課程設(shè)計(jì)---氨氣處理控制系統(tǒng)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　2010年 8 月 13日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課程 控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn) </p>

2、;<p>　　題目 氨氣處理控制系統(tǒng) </p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　通過運(yùn)用組態(tài)王軟件對(duì)氨氣處理控制系統(tǒng)進(jìn)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(duì)過程控制的認(rèn)識(shí)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(gè)全面大概的認(rèn)識(shí)，對(duì)氨氣處理控制系統(tǒng)進(jìn)行工藝過程分析。</p><p>　　（2）通過認(rèn)識(shí)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(shè)計(jì)。</p><p>　　（3）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(jié)全部的過程，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析。</p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1]張立臣.電技術(shù)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(shè)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(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[4]胡俊達(dá).子電氣設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[5]付家才.電氣控制工程實(shí)踐技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　完成期限 2010

6、.8.2～2010.8.13 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專業(yè)負(fù)責(zé)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(shù)字儀表的主要技術(shù)指標(biāo)...................................

8、......... 1</p><p>　　第2章 氨氣處理控制控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).......................................... 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(shè)計(jì)........................... 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(jié)論與體會(huì)......................................................... 7</p><p>　　參考文獻(xiàn).................................................................. 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(huì)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，資源短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，尤其是與人類生存息息相關(guān)的水資源。隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的

13、飛速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)自來水收費(fèi)管理的電子化、信息化及網(wǎng)絡(luò)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(fèi)用,用以改善供水設(shè)施，提高居民飲用水質(zhì)量。本文以一種智能卡式氨氣處理控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，它結(jié)合了控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多方面技術(shù),是一種跨專業(yè)的電子信息化系統(tǒng)?！　≈悄馨睔馓幚砜刂葡到y(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)氨氣處理的自動(dòng)計(jì)量水流量、讀寫TM卡、控制閥門、顯示報(bào)警等功能?？刂葡到y(tǒng)電路由低功耗單片機(jī)、流量計(jì)、E2PROM存儲(chǔ)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(dāng)用戶將含有購水量等信息的TM卡插入氨氣處理上卡座內(nèi)時(shí),控制閥在電控系統(tǒng)控制下開通供水通道。用戶每用一個(gè)計(jì)量單位（10升）,計(jì)量電路便發(fā)出一組計(jì)量脈沖序列,該脈沖序列如經(jīng)電控系統(tǒng)判定為有效,即可從已購水量中減去一個(gè)計(jì)量單位。當(dāng)剩余水量達(dá)到報(bào)警值時(shí),液晶漢字顯示“請(qǐng)購水”;當(dāng)水量為零時(shí),控制閥自動(dòng)關(guān)閉,水路即被切斷,此時(shí)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(dāng)特</p><p>　　1.2 數(shù)字儀表的主要技術(shù)指標(biāo)</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(jī)。這種單片機(jī)運(yùn)行速度快、編程靈活、低功耗,自帶4K字節(jié)OTP程序存儲(chǔ)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(shè)置參數(shù),并且具有豐富的I/O功能和較強(qiáng)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(chǔ)是非常重要的方面。因此,在本控制系統(tǒng)中,存儲(chǔ)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(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,使用方便。用來存儲(chǔ)總購水量、總用水量、上次購水量、卡號(hào)、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(jīng)一信號(hào)線（總線）

17、和地線完成,所以讀寫電路極簡單?！　CD驅(qū)動(dòng)器采用HT1621,它是128點(diǎn)、內(nèi)存映象和多功能的LCD驅(qū)動(dòng)器,特有的軟件配置特性使它適用于多種LCD應(yīng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 氨氣處理控制系統(tǒng)儀表的選擇</p>

