基于MODBUS协议的单片机智能电炉温度采集系统

论文摘要

目前我国天然橡胶的生产加工都是采用传统的方法,对胶片进行压薄、皱片、锤磨造粒后通常都需要进行干燥,而干燥过程对热风温度的采集采用老式的仪表,以手工操作来控制,没有自动化,不含现场总线技术,劳动强度大,出胶量少,而干燥过程中的自动化采集先进与否直接影响着产品的质量与人力消耗,对橡胶生产的后续加工有着非常重要的意义。现场总线是当今自动化领域发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它作为工业数据通信网络的基础,沟通了生产过程现场设备之间的联系。现今现场总线有很多的标准,MODBUS协议是其中重要的一个标准,已经是工业领域全球最流行的协议之一。许多工业设备,包括PLC,DCS,智能仪表等都使用MODBUS协议作为他们之间的通讯标准。本论文针对天然橡胶干燥加工过程的实际需求,为了实现干燥过程的自动化同时降低成本,提出了一种基于MODBUS协议的51单片机电热风炉温度采集系统解决方案。系统中下位机由AT89S52单片机,TS12864A-3型LCD液晶显示器,（LED数码管辅助使用）,DS18820温度传感器组成,实现现场温度的采集、显示,上位机采用VC++6.0编程,以SQLsever2000作为数据库后台,上位机与下位机之间采用485网络通信,研究并编写基于MODBUS协议的工控软件,通过串口实现下位机上传数据的采集、显示,将采集的温度值保存到SQLsever2000数据库中,同时实时绘制温度的动态曲线。实验测试表明,本系统实现了上下位机的基于MODBUS协议的通讯,在下位机LCD和上位机界面显示温度值,在数据库中保存实际温度值,并且实时显示温度误差不超过0.5℃。本采集系统符合工业采集系统设计的要求,对橡胶干燥等需要进行温度采集的加工生产可以起到重要的作用,本文提出的方法对于采用MODBUS的智能系统的研究与开发也具有一定的理论研究和实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及选题依据
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本课题的目的及意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 1.5 本文主要内容
• 第二章 MODBUS协议
• 2.1 MODBUS协议结构
• 2.2 MODBUS协议概述
• 2.2.1 总体描述
• 2.2.2 MODBUS数据单元
• 2.2.3 MODBUS通信原理
• 2.2.4 MODBUS通信网络
• 2.3 MODBUS两种传输方式
• 2.3.1 ASCII模式
• 2.3.2 RTU模式
• 2.4 MODBUS消息帧
• 2.4.1 ASCII帧
• 2.4.2 RTU帧
• 2.4.3 字符的连续传输
• 2.5 错误检测方法
• 2.5.1 LRC检测
• 2.5.2 CRC检测
• 2.6 本章小结
• 第三章 电炉温度采集硬件设计
• 3.1 设计要求
• 3.2 系统硬件总体设计
• 3.3 硬件选型及电路设计
• 3.3.1 单片机的选择及功能
• 3.3.2 温度传感器选型
• 3.3.2.1 DS18B20传感器
• 3.3.2.2 DS18B20工作过程
• 3.3.3 显示器的选型
• 3.3.3.1 LCD显示器的选型
• 3.3.3.2 LED数码管显示器的选型
• 3.4 本章小结
• 第四章 电炉温度采集软件设计
• 4.1 系统软件总体设计
• 4.2 下位机软件设计
• 4.2.1 下位机软件总体设计
• 4.2.2 数据采集程序设计
• 4.2.3 LCD显示程序设计
• 4.2.4 LED显示程序设计
• 4.2.5 MODBUS协议串口程序
• 4.3 上位机软件设计
• 4.3.1 上位机软件总体设计
• 4.3.2 MODBUS串口程序设计
• 4.3.3 数据库存储程序设计
• 4.3.4 数据动态曲线图
• 4.4 本章小结
• 第五章 电炉温度采集系统测试
• 5.1 系统运行环境配置
• 5.2 系统运行调试
• 5.3 系统测试结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 论文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研工作