| 【中文题名】 | 基于单片机的压力/液位控制系统的设计研究 |
| 【英文题名】 | Research of Pressure/Liquid Position Control System Which is Based on Single Chip |
| 【学科专业】 | 流体机械及工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-3 |
| 【中关键词】 | 过程控制,单片机,数据采集,串行通信,程序设计, |
| 【英关键词】 | Process control,Single chip,Data collecting,Serial communication,Program design, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>微型计算机>> |
| 【论文摘要】 |
本文介绍了国内外过程控制系统研究的发展过程、进展状况以及提高自动化程度的若干新技术；研究了过程控制实验装置TKGK—1的内在结构、控制对象以及主要特点；选取过程控制中的典型参数液位／压力为控制对象，设计了以PC机为上位机、以89C51单片机为下位机，并辅之以传感器、变频器以及相关接口部件的二级集散控制系统；着重介绍了基于TLC2543单片机的数据采集与处理系统和基于RS—232C通信标准的数据通信系统程序模块的设计思路、工作过程；介绍了提高系统抗干扰能力的看门狗电路。
基于单片机的TKGK—1过程控制系统的硬件和软件都采用模块化设计，硬件模块便于生产和维护；软件模块便于修改和升级。文中的数据采集与处理程序、上位机与下位机之间的通信程序都使用执行效率较高的汇编语言来完成，上位机的人机交互界面与数据输出程序采用高级语言VB来开发。
通过本文的研究，总结出了基于单片机过程控制系统的优势：体积小，实际应用系统简单实用，成本低，效益好；具有较高的性能价格比；系统不易受到干扰，可靠性高。本文为基于单片机的过程控制系统应用到实际生产过程做了有益的尝试，为提高我国过程控制自动化水平提供了有参考价值的... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
5-6 |
|
Abstract |
6-12 |
|
第一章 绪论 |
12-14 |
|
1.1 过程控制的概念 |
12 |
|
1.2 过程控制的国内外发展概况 |
12 |
|
1.3 基于单片机控制的特点 |
12-13 |
|
1.4 课题的来源、目的及课题所研究的主要内容 |
13 |
|
1.5 课题的意义 |
13-14 |
|
第二章 TKGK-1 过程控制实验系统 |
14-21 |
|
2.1 TKGK-1实验装置所构建的控制 |
14 |
|
2.2 TKGK-1实验装置的主要特点 |
14-16 |
|
2.2.1 连续生产的自动控制系统 |
14-15 |
|
2.2.2 被控参数为非电量 |
15-16 |
|
2.2.3 控制过程的多样性 |
16 |
|
2.3 TKGK-1实验装置所选用的测控仪表 |
16-18 |
|
2.3.1 压力传感器的选择 |
17 |
|
2.3.2 CPU的选择 |
17 |
|
2.3.3 变频器的选择 |
17-18 |
|
2.3.4 PLC可编程控制器的选择 |
18 |
|
2.3.5 温度变送器的选择 |
18 |
|
2.4 单容水箱液位/压力控制系统 |
18-19 |
|
2.5 单片机监控系统的作用和功能 |
19-21 |
|
第三章 数据采集与处理系统 |
21-31 |
|
3.1 数据采集的基本任务 |
21 |
|
3.2 数据采集与处理系统的硬件部分 |
21-23 |
|
3.3 模拟信号的采集与处理 |
23-25 |
|
3.3.1 液位的测量 |
23 |
|
3.3.2 TLC2543的控制字格式 |
23-24 |
|
3.3.3 转换过程 |
24-25 |
|
3.4 PID控制器 |
25-27 |
|
3.5 系统的软件部分 |
27-31 |
|
3.5.1 数据采集子程序 |
27-28 |
|
3.5.2 数据传输子程序 |
28 |
|
3.5.3 PID控制子程序 |
28-31 |
|
第四章 通信接口及其应用程序 |
31-48 |
|
4.1 数据通信 |
31 |
|
4.2 通信的基本方式 |
31-32 |
|
4.3 异步通信和同步通信 |
32-33 |
|
4.3.1 异步通信 |
32 |
|
4.3.2 同步通信 |
32 |
|
4.3.3 波特率 |
32-33 |
|
4.4 通信系统的硬件结构 |
33-35 |
|
4.4.1 串行口的结构 |
33-34 |
|
4.4.2 串行口控制器(SCON) |
34 |
|
4.4.3 电源控制寄存器(PCON) |
34 |
|
4.4.4 串行口的工作方式 |
34-35 |
|
4.4.5 有关参数的选取 |
35 |
|
4.5 RS—232C的接口总线 |
35-37 |
|
4.6 通信程序的设计 |
37-45 |
|
4.6.1 上位机的通信程序 |
38-40 |
|
4.6.2 下位机的通信程序 |
40-42 |
|
4.6.3 通信程序的接口程序 |
42-45 |
|
4.7 基于 X25045的看门狗电路 |
45-48 |
|
4.7.1 X25045芯片与微处理器 AT89C51的硬件接口电路 |
46 |
|
4.7.2 X25045芯片工作过程 |
46 |
|
4.7.3 X25045芯片的功能 |
46-48 |
|
第五章 上位机系统的软件介绍及实验运行结果 |
48-58 |
|
5.1 上位机控制系统软件介绍 |
48-49 |
|
5.2 GK—03单片机控制屏 |
49-51 |
|
5.3 实验过程和步骤 |
51 |
|
5.4 实验运行结果 |
51-58 |
|
5.4.1 单片机控制与 PLC控制实验结果的比较 |
51-53 |
|
5.4.2 单片机控制与 PID控制实验结果的比较 |
53-54 |
|
5.4.3 单片机控制系统中各参数功能总结 |
54-58 |
|
第六章 结论 |
58-59 |
|
参考文献 |
59-63 |
|
附录 |
63-70 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384594 |
