关于公路梁保温棚温度集散控制系统设计论文_杨帅1,李新生2,许夫成3

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摘要:随着时代的进步和科技的发张,集散控制技术在工业生产和生活之中扮演着管理下级和指令的角色,同时也得到了广泛的应用和普及,带工业生产和生活中集散控制系统扮演着管家和工作者的角色。集散控制系统又称DCS控制系统(Distributed control system)。

本次设计的目的就是对公路梁保温棚温度进行集散控制系统的设计,本文对集散控制系统的组成结构进行了说明、对集散控制系统的特点进行了简述并且对集散控制系统的硬件结构进行了分析,利用了单片机等器件来实现这个集散控制系统。对集散控制系统选型及对其所需硬件进行选择说明,系统整体结构,系统性能,卡件介绍。然后又说明了集散控制系统的抗干扰措施,电源系统的干扰及应采取的措施,电磁干扰及应采取的措施,信号线的传送干扰及应采取的措施。最后介绍集散控制系统软件组态。

关键词:集散控制;单片机

在我国对于温度测控技术的研究开始还是比较晚的,没有坐上温度测控技术的研发的头一班快车,但是我国在温度测控技术上的研发拥有者后来居上的趋势,在二十世纪八十年代。我国的工程技术人员在飞速的学习了发达国家温度测控技术的基础后,飞快的掌握了温度室内微机控制技术,这一项技术虽然仅限于对温度的单项环境因子的控制,但是我国正在向着其他方向的环境因子的控制进行着拓展和研究。近年来,温度集散控制系统的发展还需要大力的发展和支持。

对于保温棚温度的集散控制系统我以51系列单片机来实现,以51系列单片机为核心,我们用单片机来对温度进行监测和控制,通过整个计算机来对保温棚的温度进行监测和管理,控制加热器件来使得保温棚的温度稳定在我们设定的温度上下限的数值上,允许有微小的温度误差。

我针对了保温棚温度的测量和控制的需要,我设计了这款温度集散控制系统,这款温度集散控制系统采用了先进自动化的集散控制技术,它是以一台上位机作为主机,对于主机的要求是486或者之上的机型,再加上若干台以单片机构成的下位机,下位机的数量由保温棚的保温棚数量自行的改变,由此构成主从式的温度集散控制系统的结构。这款温度集散控制系统可以完成对于多节保温棚的温度进行测量、控制和良好的通讯等工作,还具有良好的人机操作的界面,能够根据设定好的温度上下限的区间控制加热器件进行温度的控制。集散控制系统的结构如图1所示。

图1集散控制系统的总体框图

对于保温棚温度集散控制系统的温度测量和对于保温棚温度的控制,在此我对去保温棚温度集散控制系统的灵魂性的步骤进行设计,这部分就是系统的软件部分的设计,系统的软件部分可以分成几个大的模块:主程序、温度测量、温度的区间、温度数值的显示、温度的控制和警报模块。

温度采集将键盘的扫描程序编好后,在PROTEUS里进行仿真,我在扫描每个键的最后都加上一个判断按键是否释放的程序,如释放,再读取键值,比如,我要输入123,就只需要依次按下1、2、3。

根据DS18B20的时序图编好程序并检查好语法没有错误后,链接到PROTEUS里进行仿真。实际温度保留一位小数,仿真能够获取实际温度,这个实际温度可从DS18B20的仿真模型中设置。

因为在PROTEUS中加热装置和实际出入大,所以在PROTEUS里进行加热仿真就是成功也没有太大的实际意义,所以我只进行了系统中两个重要部分的软件仿真并对这两部分制作了实物。

结论

1.查阅了许多国内、外的文献资料,进行了调研,为设计的内容打下了坚实的基础。

2.设计了保温棚温度集散控制试验系统,并进行了proteus软件的模拟仿真。

3.对集散控制系统的结构进行了剖析,了解系统中使用的各个元器件的功能及作用,并绘制出了总体结构框图。

4.设计系统的硬件电路,并且完成系统的相关功能器件的软件设计。

5.对系统进行了实验调试和数据分析,结果表明,总体的设计达到了设计的要求。

参考文献:

[1]陈文印.基于Visual Basic的温度集散控制系统组态软件开发[D].江苏大学,2016.

[2]戴冬梅.DCS集散控制系统的设计组态研究[J].长春教育学院学报,2015,(21):148-150.

论文作者:杨帅1,李新生2,许夫成3

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/10/8

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