【正文】 ， 2020， 136 【 3】 馬斌等．單片機原理及應(yīng)用 C語言程序設(shè)計與實現(xiàn) [M]．北京：人民郵電出版社，2020， 284290 【 4】王宜懷等 .嵌入式系統(tǒng) [M]. 北京：北京 航空航天 大學(xué)出版社， 2020， 132 【 5】顧德英，張健，馬淑華 .計算機控制技術(shù) [M]. 北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2020， 106 附頁 1：流量控制系統(tǒng)總程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar out0=0x7f 。 {TR0=0。e1=e2。 case 0xBB:press=9。 { case 0xEE:press=1。 //判斷是否有鍵按下，如有，返回。 ET0=1。 單片機的 P10引腳輸出高低電平控制電機的正 反轉(zhuǎn)， P11輸出 PWM波形控制電機轉(zhuǎn)速。為了實現(xiàn) 流量 的自動測量和控制，采用了 89S52單片機作為系統(tǒng)的控制中心，由數(shù)據(jù)采集模塊檢測到的 流量 信號傳入單片機，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行處理和控制運算，同時將數(shù)據(jù)保存，以便與下一次采樣值進行比較，根據(jù)系統(tǒng) 程序控制，進行 PID 運算以及 PWM 輸出控制 電機轉(zhuǎn)速 ，最終由 CPU 控制 電機正反轉(zhuǎn) ，達到調(diào) 節(jié)流量 的目的。過程控制系統(tǒng)的組成部分有：控制器、執(zhí)行器、被控對象和測量變送單元，其框圖如圖 1所示。 寫出流量控制過程，繪制控制系統(tǒng)組成框圖 利用單片機對流量進行控制 （ 1）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 單片機采用 89S52；設(shè)計鍵盤及顯示電路，電機控制電路（可控硅，光電耦合器）。于是數(shù)以百萬計的煙氣排放點和污水排放口都成了流量測量對象。具體就是確定控制器的算法和如何控制閥門開度，因為這兩部分是實現(xiàn)本系統(tǒng)控制目的的關(guān)鍵。 P3口控制數(shù)碼管的點亮情況。它主要負責(zé)初始化各個 I/O口，等待鍵盤事件的發(fā)生，并作出相應(yīng)的處理。} //每個循環(huán)的最后執(zhí)行一次 PID 運算，實時控制電機 } 從主程序中可以看出，在進行一系列程序調(diào)用之前對系統(tǒng)進行初始化，然后 判斷開關(guān)狀態(tài) 程序有所反應(yīng)。 //讀取鍵盤口數(shù)據(jù)寄存器 tmpamp。 break。 buf[1]=buf[0]。PWM=1。 //若到達設(shè)定范圍則調(diào)用 PID 程序，進行有效功率運轉(zhuǎn) . } } out0=out1。 //數(shù)據(jù)線 sbit cs=P1^1。 wx=0。 P0=0xfd。 sclk=0。 if(tmp!=0x70) { tmp=P3。 } } /***************PID 服務(wù)程序 *************/ void PID( ) { double e0,e1,e2。 //若到達設(shè)定范圍則調(diào)用 PID 程序 } } else if(e20) { direction=0。 //啟動輸出 } /*********************************************************/ // 定時器 1 中斷服務(wù)程序 /*********************************************************/ void timer1() interrupt 3 { TR1=0 。} } 目 錄 第一章 過程控制儀表課程設(shè)計的目的意義 ......................... 1 設(shè)計目的 ....................................................1 課程在教學(xué)計劃中的地位和作用 ................................... 1 第二章 流量控制系統(tǒng) （實驗部分） ................................. 2 控制系統(tǒng)工藝流程 ............................................2 控制系統(tǒng)的控制要求 ..........................................3 系統(tǒng)的實驗調(diào)試 .............................................. 4 第三章 HPF 脫硫工藝流程及控制要求 ................................. 6 控制 系統(tǒng)工藝流程 ................................................ 6 設(shè)計內(nèi)容及要求 .................................................. 7 第四章 總體設(shè)計方案 .................................................. 8 設(shè)計思想 ......................................................... 8 總體設(shè)計流程圖 ..............................................8 硬件設(shè)計概要 ................................................8 硬件選型 ......................................................... 9 硬件 電路設(shè)計系統(tǒng) 原理圖及其說明 ................................ 15 第五章 軟件設(shè)計 ..................................................... 17 軟件設(shè) 計流程圖及其說明 ......................................... 17 第六章 系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題及解決方法 ........................ 20 第七章 收獲、體會 .................................................. 23 附錄 1 源程序及其說明 .............................................. 