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课程设计流量单片机.pdf
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2020-07-17
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东秦流量单片机课程设计 设计了一个工业流量控制的简单控制回路,利用STM32单片机对其进行控制,并利用上位机软件将控制量进行可视化处理。此设计仅做参考,切勿照抄(老师印象应该比较深)。
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1
东北大学秦皇岛分校控制工程学院
《过程控制系统》课程设计
设计题目:智能化流量控制系统设计
学 生:
专 业:
班级学号:
指导教师:
设计时间:
2
东北大学秦皇岛分校控制工程学院
《过程控制系统》课程设计任务书
专业 班级 姓名
设计题目: 智能化流量控制系统设计
一、设计实验条件
过程控制系统实验室实验系统
二、设计任务
1
、系统构成:
对象:同学们根据需要自己选择控制的流量对象,可以是任何流体。
传感器:根据所选对象选取合适的传感器,包括型号、灵敏度、测量范围、精度、
原理等。
控制器:本组同学必须选取单片机作为控制器单片机型号自定。
执行器:查找资料自行选择。必须和自己的控制对象相匹配。
2
、写出流量测量与控制过程,绘制流量控制系统组成框图。
3
、(
1
)系统硬件电路设计自选。
(
2
)编制流量测量控制程序:软件采用模块化程序结构设计,由流量采集程序、
流量校准程序、流量控制程序等部分组成。
三、设计说明书的内容
1
、 设计题目与设计任务(设计任务书)
2
、 前言(绪论)
(
设计的目的、意义等
)
3
、 主体设计部分
4
、 参考文献
5
、 结束语
四、设计时间与设计时间安排
1
、 设计时间:
2
周
2
、设计时间安排:
熟悉实验设备、实验、收集资料:
4
天
设计计算、绘制技术图纸:
4
天
编写课程设计说明书:
5
天
答辩:
1
天
1
一、前言
流量控制在工业生产中非常常见,尤其是在食品、化学药品、材料生产工业等,
气体或液体流量的不合理控制往往会对产品的质量产生严重影响,因此必须利用自动
控制技术,对管道中气体或液体流量进行严格的控制管理。
此次课程设计针对酒类生产工业中酒在管道中的流量进行控制,利用 STM32 单片
机、流量计与电动调节阀组成流量控制回路,保证酒精流量可以保持恒定,从而保证
装瓶时每个瓶中的酒含量一致。
二、系统硬件设计
系统硬件部分包括传感器,控制器,执行器的选型与电路设计。
2.1 传感器选型
流量传感器,又称流量计,流量变送器,一般安装在直管处,用于测量流过的水
流量。按原理分,有涡轮流量计,容积式流量计,超声波流量计等。其中涡轮流量计
是比较常见的流量计,选用其作为系统的传感器。
图 1 涡轮流量计
我们选用晟节公司的 LWGY 型流量计作为流量传感器,结合实际需求,最终我们
确定传感器型号为 LWGYD,公称通径为 40mm,正常流量范围为
hm /20~2
3
,防爆型,
精度等级为 0.2 级。其具有精度高,测量范围宽,下限流速低,压力损失小,重复性
好等特点。它以两线制 4-20mA 标准电流信号作为输出信号,最远可传输 500m。非常
2
适合在工业生产总应用。
传感器参数详见附录附图 1。
2.1.1 传感器原理
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片
具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在
一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久
磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量
从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度
的连续的矩形脉冲波可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的
流量范围内,脉冲频率 f 与流经传感器的流体的瞬时流量 Q 成正比,流量方程为:
k
f
Q 3600
(1)
式中:
f——脉冲频率[Hz];
k——传感器的仪表系数[
3
/1 m
],由校验单给出。若以[1/L]为单位
k
f
Q 6.3
Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[
hm /
3
];
3600——换算系数。
2.1.2 传感器安装
图 2 传感器安装示意图
图 2 为传感器安装示意图,其中旁路管道的作用为检修期间保证液体通过。左侧
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劢炜
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