可靠性都不高。針對(duì)這種現(xiàn)象，傳統(tǒng)的液位控制系統(tǒng)不能很好的解決， 這就大大降低了工業(yè)生產(chǎn)效率，嚴(yán)重制約著工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。而超聲波液位測(cè) 量系統(tǒng)能很好的解決這-問(wèn)題，有助于工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程現(xiàn)狀：在工業(yè)生產(chǎn)中超聲波液位測(cè)量占據(jù)著極為重要的地位，具有廣闊的應(yīng) 用領(lǐng)域液位測(cè)量數(shù)據(jù)是實(shí)際生產(chǎn)和過(guò)程控制的重要參數(shù)儲(chǔ)液罐儲(chǔ)存液體的總量就 是利用液位測(cè)量進(jìn)行管理和控制

5、的。而超聲波液位測(cè)量?jī)x具有精度高、顯示方式 多、集成度高、穩(wěn)定性好、設(shè)定簡(jiǎn)單、能方便的組成網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，使得他在工業(yè) 生產(chǎn)中將發(fā)揮更大的作用。發(fā)展趨勢(shì)：超聲波液位測(cè)量技術(shù)在石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用， 闡述了該技術(shù)涉及的傳感器結(jié)構(gòu)、安裝方式、遠(yuǎn)程控制及信號(hào)處理軟件等方面的 進(jìn)展，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，預(yù)計(jì)該技術(shù)將向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)是的灌區(qū)液位定位系 統(tǒng)發(fā)展。主要參考文獻(xiàn)1張卓敏.基于cpld的超聲波水位測(cè)量系統(tǒng)的研究d.武漢理工大學(xué)，20102牛斗:工業(yè)廢水處理工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)j，東北電力學(xué)院學(xué)報(bào) 2012, 21 (4) 18213魏保泉，興得等:檢測(cè)和消除a/d, d/a通道數(shù)據(jù)誤差的辦

6、法10. 16157/j. issn. 025-7988 1992, 2 (4) 8104邢雪寧，羅永剛，李田澤等：于單片機(jī)和l a b v i ew的遠(yuǎn)程礦井水位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì), 工礦5劉翔基于單片機(jī)的自動(dòng)溫度測(cè)量報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)， d01:10. 14022/j. cnki. dzsjgc 2011, 11,6周煜屮：電廠廢水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研宄d南京：南京大學(xué)，0057毛建東：電廠水處理監(jiān)控系統(tǒng)及其智能控制策略的研究d西安：西安建筑科技大學(xué) 20048周銳：紅興隆污水處理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)d哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)9吳便國(guó)：基于單片機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)d安徽：安徽大學(xué)，2012, 20131

7、0于濱紅：固態(tài)繼電器在89c51單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電測(cè)與儀表，1999,36 (401)， 50 5311于柏：一種新型自動(dòng)水位測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研宄d天津：天津大學(xué)2008現(xiàn)有設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件個(gè)人計(jì)算機(jī)、51單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、示波器、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字萬(wàn)用表，開(kāi)放 實(shí)驗(yàn)室3. 實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料實(shí)施方案本課題有三個(gè)主要問(wèn)題要解決。即系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)誤差規(guī)避、系統(tǒng)程序 和系統(tǒng)實(shí)物設(shè)計(jì)制作。其中，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)可以通過(guò)査閱相關(guān)資料和借鑒工業(yè)成 品來(lái)解決；系統(tǒng)誤差規(guī)避主要通過(guò)所學(xué)知識(shí)和查閱相關(guān)資料吸取總結(jié)己有經(jīng)驗(yàn)， 提高制作工藝規(guī)避系統(tǒng)誤差和偶然誤差來(lái)實(shí)現(xiàn)；軟件程序的設(shè)

8、計(jì)和實(shí)物的制作與 調(diào)試可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行，對(duì)于該過(guò)程中所遇到的問(wèn)題可以通過(guò)查閱相關(guān)資料, 和同學(xué)討論，詢問(wèn)指導(dǎo)老師，到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)等手段解決。具體如卜、(1)系硬件計(jì)：本系統(tǒng)包括以下幾部分：以單片機(jī)為核心，周圍電路包括顯 示電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波檢測(cè)接收電路、掃描驅(qū)動(dòng)以及報(bào)警電路。stc89c52是一種帶8k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性 能cmos8位微處理器。系統(tǒng)組成如圖所示：(2)軟件設(shè)計(jì)主程序軟件流程圖如圖3所示，主要完成實(shí)時(shí)性要求不高的功能，完成系統(tǒng) 初始化以后，實(shí)現(xiàn)水位顯示，報(bào)警系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。主程序軟件流程圖如圖3所示：進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃：第一階段（3月1曰至3月6曰）：方案設(shè)計(jì)，查找資料，畫(huà)出原理框架圖，提交 硬件原理草圖一份。第二階段（3月7日至3月13日）：方案論證。第三階段（3月14日至4月1日）：硬件設(shè)計(jì)布局，器件選型，進(jìn)行調(diào)試。提交 pcb圖源文件一份。第四階段（4月2日至5月15日）：軟件編程并與硬件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，最后提交該電 路板。預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料1、撰寫(xiě)兩萬(wàn)字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（兼附15篇以上的參考文獻(xiàn)）；在畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)屮應(yīng)包括300500個(gè)單詞的英文摘要及關(guān)鍵詞；2、完成與課題相關(guān)英文資料的翻譯（約四萬(wàn)英文字符，附英文全文）；3、完成單片機(jī)廢水監(jiān)控以及白動(dòng)調(diào)節(jié)方案的控制策略研究和實(shí)現(xiàn)方案；4