24 參考文獻 ............................................................... 37 第一章 微控制器應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計的目的意義 實驗?zāi)康? 本課程設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識來分析和解決實際問題的能力，使學(xué)生通過自己動手對一個工業(yè)過程控制對象進行儀表設(shè)計與選型，促進學(xué)生對儀表及其理論與設(shè)計的進一步認(rèn)識。調(diào)節(jié) PID 參數(shù)（調(diào)節(jié)方法如單閉環(huán)控制），給調(diào)節(jié)器 FC2 選擇合適的 PID值以滿足工藝要求。 圖 HPF 脫硫工藝流程流程圖 設(shè)計內(nèi)容及要求 1).循環(huán)上水的流量范圍在 800~1000m3/h，精度要求為177。DC 0 ～ 10mA（負載電阻 ≤750Ω ） 178。 面板輕觸式按鍵數(shù)字設(shè)定 178。%R 口徑： 250mm, 標(biāo)準(zhǔn)量程 120— 1200m3/h 重復(fù)性： %～ % 比值器選型 采用虹潤的 HRWPXQS80，技術(shù)指標(biāo)如下 ①特性 顯示方式：以雙排四位 LED顯示第一路測量值（ PV1）和第二路測量值（ PV2），以紅色 /綠色光柱進行兩路測量值百分比的模擬顯示。1 字或 177。 耐壓強度：輸入 /輸出 /電源 /通訊相互之間 （ ）。 時鐘誤差： 177。 5%，各項指標(biāo)達到控制要求。2% ②比值 K 確定，主回路 Q1隨給定 Qs 改變： 主回路 Q1的過渡時間為 75s， 無超調(diào)，穩(wěn)態(tài)誤差小于 177。 //比例帶范圍為 1~1000 uchar data tabArryI[3]={50}。 while(ADBUSY==0)。 /*************液晶控制位定義 ***************/ sbit LCD_RS = P2^4。 主回路已穩(wěn)定，改變比例 K 時副回路的過渡時間 （ 2 分鐘）太長 要使副回路響應(yīng)加快首先可以調(diào)節(jié) FC2 的比例帶 P，可是調(diào)小了容易振蕩，調(diào)大了對減少調(diào)節(jié)時間的作用不明顯。 %5）為 150s，未達到控制要求。記錄間隔可根據(jù)對象的不同而不同：對于變化緩慢的信號如溫度，其記錄間隔可取得大些，如 30 秒；而對于變化比較快的信號如流量，其記錄間隔可取 1～ 5 秒；其他如液位信號，其記錄間隔可取 1～ 10 秒。 報警輸出：繼電器控制輸出 ─ 繼電器 ON/OFF 帶回差，觸點容量AC220V/1A； DC24V/3A （阻性負載） 通訊輸出：波特率 ─2400 、 4800、 9600bps 內(nèi)部自由設(shè)定，采用 MODBUS RTU通訊協(xié)議。 ②運算模型 加減運算： S0=AS1177。≤ 6W（ AC220V 線性電源供電） 178。 19999～ 99999 壓力補償測量值顯示 178。 單片機選擇 STC89C52 一是 CMOS 工藝的單片機功耗較低；二是價格便宜；再者內(nèi)部程序存儲器有 8KB 的 FLASH ROM，能滿足絕大部分工控過程 實時監(jiān)控程序的燒寫需求。 浮于再生塔頂?shù)牧蚺菽梦徊盍魅肱菽?,硫泡沫經(jīng)泡沫泵送入戈爾膜過濾器分離 ,清液流入反應(yīng)槽 ,硫膏經(jīng)壓縮空氣壓榨成硫餅裝袋外銷。 雙閉環(huán)比值控制 ①在 中單閉環(huán)流量控制已滿足工藝要求的前提下，將其做為主回路，不需再改動其參數(shù)。//調(diào)用 TCL549 采集處理 display(uuu)。 TL0=0xdb 。//(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 delay1ms(100)。i++) {P3=line。i8。//|0x80。 qian=num/1000。 uchar discode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。//(e2e1)+ki*e2+kd*(e22*e1+e0)。 //設(shè)定值 采集量 if(e2=0) { direction=1。 break。 break。i=4。 //調(diào)用 TCL549 采集處理 display(uuu)。當(dāng) P11為高電平時電機反轉(zhuǎn)，當(dāng) P11為低電平是，電機停轉(zhuǎn)。具體結(jié)構(gòu)圖 圖 3 及說明如下， 圖 3 功能模塊 結(jié)構(gòu)圖 89S52 單片機 鍵盤 數(shù)據(jù)采集 直流電機 閥門 數(shù)據(jù)顯示 鍵盤設(shè)定：設(shè)定控制系統(tǒng)要求的流量大小。 直流電機：根據(jù)控制器輸出正反轉(zhuǎn)，控制閥門開度增大或減小。流量的檢測和控制在化工、能源電力、冶金、石油等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 【 1】 在天然氣工業(yè)蓬勃發(fā)展的現(xiàn)在，天然氣的計量引起了人們的特別關(guān)注，因為在天然氣的采集、處理、儲存、運輸和分配過程中，需要數(shù)以百萬計的流量計，其中有些流量計涉及到的結(jié)算金額數(shù)字巨大，對測量和控制準(zhǔn)確度和可靠性要求特別高。 閥門：直接控制流量的執(zhí)行機構(gòu)。 數(shù)據(jù)采集：用滑動變阻器分壓模擬流量大小。 四 系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序結(jié)構(gòu)說明 任何一個系統(tǒng)的軟件設(shè)計都離不開硬件電路的連接，所以本課題硬件設(shè)計的高度模塊化決定了軟件設(shè)計的模塊 化。 } else {KB_Scan1()。i++) { P2=line。 case 0xBE:press=3。 default: break。 //設(shè)定值 采集量 0, 電機正轉(zhuǎn)，開大閥門。 // PID 算法 out1=du。 int AD。 //千，百，十，個處理 bai=num/100%10。 //顯示十位 dx=1。i++) //讀取采集數(shù)據(jù)，讀取的是上一次采集數(shù)據(jù) { sclk=1。 tmp=P3。 buf[0]= press。 // PID 算法 out1=du。 TH1=0xffout0 。 } else {KB_Scan1()。 ②將調(diào)節(jié)器 FC2 設(shè)置為雙路輸入外給定、人工模糊自整定 PID 調(diào)節(jié)方式。為避免脫硫液鹽類積累影響脫硫效果 ,排出少量廢液送往配煤。 顯