小區(qū)交換站供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-09 00:33本頁(yè)面
【正文】 、實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)控制對(duì)速度的要求口。朱本坤在在其文獻(xiàn)中介紹了基于PC的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，討論了PC機(jī)和單片機(jī)之間的通信原理和通訊方法，同時(shí)給出了VB通訊程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。其系統(tǒng)的采用，解決了大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和復(fù)雜圖表的顯示等問(wèn)題[10]。例如，劉曉萍在其文獻(xiàn)中談到了基于微處理器F040的換熱站數(shù)據(jù)采集與控制模塊，為供熱系統(tǒng)提供了一種新型現(xiàn)代化監(jiān)控器，對(duì)于保證安全生產(chǎn)和提高換熱站運(yùn)行效率及自動(dòng)化水平有著重要意義和廣闊的應(yīng)用前景。 我國(guó)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)集中供熱智能無(wú)人值守?fù)Q熱站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，林舒宜與張炳偉在其文獻(xiàn)中闡述了通過(guò)對(duì)換熱站的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、集中管理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)換熱站 的信息匯總到服務(wù)器，增強(qiáng)自動(dòng)化管理。 另外，王萌也在其論文中闡述了設(shè)計(jì)的供暖換熱站運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，可采集多個(gè)換熱站的運(yùn)行參數(shù)，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將換熱站的運(yùn)行參數(shù)傳送到供暖監(jiān)控中心，集中顯示和監(jiān)測(cè)，從而減少各個(gè)換熱站的工作人員，實(shí)現(xiàn)各換熱站無(wú)人值守，達(dá)到了減員增效的目的，同時(shí)提高了供暖可靠性，保證供暖質(zhì)量。 論文研究?jī)?nèi)容 本文研究的是以單片機(jī)為核心的社區(qū)交換站供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)，通過(guò)微處理器及外圍電路完成對(duì)換熱站內(nèi)的溫度、壓力、流量等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集及顯示，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可把該監(jiān)測(cè)裝置所采集的數(shù)據(jù)送至供暖監(jiān)控中心，進(jìn)行集中顯示和監(jiān)測(cè)。2 課題方案設(shè)計(jì) 城市集中供熱系統(tǒng)的構(gòu)成城市集中供熱系統(tǒng)主要包括熱力站（或稱熱源廠）、熱水管網(wǎng)、換熱站、用戶（或稱居民社區(qū)）等幾部分。連接于熱源廠和熱用戶之間的供熱系統(tǒng)是整個(gè)集中供熱系統(tǒng)的重要組成部分，居民社區(qū)的供熱系統(tǒng)主要包括社區(qū)的熱水管網(wǎng)和熱力站，熱水管網(wǎng)分為一次網(wǎng)與二次網(wǎng)，一次網(wǎng)是指連接于城市管網(wǎng)與熱力站之間的管網(wǎng)，二次網(wǎng)是指連接于熱力站與熱用戶之間的管網(wǎng)，熱力站通過(guò)二次管網(wǎng)把熱量送到終端用戶。 方案總體設(shè)計(jì)框圖根據(jù)本課題的設(shè)計(jì)要求，數(shù)據(jù)采集模塊包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)采集與輸入模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。 2）、熱交換站二次側(cè)總管的供水溫度和回水溫度（兩路溫度信號(hào)） 3）、熱交換站一次側(cè)供水總管壓力和回水總管壓力（兩路壓力信號(hào)） 4）、熱交換站二次側(cè)供水總管壓力和回水總管壓力（兩路壓力信號(hào)） 5）、熱力站補(bǔ)水管網(wǎng)的的流量（一路流量信號(hào)）STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍。本課題采用40引腳封裝的單片機(jī)型號(hào)：PDIP40，： STC12C5A60S2單片機(jī)及其引腳圖 傳感器的選擇1）溫度傳感器的選擇本設(shè)計(jì)中，要求水溫測(cè)量范圍0176。C ,誤差為177。C 。C ~+125176。176。DS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供912位攝氏溫度測(cè)量而且有一個(gè)由高低電平觸發(fā)的可不因電源消失而改變的報(bào)警功能。 2）壓力傳感器的選擇考慮到工業(yè)實(shí)際環(huán)境和要求，壓力傳感器采用工業(yè)中的壓力變送器，它能夠接收氣體液體等壓力信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，以供記錄儀、報(bào)警儀等儀器進(jìn)行測(cè)量。壓力變送器具有優(yōu)良的可靠性，廣泛的適應(yīng)性以及很強(qiáng)的適應(yīng)性和多樣性，可廣泛用于石油、化工、電力等領(lǐng)域。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小，可測(cè)流量范圍大。電磁流量計(jì)測(cè)量范圍度大，通常為20：1~50：1，可選流量范圍寬；電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬，從幾毫米到3米；可測(cè)量正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量，只要脈動(dòng)頻率低于激磁頻率很多；儀表輸出本質(zhì)上是線性的；易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應(yīng)用于腐蝕性流體等優(yōu)點(diǎn)?！∪舾街鴮与妼?dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近，儀表還能正常輸出信。 顯示器的選擇本課題要求顯示4路溫度、四路壓力、兩路流量數(shù)據(jù)，以及兩路開(kāi)關(guān)量，本課題采用LCD1602液晶顯示器進(jìn)行溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)顯示，用兩只二極管的亮滅分別代表循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的啟停狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量。液晶顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫(huà)面。（16列2行）1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器?！ 〉?腳：E(或EN)端為使能端,高電平時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第15～16腳：空腳或背燈電源。3 硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)STC12C5A60S2外部晶振為12MHz,一個(gè)指令周期為1/12us，其最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。常用的時(shí)鐘信號(hào)電路設(shè)計(jì)兩種方式，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種是外部時(shí)鐘方式，本設(shè)計(jì)從簡(jiǎn)化電路方面考慮，采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路中電容C1和C2通常選擇30pF左右，電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。復(fù)位電路單片機(jī)的初始化操作，可以初始化系統(tǒng)，擺脫由于程序運(yùn)行出錯(cuò)和操作失誤造成的系統(tǒng)死鎖狀態(tài)。本課題采用手動(dòng)復(fù)位。圖31 STC12C5A60S2的最小系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)1）溫度采集模塊的設(shè)計(jì)DS18B20有8引腳的SO封裝、8引腳μSOP封裝以及3引腳TO—92封裝3種形式。 DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)連接圖2）壓力采集模塊的設(shè)計(jì)壓力變送器所采集的壓力范圍為0~20MPa，輸出的是4~20mA的直流信號(hào)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有A/D轉(zhuǎn)換功能的P1口輸入的模擬信號(hào)是1~5V的電壓信號(hào)，因此， 壓力采集及其信號(hào)處理電路要將壓力變送器輸出的4—20mA的電流經(jīng)250Ω的電阻變成15V的電壓，經(jīng)電容濾波后連接到自帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)的P1口。 4）開(kāi)關(guān)量采集模塊的設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)量采集電路光電耦合器亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。本課題須采集循環(huán)泵、補(bǔ)水泵啟停狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量，設(shè)計(jì)電路為
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