18、<p>　　智能數(shù)字顯示控制儀表型號(hào):CR15-TS-5運(yùn)用單片微處理器技術(shù)，高亮數(shù)碼顯示，測量準(zhǔn)確直觀，數(shù)字設(shè)定式，具有上下限定報(bào)警功能，繼電器控制輸出，RS232數(shù)字傳輸接口，提供傳感器激勵(lì)電源。臺(tái)式結(jié)構(gòu)，操作簡單，使用方便，功能齊全，性能穩(wěn)定可靠。與動(dòng)態(tài)扭矩傳感器配套使用，用于動(dòng)態(tài)扭矩、轉(zhuǎn)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(shù)碼顯示分別為輸出功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、實(shí)時(shí)測量值。主要技術(shù)指標(biāo)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(jí)0.5級(jí)設(shè)定方式：數(shù)字設(shè)定頻率輸入信號(hào)扭矩：10±5kHz/0～5VCOMS（或集電極開路）轉(zhuǎn)速：0～10kHz輸出控制：繼電器負(fù)1A220VAC/24VDC提供傳感器激勵(lì)電壓：±15V/0.5A，電氣特點(diǎn)：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(dǎo)體工藝技術(shù)制作而成。具有下列特點(diǎn)：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(biāo)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(shù)指標(biāo)：MT111A

21、工作電壓1.5 V5 10V輸出電壓（mV）30mV70mV測量范圍Hy ±50GS標(biāo)稱阻值（KΩ）400 KΩ 00 KΩ700KΩ靈敏度Sy0.28 mV／V／GS溫度系數(shù)（恒壓）-0.4﹪／℃ 溫度系數(shù)（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(jié)構(gòu)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(shí)，在第2腳會(huì)出現(xiàn)隨外加的磁場的變化而變化的信號(hào)。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(jìn)式順序控制電路結(jié)構(gòu)。所謂步進(jìn)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(zhuǎn)步主令信號(hào)已

23、發(fā)出為條件。對(duì)生產(chǎn)機(jī)械而言，受控設(shè)備任一步的機(jī)械動(dòng)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(hào)及其受控機(jī)械動(dòng)作是否已完成。若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號(hào)元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作順序錯(cuò)亂。設(shè)計(jì)思路本文提出的4種簡易設(shè)計(jì)方法都是先設(shè)計(jì)步進(jìn)階梯，在步進(jìn)階梯實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號(hào)控制輔助繼電器得失電；然后根據(jù)步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)輸出階梯，在輸出階梯實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。

24、這4種設(shè)計(jì)法所設(shè)計(jì)的梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的指令應(yīng)適用于大多數(shù)PLC機(jī)型，具有通用性。由于各種PLC機(jī)型的編程元件代號(hào)及其編號(hào)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(nèi)部繼電器）的代號(hào)分別為：X、Y、M。設(shè)計(jì)中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復(fù)位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號(hào)，用十進(jìn)制數(shù)表示。用這些方法設(shè)<

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(shè)計(jì)</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(jié)論與體會(huì)</p><p>　　此次經(jīng)過控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到了實(shí)踐的重要性。只有理論聯(lián)系實(shí)際才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的掌握，在現(xiàn)實(shí)中才能體現(xiàn)出來。通過對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識(shí)，而且也鞏固了以前知道的知識(shí)。</p><p>　　最重要的是鍛煉了實(shí)際動(dòng)手操作能力，明白了學(xué)以致用的真諦，也明白學(xué)校安排這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原

27、因。是為了教會(huì)我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問題，提高我們的動(dòng)手能力。真正使我們能在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中掌握真本領(lǐng)，有立足之地。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)到電路的焊接以及調(diào)試過程中，我個(gè)人感覺調(diào)試部分是最難的，因?yàn)槟憷碚撚?jì)算的值在實(shí)際當(dāng)中并不一定是最佳參數(shù)，我們必須通過觀察效果來改變參數(shù)的數(shù)值以期達(dá)到最好。而參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過程，沒有經(jīng)驗(yàn)是不可能在短時(shí)間內(nèi)將其完成的，而這個(gè)可能也是老師要求我們加以提高的

28、一個(gè)重要方面吧在這一星期的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、焊接過程中我感觸頗深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。當(dāng)調(diào)試出現(xiàn)問題是才是真正考驗(yàn)人的時(shí)候，面對(duì)一個(gè)線路比較復(fù)雜的電路時(shí)，怎樣找出錯(cuò)的地方才能掌握真本領(lǐng)。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，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(gè)機(jī)器的實(shí)際產(chǎn)生過程等等。在實(shí)驗(yàn)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(xué)的討

29、論和互相幫助下，把問題一一解決，當(dāng)最終看到自己做的發(fā)生器產(chǎn)生波形的時(shí)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(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的功能，感覺有很大的收獲。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張立臣.電技術(shù)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(shè)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(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[4]胡俊達(dá).子電氣設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[5]付家才.電氣控制工程實(shí)踐技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.</p&g