課程設計---氨氣處理控制系統(tǒng)

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　2010年 8 月 13日</p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程 控制系統(tǒng)綜合實驗 </p>

2、;<p>　　題目 氨氣處理控制系統(tǒng) </p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>　　通過運用組態(tài)王軟件對氨氣處理控制系統(tǒng)進行過程的分析和展示，制作主控界面，趨勢界面，儀表界面來增加對過程控制的認識和理解。&l

3、t;/p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　?。?）首先了解氨氣處理控制系統(tǒng)，有一個全面大概的認識，對氨氣處理控制系統(tǒng)進行工藝過程分析。</p><p>　?。?）通過認識各種儀表和傳感器，制作氨氣處理控制系統(tǒng)的總體系統(tǒng)設計。</p><p>　?。?）通過組態(tài)王軟件，制作氨氣處理控制系統(tǒng)的主控界面，

4、趨勢界面和儀表界面。</p><p>　?。?）總結全部的過程，對整個實驗進行總結分析。</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1]張立臣.電技術概論[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[2]陶蘇東,荀堂生,張盛智.電氣設備及系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,20

5、06.</p><p>　　[3]曾朝陽.模擬集成電路設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[4]胡俊達.子電氣設備工藝設計與制造技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[5]付家才.電氣控制工程實踐技術[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　完成期限 2010

6、.8.2～2010.8.13 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p>　　2010年 7 月 12日</p><p><b>　　目錄</b></p><p&

7、gt;　　第1章 氨氣處理控制控制系統(tǒng)工藝分析....................................... 1</p><p>　　1.1 氨氣處理控制系統(tǒng)基本組成.......................................... 1</p><p>　　1.2 數字儀表的主要技術指標...................................

8、......... 1</p><p>　　第2章 氨氣處理控制控制系統(tǒng)設計.......................................... 3</p><p>　　2.1 氨氣處理控制系統(tǒng)儀表的選擇........................................ 3</p><p>　　2.2 氨氣處理控制系統(tǒng)傳感器的選擇...

9、................................... 4</p><p>　　2.3 氨氣處理控制系統(tǒng)控制方案分析...................................... 4</p><p>　　第3章 基于組態(tài)王的氨氣處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設計........................... 6</p><p>　　3.1

10、 氨氣處理控制系統(tǒng)主控界面.......................................... 6</p><p>　　3.2 氨氣處理控制系統(tǒng)趨勢界面.......................................... 6</p><p>　　3.3 氨氣處理控制系統(tǒng)儀表界面.........................................

11、..6</p><p>　　第4章 結論與體會......................................................... 7</p><p>　　參考文獻.................................................................. 8</p><p>　　附 錄....

12、................................................................ 1</p><p>　　第1章 氨氣處理控制控制系統(tǒng)工藝分析</p><p>　　1.1 氨氣處理控制系統(tǒng)基本組成</p><p>　　隨著社會科學技術的高速發(fā)展，資源短缺現(xiàn)象日益嚴重，尤其是與人類生存息息相關的水資源。隨著我國信息產業(yè)的

13、飛速發(fā)展,實現(xiàn)自來水收費管理的電子化、信息化及網絡化已成為可能。氨氣處理系統(tǒng)的智能化可以大大提高供水管理部門的工作效率，節(jié)約費用,用以改善供水設施，提高居民飲用水質量。本文以一種智能卡式氨氣處理控制系統(tǒng)為研究對象，它結合了控制技術、計算機技術等多方面技術,是一種跨專業(yè)的電子信息化系統(tǒng)。　　智能氨氣處理控制系統(tǒng)具體實現(xiàn)氨氣處理的自動計量水流量、讀寫TM卡、控制閥門、顯示報警等功能?？刂葡到y(tǒng)電路由低功耗單片機、流量計、E2PROM存儲電路

