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烟草烤窑智能化控制系统关键技术的研究

2020-12-09阅读(584)

烟草烤窑智能化控制系统关键技术的研究

论文摘要

烟草是重要的经济作物。作为烟草生产重要原料的烤烟烟草,其品质的优劣、产量的高低直接关系到卷烟工业的发展和经济效益的提高。在烤烟生产过程中,烘烤是保证烤烟质量形成的重要环节。目前许多学者已研究出了使用继电器控制单个烤窑的温湿度,然而继电器只有断开、闭合两种状态,不能进行平滑调节,不利于提高烟叶烘烤的质量,也不利于烟农在烘烤过程中对温湿度的掌握。针对上述情况,本文在前人研究的基础上研制烤窑智能控制系统,并且用电子器件代替继电器控制烤窑的温度,实现对温度的平滑调节,提高烟叶烘烤的质量。本研究的主要工作和结论如下:（1）在分析研究烟草烘烤控制系统的发展状况和系统应用需求的基础上,提出基于MOSFET器件的电路控制方案,并根据烟草烤窑所处地理环境条件的限制,选用超低功耗的MSP430系列单片机。（2）对下位机系统方案进行选型并搭建硬件平台。系统控制芯片选用TI公司生产的MSP430F149单片机;温湿度采集设备采用瑞士Sensirion公司的基于CMOSensTM技术的数字温湿度传感器SHT11;选用用MOSFET IRFP450控制烤窑的电加热丝;选用继电器JZC-23F（4123）控制烤窑的喷湿阀、风机和冷风门。（3）结合温湿度传感器SHT11的检测特性对下位机温湿度控制系统用C语言编程,使单片机按要求输出PWM控制信号。（4）在PC上位机系统上,利用ACCESS软件工具建立烟草烘烤标准数据库,VC++6.0软件编程建立人机对话界面并实现上下位机的串行通讯功能。（5）经实验测试表明,系统所采用的基于MOS管的控制系统具有实时、稳定的特性,并且平滑连续调节,能够精确控制烤窑的温度和湿度,满足烟草烤窑对温湿度的高精确度的要求,为后续研究、开发奠定了一定的基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的目的及意义
  • 1.2 国内外研究现状及发展趋势
  • 1.3 研究内容
  • 1.4 烟叶烘烤及其技术
  • 1.4.1 烟叶烘烤概念
  • 1.4.2 烟草烤窑
  • 1.4.3 烟叶烘烤工艺
  • 第二章 烟草烤窑控制系统总体设计
  • 2.1 系统总体结构
  • 2.1.1 通讯模块的选择
  • 2.1.2 下位机控制部分
  • 2.1.3 单片机的选择
  • 2.1.4 温湿度传感器的选择
  • 2.2 控制系统软件设计
  • 第三章 控制系统硬件设计
  • 3.1 控制系统硬件电路设计
  • 3.2 控制器的选择
  • 3.3 电源电路
  • 3.3.1 降压稳压器原理
  • 3.3.2 电源电路的设计
  • 3.4 晶振电路
  • 3.4.1 晶振的原理
  • 3.4.2 晶振电路的设计
  • 3.5 JTAG 接口电路
  • 3.5.1 JTAG 的概念
  • 3.5.2 JTAG 电路的设计
  • 3.6 MAX485 通信收发电路
  • 3.6.1 串行通信的概念
  • 3.6.2 RS-485 与RS-232 的比较
  • 3.6.3 MAX485 通信收发电路的设计
  • 3.7 复位电路
  • 3.8 控制电路设计
  • 3.8.1 MOSFET 简介
  • 3.8.2 光电耦合器
  • 3.8.3 电子电路的设计
  • 3.9 温湿度传感器电路的设计
  • 3.9.1 温湿度传感器SHT11
  • 3.9.2 温湿度传感器电路的设计
  • 3.10 继电器控制电路
  • 3.10.1 继电器
  • 3.10.2 电磁式继电器
  • 3.10.3 继电器控制电路的设计
  • 3.11 交-直流转换电路
  • 3.12 LED 电路
  • 3.13 下位机控制系统电路
  • 第四章 下位机控制系统软件设计
  • 4.1 MSP430F149 单片机
  • 4.1.1 MSP430F149 性能
  • 4.1.2 MSP430F149 单片机结构
  • 4.1.3 MSP430 开发环境简介
  • 4.2 下位机控制系统软件编程
  • 4.2.1 头文件声明
  • 4.2.2 主函数
  • 4.2.3 初始化函数
  • 4.2.4 温湿度采集函数
  • 4.2.5 温湿度控制函数编程
  • 第五章 上位机数据库和串行通讯
  • 5.1 数据库的建立
  • 5.2 显示界面和串行通信
  • 第六章 测试与分析
  • 6.1 系统测试
  • 6.2 系统分析
  • 第七章 结论与展望
  • 7.1 结论
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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