基于ARM9的液態(tài)氣體組網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、液態(tài)氣體在工業(yè)生產(chǎn)中已被廣泛應(yīng)用，對于液態(tài)氣體的存儲，通常需要測量其在存儲罐內(nèi)的溫度、液位等參數(shù)，以判斷其余量不足或發(fā)生泄露。但液態(tài)氣體普遍存在如低溫、有毒等問題，且一般以罐群方式存儲，不便直接測量上述參數(shù)。如何在液態(tài)氣體余量不足時自動進行灌裝以維持存儲罐內(nèi)溫度和液位的穩(wěn)定，以及在發(fā)生泄漏事故時報警并緊急關(guān)閉控制閥，實現(xiàn)液態(tài)氣體存儲的智能化監(jiān)測和控制顯得尤為重要，相關(guān)儀器的研發(fā)一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。目前，國內(nèi)外相關(guān)儀器通常采用老式

2、按鍵控制、液晶顯示，存在功能簡單、實時響應(yīng)性差、設(shè)備組網(wǎng)性能差缺點。
　　針對現(xiàn)有設(shè)備的使用特點，為了增加用戶體驗、聯(lián)動控制、測量精度、反應(yīng)速度，本文提出了一種基于ARM9硬件平臺運行于WinCE環(huán)境下的液態(tài)氣體溫度及液位多設(shè)備組網(wǎng)測控系統(tǒng)設(shè)計方案，通過傳感器、反饋控制和智能狀態(tài)顯示等過程，提高WinCE環(huán)境下多臺液態(tài)氣體組網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的自動反饋控制能力、解決多臺設(shè)備之間組網(wǎng)聯(lián)動時通信的沖突問題以及提高采集傳感器數(shù)值的精度。系統(tǒng)采用

3、7寸觸摸液晶屏改變用戶體驗，底層數(shù)據(jù)采集板采集數(shù)據(jù),通過232接口與液晶屏傳遞數(shù)據(jù)。論文主要難點是WinCE環(huán)境下的軟件算法，實現(xiàn)高效組網(wǎng)反饋控制，以及提高精度的屏蔽硬件差異的算法。
　　論文的工作內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　(1)針對現(xiàn)有反饋控制系統(tǒng)功能單一的問題，在WinCE平臺上設(shè)計反饋控制系統(tǒng)，預(yù)警并啟動輔助聯(lián)動后進行自動反饋控制。自動反饋控制時，在模糊反饋控制算法基礎(chǔ)上改進并提出了多條件區(qū)間模糊動態(tài)反饋算法，利用

4、該算法實現(xiàn)多線程任務(wù)和定時器配合的軟件程序，完成針對預(yù)設(shè)條件區(qū)間進行的反饋控制。因此調(diào)控條件不再是單一門限，而是動態(tài)的可以由用戶預(yù)設(shè)而改變的區(qū)間。系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場測試驗證了方案的可控性，響應(yīng)速率小于0.1秒。
　　(2)針對液態(tài)氣體罐群的控制需要，多臺設(shè)備間必須進行通信聯(lián)動，為解決多設(shè)備聯(lián)動時通信碰撞的問題，在查表和分組算法的基礎(chǔ)上提出了在WinCE環(huán)境下的485總線設(shè)備間的復(fù)合型通信防碰撞算法。組網(wǎng)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)輸出半雙工RS485總線

5、接口，可供上位機讀取記錄。應(yīng)用碰撞繞避算法的液態(tài)氣體監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場測試驗證了方案的可靠性，成功應(yīng)用于5臺設(shè)備組網(wǎng)聯(lián)動通信控制。
　　(3)本文研究的PT1000電阻型溫度傳感器在底層數(shù)據(jù)采集板測量過程中，隨溫度范圍變化而改變阻值，通過運放電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字電壓值。由于硬件差異，得到的電壓值卻與溫度變化成非線性關(guān)系，而溫度差異會造成反饋控制判斷不準(zhǔn)確。為了更精確的量化測量溫度值，在曲線擬合算法基礎(chǔ)上改進并