基于现场总线和嵌入式的电除尘器监控系统

摘要

随着经济的飞速发展，工业粉尘的排放量日益增加，对环境的危害越来越严重，对人体健康的威胁也越来越大。电除尘器在减少工业粉尘排放量、降低大气环境污染、保护生态环境和人体健康等方面有着极其重要的作用，而电除尘器监控系统性能的好坏是影响电除尘器除尘效果至关重要的因素，所以研究和设计电除尘器监控系统对提高电除尘器除尘效率具有重要的意义。 论文在研究现场总线、嵌入式实时操作系统、ARM处理器和电除尘的基本原理的基础上，完成了基于现场总线和嵌入式的电除尘器监控系统的设计。 电除尘器监控系统由各个电除尘控制器、CAN总线和上位机构成。采用两片ARM处理器为内核的飞利浦公司32位单片机LPC2119为核心构成的电除尘控制器，构成多单片机系统，其数据处理能力和丰富的资源，满足了电除尘控制器的功能和性能需求。 采用具有多主竞争、传输速率快和高可靠性的CAN总线技术实现对电除尘器监控，满足了电除尘器监控系统的实时性和可靠性要求。 将嵌入式实时操作系统应用到电除尘控制器的软件设计中，利用嵌入式操作系统的可裁剪性、可移植性和多任务等特点，不仅使其控制性能大幅度提高，而且使抗干扰能力和实时性显著增强。 电除尘控制器可自动跟踪电除尘器的最高运行电压，以提高除尘效率，且具有火花率控制和手动控制等多种控制特性，同时还具有开路、短路和临界瓦斯等故障报警和保护功能。 论文完成了电除尘控制器的硬件与软件设计，具体工作是：硬件方面，在对两片LPC2119进行了明确的任务分工的基础之上，重点叙述了电除尘控制器各个部分的设计思想、原理电路，特别是CAN通信电路的设计，给出了电除尘控制器的总原理电路图。 软件方面，完成了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植；采用基于嵌入式实时操作系统的软件开发模式，设计了控制器的各个任务。重点分析了A/D采样精度、火花控制算法和CAN通信协议。 在研究了电除尘器监控系统上位机监控软件的特点及其设计方法后，运用VB6.0等工具，初步完成了电除尘器监控系统上位机监控软件的设计。 最后，对系统进行了调试，验证了系统设计的合理性，并对论文进行了总结，介绍了论文完成的主要工作，说明了论文的特点和意义，同时指出了系统设计的不足和改进思路，为课题的进一步研究做了准备。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表索引

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章基于现场总线和嵌入式的电除尘器监控系统方案设计

第三章电除尘控制器硬件设计

第四章电除尘控制器软件设计

第五章上位机监控软件的设计与实现

第六章电除尘器监控系统的调试

结束语

参考文献

附录

致谢

攻读研究生期间发表过的论文