新型输煤计量测控装置研究与应用

摘要

在现代化工业生产的各领域中，具有计量功能的给料机在散状物料输送系统中的应用日渐增多。本文研制了一种新型的大型电厂给料系统测控装置，该装置具有计量精度高、控制灵活可靠、人机界面友好、具有网络功能等特点。装置选用了美国AD公司最新推出的ADuC834微控制器，该控制器内部集成了带信号调理电路的24位A/D转换器件，显著提高了装置采样的精度和抗干扰能力。文中首先阐述了系统的运行原理，总体讨论系统的软硬件设计，其中重点研究了系统硬件方案以及主要功能模块。软件设计部分进行了系统开发环境应用、口地址分配、主程序以及各模块程序流程设计等工作。将采集数据上传给控制中心的上位机时，采用MAX485的接口转换芯片将RS-232转换成RS-485协议进行远距离传送。最后在软硬件方面设计了整个装置所采取的可靠性措施。 以ADuC834为核心的便携式数据采集仪不但具有硬件结构紧凑、功耗低、抗干扰性能好、携带方便等优点，而且还具有很高的稳定性、可靠性。在实际的开发中，使用ADuC834可在很大程度上缩短开发时间并降低成本。在实际应用中也取得了好的使用效果。 本项目开发实现了设计要求，装置各部分都能正确完成预定的功能、指标。系统的硬件和软件在经过不断改进和完善后都达到比较完美的程度，其给料率精度误差范围小于±0.5％，速度控制精度范围小于±5PRM，且响应速度比原系统大为提高，达到200ms。系统的设计采用模块化结构，具有灵活方便、易于扩展的特点。该系统填补了大型发电厂自动测控给料系统的一项空白，受到使用单位好评。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1国内外给料测控仪表的现状

1.2称重显示控制器的发展趋势

1.3本文的主要工作

第二章系统测控原理及软、硬件设计

2.1给料机的称重原理

2.2测量控制系统的组成及其功能

2.3测控系统硬件设计方案

2.4数据采集芯片的选择

2.5给料机控制系统的软件设计

2.5.1软件设计工作

2.5.2地址分配表

2.5.3测控装置的编程语言和开发环境

第三章测控装置的数据采集单元

3.1AD采样原理

3.1.1数据采集硬件

3.1.2∑/△ADC工作原理

3.2 ADUC834中AD信号的转换

3.3本装置采集模块的实际应用

第四章测控装置模拟量输出单元

4.1脉冲宽度调制模块(PWM)

4.2数模转换器(DAC)

4.3小结

第五章测控装置SPI通讯接口

5.1 SPI的功能特点

5.2 SPI的工作过程和引脚说明

第六章测控装置的通讯模块

6.1 RS-232、RS-422与RS-485串行接口的特点[27]

6.2 MAX485接口芯片的特点

6.3系统的硬件结构与配置

6.4系统软件设计思想

6.4.1上位机的设计

6.4.2下位机设计

第七章测控系统中的控制算法

7.1 PID控制原理[35]

7.2 PID控制器参数整定

第八章测控系统的抗干扰措施

8.1硬件抗干扰措施[38,39]

8.1.1通道隔离技术

8.1.2空间抗干扰技术

8.1.3接地系统抗干扰

8.1.4提高单片机测控系统自身的抗干扰措施

8.2软件抗干扰措施[40，41]

8.2.1数字滤波技术

8.2.2软件陷阱技术

8.2.3“看门狗”技术

8.2.4其他技术

8.3总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文