储油罐智能液位控制仪的研究

摘要

目前国内，储油罐液位仪的控制模式都是手动式的，控制麻烦、操作困难，造成大量人力物力资源的浪费。其最主要的不足之处是，工作速度慢且不精确，同时极易受环境的影响。本课题研究一款基于S3C6410的油罐智能液位控制仪，该控制仪可适用于各大中型企业，不但弥补了传统控制仪的不足之处，而且控制精度高、人机交互良好。
　　课题先分析系统的总体策划、整体系统框图及整体功能模块，再分别详细介绍硬件电路设计和软件程序。电路设计分为电源模块、数模和模数转换模块、串口模块、电压电流转换模块和驱动模块。利用Tiny6410嵌入式平台，运用C和C++语言完成液位控制系统程序的编写。通过液位传感器实时采集液位高度值，传送给ARM芯片的ADC端口，运用模糊自整定PID算法实现对液位值的精确控制，通过I/O口和串口输出控制信号，最终控制电磁阀和调节阀实现对液位的调节功能。基于Fedora9嵌入式操作系统，在开发工具Qt Creator上设计软件程序，同时利用数据库SQLite3实现实时液位高度值等的查询存储功能。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 储油罐液位控制仪的研究现状及发展

1．2．1 储油罐液位控制仪的现状

1．2．2 国内外储油罐液位控仪的发展趋势

1．3 课题研究的主要内容

2 系统的整体设计

2．1 系统设计思路

2．2 整体设计

2．2．1 整体系统

2．2．2 系统功能模块

2．3．1 液位传感器

3 模糊自整定PID控制原理

3．1 PID控制原理

3．2 模糊控制原理

3．3 模糊自整定PID控制原理

3．4 模糊自整定PID控制器的设计

3．4．1 模糊自整定PID控制器的设计结构

3．4．2 模糊自整定PID控制器的算法实现

4 硬件平台及软件平台搭建

4．1 系统硬件平台

4．1．1 硬件模块

4．1．2 Tiny6410嵌入式平台

4．2 系统软件平台搭建

4．2．1 嵌入式Linux操作系统介绍

4．2．2 嵌入式Linux开发平台搭建

4．3 Qt简介与安装

4．3．1 Qt Creator简介

4．3．2 Qt安装

5 硬件电路设计

5．1 电源电路设计

5．2 模数和数模转换电路设计

5．3 串口电路设计

5．4 4～20mA输出电路设计

5．5 继电器驱动电路设计

6 软件程序的开发设计

6．1 驱动程序设计

6．1．1 字符设备驱动

6．1．2 A／D驱动程序设计

6．1．3 Makefile文件

6．1．4 驱动程序的加载方式

6．2 应用程序设计

6．2．1 整体软件设计

6．2．2 可视化应用程序设计

6．2．3 模糊自整定PID控制程序

6．2．4 三阶滑动窗口滤波子程序设计

6．2．5 串口通讯子程序设计

6．2．6 实时曲线显示子程序设计

6．3 程序界面

7 系统调试

7．1 驱动程序调试

7．2 应用程序调试

8 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

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