毕业设计论文-基于单片机的流量控制系统

毕业设计论文-基于单片机的流量控制系统内容摘要：

定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。 流量与差压的平方根成正比。 差压式流量计品种较多，目前市场上经常使用的差压式流量计有：孔板 流量计、 V 锥流量计、阿牛巴流量计、威力巴流量计、托巴管流量计、弯管流量计、明渠流量计等。 其中应用最多的孔板流量计 结构牢固 ,性能稳定可靠 ,使用寿命长 ，节流装置结构易于复制，简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉。 应用范围广泛 ,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟。 而且其计算公式也较为简单易计算理解。 其计算公式如下： v=aA √2/j(pq) v体积 j液体密度 a流量系数，与流道尺寸 取压方式和流速公布有关 A孔板开孔面积 pq压力差 电磁 流量计 电磁流量 计是基于法拉第电磁感应定律制成的测量导电性液体的仪表 ,即利用电磁感应原理来测量导管中导电液体的平均流速。 其特点是 :测量通道为光滑直管 ,不会阻塞 ,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体 (如纸浆、泥浆、污水等 ) ,没有压力损失 ,所测体积流量不受流体密度、黏度、温度、压力和电导率 ( 10 5 Ω / cm) 的影响 ,测量范围大 (流速为 0. 3～ 10 m/ s) ,口径范围宽 (3 mm 至 3 m) ,测量精度比较高 (基本误差值的177。 0. 2 %～ 177。 0. 5 %) ,输出与被测介质平均流速成正比 ,与流动状 态无关 ,可测量瞬时脉动流量。 但是它不能测量电导率很低的液体 (如石油制品 ) ,不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体 ,不能用于测量较高温度的介质 (易受外界电磁干扰 )。 超声波流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束 (或超声脉冲 )的作用以测量流量的仪表。 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法 (直接时差法、时差法、相位差法和频差法 )、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及 第 11 页 共 20 页 噪声法等。 超声波流量计虽然 可做非接触式测量 ， 为无流动阻挠测量 ,无压力损失 ，也可测量非导电性液体 ,对无阻挠测量的电磁流 量计是一种补充 ，但是它 传播时间法只能用于清洁液体和气体 ， 而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体 ，而且 多普勒法测量精度不高。 涡流流量计 其原理是在管道内放置有漩涡发生体，当流体通过时，在其两侧会交替产生有规则的漩涡。 漩涡发生体后方连接有超声波传感器，传感器将感应到的漩涡发生频率信号转为电信号，其涡流产生频率和流量有着线性关系，从而实现了流体的测量。 而且 涡轮流量计是基于动量矩守恒原理制造的速度式流量仪表 ,即利用置于流体中叶轮的旋转角速度与流体流速成比例的关系 ,通过测量叶轮的转速来反映通过 管道的体积流量 ,是目前流量仪表中比较成熟的高精度仪表。 其特点是 :结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大 (同样口径可通过的流量大 ) ,易实现脉冲远距离传送 ,可适应高参数 (高温、高压和低温 ) 的测量需要 ,测量精确度较高 ,测量范围较宽 ,动态响应好 ,压力损失较小。 但是被测流体的部分物性对测量精确度有一定的影响 ,不能长期保持校准特性 ,对被测介质清洁度要求较高 ,流体的温度、黏度、密度对仪表指示值有较大影响 ,由于有转动部件会带来磨损 ,仪表的使用年限受影响。 适宜测量比较洁净的低黏度液体。 综上， 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压 ,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 而且它 是一类应用最广泛的流量计 ,在各类流量仪表中其使用量占居首位。 所以在试验中我们选择 HAKKLG孔板 流量 计。 第 12 页 共 20 页 第三章 系统软件设计 程序结构说明 任何一个系统的软件设计都离不开硬件电路的连接，所以本课题硬件设计的高度模块化决定了软件设计的模块化。 主要包括： 主控程序模块、键盘扫描及处理子程序、采样数据处理子程序、 PID算法子程序、 电机驱动与控制子程序和 显示等子程序几个部分。 结构图如下 ： 图 4 程序结构图 主控程序模块在整个结构中充当管理者，管理所有子程序的调用，就相当于个人计算机的操作系统。 它主要负责初始化各个 I/O 口，等待键盘事件的发生，并作出相应的处理。 并在适当的时候调用数据采样程序，并将采样到的数据与键盘设定值比较。 再通过 PID 计算后用以控制电机转动，从而控制阀门开度，来达到流量的准确控制。 主程序说明 主程序流程图 主程序 键盘输入 数码管显示 数据采集 PID 运算 直流电机 第 13 页 共 20 页 图 5 主程序流程图 主程序具体程序： /********************主函数 **************************/ main() //主程序 { TMOD=0x21。 //0b0010 0001 timer0 模式 1（ 16 位）， timer1 自动重装载 TH0=0xfc。 //1ms 延时常数 12M TL0=0x18。 //低电平时间调节 TH1=0x7f。 //定时器 1 赋初值 TL1=0。 EA=1。 ET0=1。 开始 系统初始化 SW=1?。 AD 转换 键盘设定 键盘。