14、、TM卡讀寫電路、LCD顯示控制電路、閥門控制檢測電路、電壓檢測電路等組成。當用戶將含有購水量等信息的TM卡插入氨氣處理上卡座內時,控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通供水通道。用戶每用一個計量單位（10升）,計量電路便發(fā)出一組計量脈沖序列,該脈沖序列如經電控系統(tǒng)判定為有效,即可從已購水量中減去一個計量單位。當剩余水量達到報警值時,液晶漢字顯示“請購水”;當水量為零時,控制閥自動關閉,水路即被切斷,此時用戶須重新持卡購水。在正常情況下,控制閥處于

15、接通狀態(tài),只有當特</p><p>　　1.2 數字儀表的主要技術指標</p><p>　　作為TM卡氨氣處理控制系統(tǒng)核心部件的微控制器采用PHILIPS 51LPC系列中的P87LPC764單片機。這種單片機運行速度快、編程靈活、低功耗,自帶4K字節(jié)OTP程序存儲器、128字節(jié)的RAM,32字節(jié)用戶代碼區(qū)可用來存放序列碼及設置參數,并且具有豐富的I/O功能和較強的中斷能力,能夠很好地滿足

16、TM卡氨氣處理控制系統(tǒng)高集成度、低成本、低功耗的要求。在智能卡氨氣處理控制系統(tǒng)中,信息的存儲是非常重要的方面。因此,在本控制系統(tǒng)中,存儲器采用2K容量的串行CMOSE2PROM--CAT24WC02,它是低電壓、低功耗、長壽命（一百萬次編程和擦除周期）的器件,采用I2C總線數據傳輸協(xié)議,使用方便。用來存儲總購水量、總用水量、上次購水量、卡號、氨氣處理狀態(tài)等信息。信息的載體--TM卡,采用單總線協(xié)議通訊,所有的讀寫操作均經一信號線（總線）

17、和地線完成,所以讀寫電路極簡單?！　CD驅動器采用HT1621,它是128點、內存映象和多功能的LCD驅動器,特有的軟件配置特性使它適用于多種LCD應用場合,用于連接主控制器和HT1621的管腳只有4或5條。在本設計中,采用電阻和PNP三極管來控制HT16</p><p>　　第2章 氨氣處理控制控制系統(tǒng)設計</p><p>　　2.1 氨氣處理控制系統(tǒng)儀表的選擇</p>

18、<p>　　智能數字顯示控制儀表型號:CR15-TS-5運用單片微處理器技術，高亮數碼顯示，測量準確直觀，數字設定式，具有上下限定報警功能，繼電器控制輸出，RS232數字傳輸接口，提供傳感器激勵電源。臺式結構，操作簡單，使用方便，功能齊全，性能穩(wěn)定可靠。與動態(tài)扭矩傳感器配套使用，用于動態(tài)扭矩、轉速、輸出功率等物理量的測量、顯示、控制。面板顯示：三組五位高亮LED數碼顯示分別為輸出功率、扭矩、轉速、實時測量值。主要技術指標電源

19、電壓：220VAC±10%/50Hz功耗：30W顯示方式：三組5位LED顯示顯示精度：0.2級0.5級設定方式：數字設定頻率輸入信號扭矩：10±5kHz/0～5VCOMS（或集電極開路）轉速：0～10kHz輸出控制：繼電器負1A220VAC/24VDC提供傳感器激勵電壓：±15V/0.5A，電氣特點：絕緣阻抗：100MΩ，使用溫度：-10～60，存貯溫度：-25～65℃溫度范圍：35～85%RH。</

20、p><p>　　2.2 氨氣處理控制系統(tǒng)傳感器的選擇</p><p>　　MT 111A 磁敏電阻元件MT111A薄膜磁敏電阻元件，是采用NiCo合金材料和半導體工藝技術制作而成。具有下列特點：1.在弱磁場下，具有很高靈敏度；2.能檢測磁場方向和極性；3.頻率特性優(yōu)良，并具有倍頻特性；4.寬的工作溫度范圍；5.標稱阻值極大，元件功耗極小，適合于電池供電；薄膜磁敏電阻元件的技術指標：MT111A

