基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的空調(diào)測(cè)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 07:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質(zhì)，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品。4．CAN(Control1er Area Network)：控制局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線，是德國(guó)Bosch公司及幾個(gè)半導(dǎo)體集成電路制造商開(kāi)發(fā)出來(lái)的用于汽車監(jiān)測(cè)和控制部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)己被ISOTC22技術(shù)委員會(huì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。在現(xiàn)場(chǎng)總線中，它是唯一被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。CAN協(xié)議也遵循ISO/OSI模型，采用了其中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層與應(yīng)用層。CAN的通信速率為5kbps/l0km、1Mbps/40m。CAN是所有總線中最為可靠的。CANN總線可采用雙絞線、同軸電纜或光纖作為傳輸介質(zhì)，但不能用于防爆區(qū)。5．HART(Highway Addressable Remote Transducer)：HART的特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的過(guò)渡性產(chǎn)品，在當(dāng)前過(guò)渡時(shí)期具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。HART協(xié)議參照ISO/OSI模型的第7層，即：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。采用統(tǒng)一的設(shè)備描述語(yǔ)言DDL。能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆要求。但由于模擬數(shù)字混合信號(hào)制，導(dǎo)致難以開(kāi)發(fā)出一種滿足各公司要求的通信接口芯片，直接影響了該總線的實(shí)際應(yīng)用。6．Device Net現(xiàn)場(chǎng)總線Device Net現(xiàn)場(chǎng)總線首先由Rockwell A1ienBradley公司在1994年提出，它提供了一種簡(jiǎn)單基于CAN技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)解決方案，為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)大大降低了設(shè)備投入成本，減少了系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)間。Device Net現(xiàn)場(chǎng)總線可為來(lái)自不同生產(chǎn)制造商的工業(yè)控制設(shè)備及其部件提供廣泛的連接特性，這些設(shè)備包括限定開(kāi)關(guān)、光電傳感器、條形碼閱讀器、變頻控制器，顯示面板和操作員接口等。 現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出優(yōu)越性。（1）、節(jié)省硬件數(shù)量與投資。由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中分散在設(shè)備前端的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，由于控制設(shè)備的減少，還可減少控制室的占地面積。（2）、節(jié)省安裝費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線十分簡(jiǎn)單，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料，可節(jié)約安裝費(fèi)用60%以上?！。?）、節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷。由于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理的能力，并通過(guò)數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除。（4）、標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線具有“開(kāi)放”的通信接口，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散I/O裝置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是借鑒了國(guó)內(nèi)外的空調(diào)行業(yè)的新工藝和新技術(shù)，本著以提高工藝控制的精確性、穩(wěn)定性、可靠性、可操作性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性為目標(biāo)，最大限度地發(fā)揮設(shè)備性能，提高產(chǎn)品品質(zhì)，強(qiáng)化生產(chǎn)管理，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益的總體設(shè)計(jì)思路，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線、傳感器、執(zhí)行器、通訊等技術(shù)結(jié)合在一起，用方便靈活的硬件和軟件模塊組合設(shè)計(jì)，以滿足生產(chǎn)廠家高度管理信息化和自動(dòng)控制精確化的要求。實(shí)現(xiàn)從接受生產(chǎn)計(jì)劃開(kāi)始，到任務(wù)執(zhí)行，對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行有序調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)整體調(diào)控、全局優(yōu)化，完善和提高資源調(diào)控能力。第2章 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的連接簡(jiǎn)圖如下所示： 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我采用的是將DS100控制器通過(guò)485/232轉(zhuǎn)接口與計(jì)算機(jī)串行口連接的策略，計(jì)算機(jī)的串行口作為RS232接口的主控設(shè)備，一切由計(jì)算機(jī)來(lái)控制。需要注意的是在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要先運(yùn)行一下控制器自帶的一個(gè)軟件set device來(lái)設(shè)置一下控制器的通訊參數(shù)，如波特率等。采集過(guò)程中，電腦發(fā)送一個(gè)特定幀格式的讀命令給控制器，控制器將返送由傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)作為應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集功能。連接環(huán)境溫濕度和水溫調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制，控制過(guò)程中，由計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)帶有數(shù)據(jù)的寫(xiě)命令，控制器在收到正確的寫(xiě)命令以后，在對(duì)計(jì)算機(jī)回應(yīng)的同時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給與其相聯(lián)的調(diào)節(jié)設(shè)備，調(diào)節(jié)設(shè)備在收到命令以后將按照給定的溫度對(duì)水溫或環(huán)境的溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各模塊框圖如下： 主模塊作為獨(dú)立的頁(yè)面選擇室內(nèi)側(cè)還是室外側(cè)的空調(diào)測(cè)控，主模塊下有系統(tǒng)設(shè)置，數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)控制，實(shí)驗(yàn)報(bào)告生成4個(gè)獨(dú)立的頁(yè)面。系統(tǒng)開(kāi)始前需要先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，其中包括對(duì)串口的設(shè)置，通道選擇等。數(shù)據(jù)采集作為獨(dú)立的模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，接收到的數(shù)據(jù)送入一個(gè)緩沖區(qū)中，數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，它從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，對(duì)于需要顯示的數(shù)據(jù)，送到數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行顯示，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的計(jì)算得到我們需要的結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示模塊定時(shí)的刷新數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制模塊主要實(shí)現(xiàn)寫(xiě)功能，對(duì)于要寫(xiě)的控制數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)采集模塊，寫(xiě)入串口，由控制器傳送到相應(yīng)的空調(diào)控制設(shè)備，實(shí)驗(yàn)報(bào)告生成模塊將生成一個(gè)EXCEL表格形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)反映整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重要數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)DS18B20控制器的讀寫(xiě)操作。要采集的數(shù)據(jù)量主要有以下幾個(gè)：水流量，干球溫度，濕球溫度，進(jìn)口水溫，出口水溫，功率。DS18B20是由DALLAS所生產(chǎn)的基于1Wire新一代數(shù)字溫度傳感器。該系列產(chǎn)品有DS18DS182DS18SDS18B20等,DS18B20性能最好,其溫度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位數(shù)
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