控制仪表与计算机控制装置课程设计

.智能仪表综合课程设计

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0 摘 要

随着时代的进步和发展，智能仪表已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于89C51单片机的温度报警系统，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和模数转换，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。AT89C51与ADC0808结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。

关键词：温度报警；ADC0808；AT89C51

.智能仪表综合课程设计

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1 目录

1 智能仪器仪表的简介 .................................................... 2

1.1智能仪器仪表简介 .................................................. 2

1.2智能仪器仪表的作用 ................................................ 2

1.3本课题的背景和意义 ................................................ 3

2 系统设计简介 .......................................................... 4

2.1 芯片简介 .......................................................... 4

2.2 设计要求 .......................................................... 4

KMM调节器组态、实现及控制系统模拟调试

一、 设计目的

1 了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。

2 掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。

3 初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。

二、 设计实验设备

KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1

三、 设计步骤

1 由控制要求画出控制流程图。

对如图1所示的天然气压力控制系统，要求对罐内压力进行单变量定值控制。储罐压力经压力变送器测量后，由KMM模入通道2送至调节器中。调节器输出AO1经电/气转换器控制气动式调节阀，控制罐内压力。

TRACK< >A/MAIIITKIH/LORTMAM图2 控制系统SAMA图AO1AIR2PTI/Pf(x)

1 各设备的面板说明和操作方法见附录。 天然气储罐KMMPI/P天然气供气管道图1 天然气压力控制系统流程AO1AIR2控制要求：当调节器的给定值SP和测量值PV之偏差超过给定的监视值（15%）时，调节器自动切换至手动（M）方式。在偏差允许的范围内（15%），允许切入自动（A）方式。

2 确定对可编程序调节器的要求。

控制系统要求一路模拟量输入（模入）通道输入压力信号，一路模拟量输出（模出）通道输出控制信号控制压力调节阀。而KMM具有5路模入通道、3路模出通道（其中第一路模出通道AO1可另外同时输出一路4～20mA电流信号），可满足本系统控制要求。

3 设计控制原理图（SAMA图）。

根据控制对象的特性和控制要求，进行常规的控制系统设计。并用SAMA图表达出控制方案。见图2所示。

SAMA图例是由美国科学仪器制造商协会（Scientific Apparatus Maker’s

Association）制订的标准功能图例，用于控制系统设计功能的表达。图例表示了最基本的功能，在设计使用时把某些功能图例组合在一起，表示某一功能块或显示操作器的功能，从而将全部控制功能表达出来。

工业自动化仪器仪表控制系统设计及开发

摘要：工业自动化仪器仪表控制系统对于实现智能化控制，及时调整仪器仪表的工作状态有着不可或缺的作用。由于目前工业自动化仪器仪表控制系统存在控制指令不够完整，对仪器仪表数据的变化不够敏感等问题，无法形成精准的仪器仪表控制系统，对仪器仪表无法进行完全快速的控制，这就导致了工业自动化仪器仪表实现智能化控制的步伐停滞不前，很不利于仪器仪表的工作，无法实现实时调整状态和接收指令。因此，建立一个能够精准控制工业自动化仪器仪表的控制系统来实现各零件之间以及仪器仪表与计算机之间的数据与指令传输变得非常重要。本文通过设计控制系统的硬件及软件，生成一个新的控制系统，在理论上可以对仪器仪表进行精准高效的控制。通过实验，解决了传统控制系统传输数据速度较慢的问题，为未来工业自动化仪器仪表控制系统的开发提供了新思路。

关键词：工业自动化；仪器仪表；控制系统；设计及开发

1工业自动化仪器仪表控制系统硬件设计

设计工业自动化仪器仪表控制系统首先要进行硬件的设计，控制系统需要将仪器仪表与计算机进行连接，通过二者之间的连接来实现计算机控制工业自动化仪器仪表的目的。GPIB总线的传输能力强，可以实现仪器仪表之间或者是仪器仪表与计算机之间的双向信息传输，并且传输的速度非常快，因此，采用GPIB总线用于连接仪器仪表及计算机在理论上可以实现更快的控制。GPIB总线的连接方法分为星型和线型两种，由于线型连接方法对于各个机器之间的距离有严苛的要求，因此，本文采用星型连接方法连接仪器仪表与计算机。以计算机为中心，通过星型连接方式利用GPIB总线接入接口，控制系统的电路图见图1。

图1控制系统电路图

如图1所示：中间的接口为计算机接口，四周的四个接口为仪器仪表接口，呈星型分布，且各个仪器仪表之间也可以进行数据传输，这样一来，该控制系统就实现仪器仪表之间和仪器仪表与计算机之间的双向高速信息传输。

2工业自动化仪器仪表控制系统软件设计

摘 要

本课程设计实验采用的是计算机和三菱Q系列PLC和三菱FR-F740系列变频器来实现控制，实验的目标是通过控泵的出油量来把油罐中的液位控制在设定的高度。本课程设计实验报告首先对此次试验的主要任务和实现方式做了简要的阐述，之后针对实验要求提出了可行的设计方案并进行了讨论和比较。

我们利用PLC，变频器和电机在实验室构成了单回路的闭环控制系统，并采用了PI算法对PLC编程。经过了一段时间的学习，通过多次校正和对参数的修改调试，最终实现了稳定运行和液位（转速）控制的在设定值的实验目标。并将整个过程反映在了本次试验报告中。

程设计是以我们自己的专业课程（过程控制系统）为依托，针对一个特定的设计内容对我们进行完整的控制系统设计训练的教学环节。使我们通过整个课程设计的过程了解和掌握过程控制系统设计的内容、步骤、规范和方法等。为将教材中的理论和上课时学习的知识与实际自动化工程提供结合的机会，加深我们对过程控制系统这门课程的理论知识和应用实践的认识。

我们的设计内容包括：控制系统可行性分析，控制原理分析与设计，控制设备选型、系统接线图纸设计，控制系统编程实现以及实验验证等。我们可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。

关键词：PLC，变频器，自动化，液位控制

II

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………Ⅰ1. 概述………………………………………………………………………………1

2. 课程设计任务及要求……………………………………………………………2

2.1 设计任务……………………………………………………………………2

2.2 设计要求……………………………………………………………………2

3. 理论设计…………………………………………………………………………3

3.1 方案论证 …………………………………………………………………3