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中国矿业大学本科生毕业设计姓名:胡景军学号:10013681学院:信息与电气工程学院专业:信息工程设计题目:流体机械性能综合测试仪专题:指导教师:吴新忠任子晖职称:助教教授2005年6月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信电学院专业年级信息01(理工)学生姓名胡景军任务下达日期:2004年12月20日毕业设计日期:2005年2月28日至2005年6月20日毕业设计题目:流体机械性能综合测试仪毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:1.了解水泵、压风机和通风机三种流体机械的重要性能参数。2.了解流体机械性能参数检测原理。3.设计以单片机为核心的综合测试仪硬件系统。4.以汇编或C语言编写测试仪软件。院长签字:指导教师签字:中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况回答问题提出问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字:年月日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人:年月日摘要本文针对流体机械的运行参数的监测,论述了流体机械性能测试仪的研制过程,并给出了实验和仿真结果。文中详细阐述了单片机测控系统的硬件、软件及其特点,并对抗干扰措施作了分析。本测试仪能够实时采集流体机械的各种参数,测量数据达到报警值时,本装置立即发出报警信号,提醒值班人员注意,并且提供了RS232、RS485通讯接口,可以与企业的集散控制系统DCS通讯,为流体机械的安全运行和企业自动化程度的提高创造了条件。本仪器由以AT89S52单片机为核心的测控系统构成,采用V/F变换器替代传统的AD转换器构建前向通道,可以实现模拟信号的远距离传输,此外在硬件上还扩展了相关的控制功能,实用、先进是本装置的特征。因此,可以作为流体机械的在线监测设备推广使用。关键词:性能测试;流体机械;单片机;V/F变换器ABSTRACTThisthesisaimsatthemonitorofworkingparametersofthefluidmachine,statesthedevelopmentprocessandtheresultsoftheexperiment&thesimulationoftheperformancetestinstrumentofthefluidmachine.Thisthesiselaboratesthehardware,thesoftwareandtheirtraitsofthemicrocomputer-basedsystem,themeasuresofanti-interferencearealsoanalyzed.Themicrocomputer-baseddatadetectingandprocessingsystemcangathervariousparametersrealtimeinthecourseofthemotionofthefluidmachine.Accordingtothemeasureddata,oncetheinsulatedvalueofthefluidmachineisunderthealarmthresholdoroverthealarmthreshold,thedeviceimmediatelysendsoutalarmsignal,noticingthemanondutytopayattentiontothefluidmachines.TheRS232&RS485communicationinterfacesareprovidedtocommunicatewiththeDCSsystemofthecompany,thedevicepreparestheconditionsforsafetyrunningoffluidmachinesandimprovingtheautomationofcompanies.Thedeviceiscomposedbythemicrocomputer-baseddatadetectingandprocessingsystemwhichtakesthesingle-chipmicrocomputerofAT89S52asthecore.TheV/FconverterisusedtoconstitutetheinputchannelsinsteadoftheA/Dconverterintraditional,whichcantransfertheanalogsiginalforlongdistance.Therelatedcontrolfunctiononthehardwareinadditionwasstillexpanded,sopracticabilityandadvancementareelementaryfeaturesofthedevice,Hence,thedevicecanbepopularizedasmeasuringapplianceforthefluidmachine.Keywords:performancetest;fluidmachine;single-chipmicrocomputer;V/Fconverter目录1概述……………………………………………………………………………11.1引言………………………………………………………………………11.2论文选题的背景及意义…………………………………………………11.3检测项目及其性能要求…………………………………………………21.4本论文主要研究的内容…………………………