畢業(yè)設計論文-基于單片機的流量控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-12-22 18:28 本頁面
【文章內容簡介】 定的數(shù)值關系，即流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。 差壓式流量計品種較多，目前市場上經常使用的差壓式流量計有：孔板 流量計、 V 錐流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、托巴管流量計、彎管流量計、明渠流量計等。 其中應用最多的孔板流量計 結構牢固 ,性能穩(wěn)定可靠 ,使用壽命長 ，節(jié)流裝置結構易于復制，簡單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，價格低廉 。應用范圍廣泛 ,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬 。而且其計算公式也較為簡單易計算理解。其計算公式如下： v=aA √2/j(pq) v體積 j液體密度 a流量系數(shù)，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關 A孔板開孔面積 pq壓力差 電磁 流量計 電磁流量 計是基于法拉第電磁感應定律制成的測量導電性液體的儀表 ,即利用電磁感應原理來測量導管中導電液體的平均流速。 其特點是 :測量通道為光滑直管 ,不會阻塞 ,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體 (如紙漿、泥漿、污水等 ) ,沒有壓力損失 ,所測體積流量不受流體密度、黏度、溫度、壓力和電導率 ( 10 5 Ω / cm) 的影響 ,測量范圍大 (流速為 0. 3～ 10 m/ s) ,口徑范圍寬 (3 mm 至 3 m) ,測量精度比較高 (基本誤差值的177。 0. 2 %～ 177。 0. 5 %) ,輸出與被測介質平均流速成正比 ,與流動狀 態(tài)無關 ,可測量瞬時脈動流量。但是它不能測量電導率很低的液體 (如石油制品 ) ,不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體 ,不能用于測量較高溫度的介質 (易受外界電磁干擾 ) 。 超聲波流量計 超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束 (或超聲脈沖 )的作用以測量流量的儀表。根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法 (直接時差法、時差法、相位差法和頻差法 )、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及 第 11 頁 共 20 頁 噪聲法等。 超聲波流量計雖然 可做非接觸式測量 ， 為無流動阻撓測量 ,無壓力損失 ，也可測量非導電性液體 ,對無阻撓測量的電磁流 量計是一種補充 ，但是它 傳播時間法只能用于清潔液體和氣體 ， 而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體 ，而且 多普勒法測量精度不高 。 渦流流量計 其原理是在管道內放置有漩渦發(fā)生體，當流體通過時，在其兩側會交替產生有規(guī)則的漩渦。漩渦發(fā)生體后方連接有超聲波傳感器，傳感器將感應到的漩渦發(fā)生頻率信號轉為電信號，其渦流產生頻率和流量有著線性關系，從而實現(xiàn)了流體的測量。 而且 渦輪流量計是基于動量矩守恒原理制造的速度式流量儀表 ,即利用置于流體中葉輪的旋轉角速度與流體流速成比例的關系 ,通過測量葉輪的轉速來反映通過 管道的體積流量 ,是目前流量儀表中比較成熟的高精度儀表 。 其特點是 :結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大 (同樣口徑可通過的流量大 ) ,易實現(xiàn)脈沖遠距離傳送 ,可適應高參數(shù) (高溫、高壓和低溫 ) 的測量需要 ,測量精確度較高 ,測量范圍較寬 ,動態(tài)響應好 ,壓力損失較小 。但是被測流體的部分物性對測量精確度有一定的影響 ,不能長期保持校準特性 ,對被測介質清潔度要求較高 ,流體的溫度、黏度、密度對儀表指示值有較大影響 ,由于有轉動部件會帶來磨損 ,儀表的使用年限受影響。適宜測量比較潔凈的低黏度液體。 綜上， 差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓 ,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。 而且它 是一類應用最廣泛的流量計 ,在各類流量儀表中其使用量占居首位。 所以在試驗中我們選擇 HAKKLG孔板 流量 計。 第 12 頁 共 20 頁 第三章 系統(tǒng)軟件設計 程序結構說明 任何一個系統(tǒng)的軟件設計都離不開硬件電路的連接，所以本課題硬件設計的高度模塊化決定了軟件設計的模塊化。 主要包括： 主控程序模塊、鍵盤掃描及處理子程序、采樣數(shù)據處理子程序、 PID算法子程序、 電機驅動與控制子程序和 顯示等子程序幾個部分。 結構圖如下 ： 圖 4 程序結構圖 主控程序模塊在整個結構中充當管理者，管理所有子程序的調用，就相當于個人計算機的操作系統(tǒng)。它主要負責初始化各個 I/O 口，等待鍵盤事件的發(fā)生，并作出相應的處理。并在適當?shù)臅r候調用數(shù)據采樣程序，并將采樣到的數(shù)據與鍵盤設定值比較。再通過 PID 計算后用以控制電機轉動，從而控制閥門開度，來達到流量的準確控制 。 主程序說明 主程序流程圖 主程序 鍵盤輸入 數(shù)碼管顯示 數(shù)據采集 PID 運算 直流電機 第 13 頁 共 20 頁 圖 5 主程序流程圖 主程序具體程序： /********************主函數(shù) **************************/ main() //主程序 { TMOD=0x21 。 //0b0010 0001 timer0 模式 1（ 16 位）， timer1 自動重裝載 TH0=0xfc 。 //1ms 延時常數(shù) 12M TL0=0x18 。 //低電平時間調節(jié) TH1=0x7f。 //定時器 1 賦初值 TL1=0 。 EA=1。 ET0=1。 開始 系統(tǒng)初始化 SW=1?？？？ AD 轉換 鍵盤設定 鍵盤
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