气动收集实验平台控制系统的研究与开发

摘要

污染土壤治理中，常常需要对污染砂土进行收集，利用负压吸收的气动收集机械是污土收集最有效的装备之一。为了研究和掌握气动收集砂土的工艺参数，研究建立一台气动收集实验平台。本文以研制气动收集实验平台、开展相关工艺实验为背景，开展了实验平台控制技术研究，开发了一套实验平台的控制系统，为开展相关气动收集实验提供一定的技术支撑。
　　本研究主要内容包括：⑴设计了实验平台控制系统总体方案。根据实验平台功能要求和工艺实验需求，将总体方案设计分为数据采集、吸入口控制和风量控制三大模块，分别研究了各模块的实现方法，搭建了相应的硬件系统，并对系统的延时精度以及风量控制精度进行了理论分析。⑵开展了Windows下的高精度延时控制技术研究，实现了气动吸入口位置精确控制。分析了Timer控件、Sleep()函数和GetTickCount函数三种常用延时方法的特点及延时机理。建立了延时精度实验平台，开展了延时精度实验。实验结果表明，上述三种延时方法的延时精度一般分别为16ms、13ms和12ms，均无法满足本系统的延时精度要求。为了以较为经济的方式，利用常规手段实现高精度时延，开展了Windows下的高精度延时方法研究，提出了基于高精度性能计数器的延时思路，设计了基于高精度性能计数器的延时算法。最后对该延时方法的延时精度进行了实验，结果显示：该方法延时精度可达10微秒以内，远高于前三种延时方法，能够较好的满足本系统延时精度要求。⑶完成了气动收集实验平台控制系统软件开发。利用面向对象的Delphi7.0开发工具，分别运用了 PCI总线技术，串口通信技术等开发了一套气动收集实验平台控制系统软件，实现了实验平台状态监控、吸入口系统仿形延时控制和变频器控制等。⑷利用相关气动收集实验对该实验平台控制系统进行了测试验证。运用本系统分别开展了气动收集工艺实验和收集参数相互关系实验。通过实验验证了本系统的控制可靠性和准确性，并对相关气动收集理论取得一定的认识，使系统达到了较好的应用效果。

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1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 气动收集实验平台简介

1.3 国内外研究现状分析

1.4 论文的研究内容及组织结构

2 气动收集实验平台控制系统总体方案设计

2.1 功能需求分析

2.2 系统总体设计思路

2.3 数据采集系统搭建

2.4 吸入口控制系统

2.5 风量控制系统

2.6 本章小结

3 气动收集实验平台控制系统的关键技术研究

3.1 高精度延时控制技术研究

3.2 变频控制技术研究

3.3 本章小结

4 气动收集实验平台软件系统设计与开发

4.1 开发环境的选定

4.2 软件系统结构设计

4.3 吸入口控制设计与实现

4.4 变频控制设计与实现

4.5 数据存储功能的设计与实现

4.6 软件实现与系统调试

4.7 本章小结

5 气动收集实验平台控制系统的应用与实验

5.1 收集工艺实验

5.2 收集参数相互关系实验

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录

A1.作者在攻读硕士学位期间发表的论文

A2.作者在攻读硕士学位期间获得的专利

A3.作者在攻读硕士学位参加的部分科研项目

B.本文软件系统设计中一些关键算法的程序代码