………………………32流体机械性能综合测试仪原理及硬件电路设计……………………………42.1系统功能及总体结构……………………………………………………42.2硬件系统设计原则………………………………………………………52.3微处理器选型……………………………………………………………62.4系统扩展…………………………………………………………………72.4.1存储器及接口单元扩展………………………………………………72.4.2单片机I/O口使用……………………………………………………82.4.3单片机系统扩展中的关键问题……………………………………82.5系统配置…………………………………………………………………112.5.1前向通道……………………………………………………………112.5.2人机接口通道………………………………………………………162.5.3后向通道……………………………………………………………192.5.4相互通道……………………………………………………………212.6抗干扰设计……………………………………………………………232.6.1供电系统……………………………………………………………232.6.2印制电路板的布线和工艺…………………………………………242.6.3输入输出干扰的抑制………………………………………………243流体机械性能综合测试仪的软件功能实现………………………………253.1智能化单片机系统软件设计的发展状况………………………………253.1.1应用软件设计原则………………………………………………253.1.2监控软件开发过程…………………………………………………253.2流体机械性能综合测试仪软件功能……………………………………263.2.1软件功能…………………………………………………………263.2.2软件流程…………………………………………………………263.3流体机械性能综合测试仪软件实现……………………………………273.3.1编程语言选择………………………………………………………273.3.2基于模块的软件程序设计…………………………………………293.3.3软件设计中的抗干扰技术…………………………………………363.4本章小结…………………………………………………………………384基于Proteus的软硬件协同仿真…………………………………………394.1概述………………………………………………………………………394.2Proteus仿真软件…………………………………………………………394.2.1软件简介……………………………………………………………394.2.2Proteus仿真软件的使用……………………………………………394.3基于Keilc和Proteus的软硬件协同仿真………………………………404.3.1基于Keilc的软件仿真………………………………………………401.3.2基于Proteus的软硬件协同仿真……………………………………404.4本章小结…………………………………………………………………445结论…………………………………………………………………………455.1毕业设计中完成的工作…………………………………………………455.2系统存在的问题及改进方法……………………………………………45致谢……………………………………………………………………………46参考文献………………………………………………………………………47附录1:系统部分电路原理图…………………………………………………48附录2:系统相关程序…………………………………………………………52翻译部分中文译文…………………………………………………………………63英文原文…………………………………………………………………70中国矿业大学2005届本科生毕业设计第1页1概述1.1引言随着我国工业的发展,机械系统本身变得越来越庞大和复杂,当前如何确保工业生产中机械设备的安全运行一直受到关注,以保证机械设备安全、可靠和经济地运行。流体机械作为当前机械系统中一个重要的组成部分,正渗透在社会的每一个角落,仅以目前的煤矿生产为例,通风机作为调解矿井中瓦斯等易燃易爆气体的浓度专用机械,在煤炭采掘行业瓦斯爆炸事故频发,损失惨重的现实情况下,所发挥的举足轻重的作用更是一个不争的事实。对于流体机械的综合监测是保证流体机械正常运转,确保生产安全,和推动国民生产信息化和自动化进程的一个重要方面。同时,对于运行中的流体机械的监测是每一个生产运行人员的职责。但是,参数的监测完全依靠手工的检查、计算和测量也变得不太可能,而且安全和可靠性也不尽人意,实现智能化的在线监测是当前的设备监测的必然要求。1.2论文选题的背景及意义当前,流体机械的应用是相当广泛的。对于煤矿企业来说,通风安全基础数据的测定是一项费时费力的工作,其测定数据的准确可靠与否,是提高矿井生产管理水平、实现矿山企业科学管理、加快矿山企业数字化和信息化进程的重要举措之一。通风系统风速、风量、压力和阻力等参数测定是矿井安全生产管理昀基本、昀重要内容,是经常性的通风测试任务之一。《煤矿安全规程》124条规定,矿井或水平在投产前、改变通风系统后,以及在生产过程中,均应定期或不定期地进行通风系统的性能测定,以获得可靠的基础参数,为通风安全管理、通风设计和科学决策提供依据。实时的数据采集方法很多[1],而对于流体机械等性能测试系统采用PC机可能成本较高,因此特别是对于诸如通风机等工作环境恶劣的流体机械,往往采用以单片机为中心的数据采集系统,用于采集流体机械中常见的压力、流量、温度、流速等物理量。将矿井通风理论技术与现代电子、计算机技术紧密结合起来,利用先进的传感器、微电子技术,对矿井通风系统参数进行现场
本文标题:流体机械性能综合测试仪
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