21、工作電壓1.5 V5 10V輸出電壓（mV）30mV70mV測量范圍Hy ±50GS標稱阻值（KΩ）400 KΩ 00 KΩ700KΩ靈敏度Sy0.28 mV／V／GS溫度系數（恒壓）-0.4﹪／℃ 溫度系數（恒流）-0.1﹪／℃ 頻率特性（KHz）0KHz 1000KHz工作溫度（℃）-40℃＋120℃ 封裝M-102 工作原理：MT111A磁敏電阻元件的結構示意圖和等效電路圖，在1、3腳之間加一穩(wěn)定的電壓，有一微弱磁場作用

22、于橋式磁阻元件時，在第2腳會出現(xiàn)隨外加的磁場的變化而變化的信號。外形尺寸：SIP 7.0＊6.3＊2（mm）引腳說明：1.電源；2.輸出out。 </p><p>　　2.3 氨氣處理控制系統(tǒng)控制方案分析</p><p>　　為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉步主令信號已

23、發(fā)出為條件。對生產機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴密，即便轉步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會導致動作順序錯亂。設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯，在步進階梯實現(xiàn)由轉步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據步進階梯設計輸出階梯，在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。

24、這4種設計法所設計的梯形圖電路結構及相應的指令應適用于大多數PLC機型，具有通用性。由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進制數表示。用這些方法設<

25、;/p><p>　　第3章 基于組態(tài)王的氨氣處理控制系統(tǒng)監(jiān)控程序設計</p><p>　　3.1 氨氣處理控制系統(tǒng)主控界面</p><p>　　圖3-1氨氣處理控制系統(tǒng)主控界面</p><p>　　3.2 氨氣處理控制系統(tǒng)趨勢界面</p><p>　　圖3-2氨氣處理控制系統(tǒng)趨勢界面</p><p>

26、;　　圖3-3氨氣處理控制系統(tǒng)儀表界面第4章 結論與體會</p><p>　　此次經過控制系統(tǒng)綜合實驗的設計，我深刻認識到了實踐的重要性。只有理論聯(lián)系實際才能真正實現(xiàn)對知識的掌握，在現(xiàn)實中才能體現(xiàn)出來。通過對此課程的設計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。</p><p>　　最重要的是鍛煉了實際動手操作能力，明白了學以致用的真諦，也明白學校安排這個課程設計的原

27、因。是為了教會我們如何運用所學的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。真正使我們能在現(xiàn)實社會中掌握真本領，有立足之地。</p><p>　　在整個設計到電路的焊接以及調試過程中，我個人感覺調試部分是最難的，因為你理論計算的值在實際當中并不一定是最佳參數，我們必須通過觀察效果來改變參數的數值以期達到最好。而參數的調試是一個經驗的積累過程，沒有經驗是不可能在短時間內將其完成的，而這個可能也是老師要求我們加以提高的

28、一個重要方面吧在這一星期的學習、設計、焊接過程中我感觸頗深。使我對抽象的理論有了具體的認識。當調試出現(xiàn)問題是才是真正考驗人的時候，面對一個線路比較復雜的電路時，怎樣找出錯的地方才能掌握真本領。</p><p>　　通過這次課程設計，我第一次組裝了元件，第一次自主焊接和安裝，熟悉了常用的儀器儀表；了解了一個機器的實際產生過程等等。在實驗過程中，我遇到了不少的問題。比如：波形失真，甚至不出波形這樣的問題。在和同學的討

29、論和互相幫助下，把問題一一解決，當最終看到自己做的發(fā)生器產生波形的時候，心里感到非常的興奮，雖然還比較粗糙，但畢竟是我自己做的，而且實現(xiàn)了應有的功能，感覺有很大的收獲。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]張立臣.電技術概論[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[2]陶蘇東,荀堂生,張

30、盛智.電氣設備及系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,2006.</p><p>　　[3]曾朝陽.模擬集成電路設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[4]胡俊達.子電氣設備工藝設計與制造技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[5]付家才.電氣控制工程實踐技術[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.</p&g