700型微型标定装置控制系统改造

论文题目: 700型微型标定装置控制系统改造

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制工程

作者: 夏道永

导师: 柴毅,刘渝新

关键词: 系统改造,控制,设计,编程

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文研究的是作者所在单位实际生产需要的课题,微型标定装置作为活塞式体积管的一种,广泛用于流量标定系统的标准,是作者单位20世纪八十年代中期引进的产品。随着使用年限已久,已无法正常使用。同时新技术、新产品的出现,需要对装置的性能进行提升。本文较为全面介绍了完成该课题所作的工作,(1)装置的结构和工作原理分析。(2)控制系统技术分析。(3)微型标定装置控制系统改造方案及硬件设计。硬件设计包括信号采集板的设计,PLC控制器的设计。(4)软件设计,包括采用汇编语言对单片机的编程,采用控制器编程语言对PLC进行编程,采用全中文工业自动化控制组态软件对上位机控制软件的编程。(5)现场调试及其对项目的总结。全文重点介绍了硬件设计和软件设计。该课题在结构上改原控制为目前系统可靠性最高、采集数据响应最快、控制线路简单的PLC控制,系统主要由数据采集模块,PLC控制器和上位计算机组成,采用信号采集板负责高速脉冲信号采样和流量标定过程中的Tg、Tp时间采样。单片机通过RS232串口通讯与工控机进行通讯联接,通过数字电平信号与PLC之间进行信号交换。用PLC负责与工控机的通讯,与信号采集板的信号交换,以及旁通阀、换向阀、液压泵的启停控制。上位计算机作为监控计算机,现场数据通过PLC采集到计算机内,通过软件的处理、分析,提供各种需要的数据报表。对各种状态参数的指示、操作,报表的打印均在上位机进行。该课题采用双时间法计数的脉冲内插技术来解决控制器在两个计量脉冲信号之间计数。改造的结果表明改造后的系统能完全取代原与700型微型标定装置相配的1010标定控制计算机。标定程序的操作直观简单。在满足现阶段的高精度流量计生产需要的情况下,为将来发展流量计标定技术留下技术空间。改造后的系统对流量计进行大量的试验标定,证明了改造后的系统采用PLC进行控制在流量标定装置上可靠性。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 问题的提出及研究意义

1.1.1 问题的提出

1.1.2 研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 本文研究的目的和研究内容

1.3.1 本文研究的目的

1.3.2 本文研究的主要内容

2 装置的结构和工作原理分析

2.1 700 型微型标定装置的结构

2.2 700 型微型标定装置的工作原理

2.3 本章小结

3 控制系统技术分析

3.1 控制系统组成

3.2 技术指标

3.2.1 电源

3.2.2 环境条件

3.2.3 输出电源

3.3 功能要求

3.4 系统工作循环的动作过程

3.5 有关参数

3.5.1 装置组态参数说明如表4.1

3.5.2 装置运行状态输入\控制输出

3.5.3 逻辑关系

3.6 测试参数及其采集

3.6.1 控制系统测试参数包括

3.6.2 参数的采集

3.7 数据计算及处理

3.7.1 700 型装置的温度、压力修正

3.7.2 流量计的温度、压力修正

3.7.3 流量计脉冲频率

3.7.4 流量计流量

3.7.5 流量稳定性测试

3.7.6 流量计基本误差、重复性、修正系数的计算和处理

3.8 显示

3.8.1 固定参数

3.8.2 动态参数值

3.9 故障报警及显示

3.10 700 型装置状态及其显示

3.10.1 700 型装置中活塞的运动方向、旁通阀的开\闭等状态显示

3.10.2 700 型装置状态

3.10.3 700 型装置监控内容

3.11 参数的设置

3.12 700 型装置状态调整变换

3.13 密码识别和输入参数的锁定

3.14 本章小结

4 控制系统改造方案及硬件设计

4.1 控制系统改造方案

4.1.1 控制系统的的位置

4.1.2 控制系统硬件结构

4.1.3 系统配置

4.1.4 控制系统的功能

4.1.5 采集流量计脉冲的方法

4.2 硬件设计的输入输出

4.2.1 输入输出分析

4.2.2 输出控制信号

4.2.3 电平转换电路

4.3 信号采集板的设计

4.3.1 引言

4.3.2 信号采集板的硬件结构和功能

4.3.3 信号输入部分电路图

4.3.4 输入电路信号抗干扰的设计

4.3.5 采用D 触发器实现双时间法的脉冲计数

4.3.6 AT89C52 单片机电路设计

4.3.7 微处理器的抗干扰措施

4.3.8 串行通信设计

4.3.9 电源组件

4.4 PLC 可编程控制器的设计

4.4.1 功能分析

4.4.2 PLC 选型

4.4.3 PLC 的I/O 资源配置

4.4.4 PLC 接线图

4.4.5 PLC 的电路设计

4.5 本章小结

5 软件设计

5.1 PLC 程序设计

5.1.1 细化分析

5.1.2 PLC 程序流程图

5.2 单片机程序设计

5.2.1 高速采集模块细化分析

5.2.2 单片机程序流程图

5.3 上位机组态软件的设计

5.3.1 引言

5.3.2 MCGS 组态软件简介

5.3.3 控制系统的组态程序功能

5.3.4 程序的组态过程

5.4 本章小结

6 现场调试

6.1 现场调试经过

6.1.1 PLC 控制器的调试

6.1.2 MCGS 组态软件的调试

6.2 在调校和校表时出现情况及解决

6.2.1 重复性超差问题及其解决

6.2.2 多门脉冲信号问题及其解决

6.2.3 异常响声问题及其解决

6.3 项目改造的结果

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 后继研究工作的展望

致谢

参考文献

附录A

附录B

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

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