基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现)

基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现) 52单片机调制PWM控制电动阀,利用先进数字PID控制算法精确控制流量大小。实物和proteus仿真实现,还有另外一份报告可以参考,两份均有完整整的C语言的程序,有注释容易理解和移植。方便

《过程控制仪表》 课程设计报告

设计题目 指导老师 设计者 专业班级 设计日期

基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现) 52单片机调制PWM控制电动阀,利用先进数字PID控制算法精确控制流量大小。实物和proteus仿真实现,还有另外一份报告可以参考,两份均有完整整的C语言的程序,有注释容易理解和移植。方便

目 录

第一章 流量控制系统（实验部分）...................................1

2.1 控制系统工艺流程............................................1 2.2 控制系统的控制要求..........................................5 2.3 系统的实验调试.............................................. 7

第二章 流量控制系统工艺流程及控制要求...........................9

2.1 控制系统工艺流程 ..................................................9 2.2 设计内容及要求 ...................................................10

第三章 总体设计方案 ..................................................11

3.1 设计思想 ..........................................................12

3.2 总体设计流程图 .............................................13 第四章 硬件设计 .......................................................14

4.1 硬件设计概要...............................................14 4.2 硬件选型 ..........................................................15 4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 .................................16

第五章 软件设计 .......................................................17

5.1 软件设计流程图及其说明 ..........................................17 5.2 源程序及其说明 ...................................................18

第六章 系统调试及使用说明..........................................20 第七章 收获、体会 ....................................................21 参考文献 ..................................................................22

基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现) 52单片机调制PWM控制电动阀,利用先进数字PID控制算法精确控制流量大小。实物和proteus仿真实现,还有另外一份报告可以参考,两份均有完整整的C语言的程序,有注释容易理解和移植。方便

设计电磁流量计为流量传感器,单片机为核心流量控制系统。 本系

统采用C51系列的89S52单片机为核心,通过设置89S52单片机的定时器产生脉宽可调的PWM波【2】,对阀门电机的输入电压进行调制,实现阀门开度的变化,进而实现了对液体流量的控制。单片机通过电磁流量计采集实际流量信号,根据该信号对其内部采用数字PID算法对PWM变量的值进行修改,从而达到对流量的闭环精确控

1、设计电磁流量计为流量传感器，单片机为核心流量控制系统。系统主要由水泵、水泵电机、流量传感器、电动阀门、阀门电机、单片机控制系统等组成。 2、写出流量控制过程，绘制控制系统组成框图 3、利用单片机对流量进行控制 （1）系统硬件电路设计

单片机采用89S52；设计键盘及显示电路，电机控制电路（可控硅，光电耦合器）。

（2）编制流量控制程序

一 ，流量控制系统设计意义

工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应

【1】

用广泛。

在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量引起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别高。此外， 在环境保护领域，流量测量仪表也扮演着重要角色。人们为了控制大气污染，必须对污染大气的烟气以及其他温室气体排放量进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测量对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行仿真与试验。流量计在现代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也都有广泛的应用。

二，系统方案

基于AT89C52单片机的流量控制系统课程设计报告(仿真和实物实现) 52单片机调制PWM控制电动阀,利用先进数字PID控制算法精确控制流量大小。实物和proteus仿真实现,还有另外一份报告可以参考,两份均有完整整的C语言的程序,有注释容易理解和移植。方便

1、方案整体思路

液体流量控制通常采用电动调节阀实现，近年来，电动调节阀的结构和控制方式发生了很大的变化， 随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，使采用全控制的开关功率元件进行脉宽调制（pulse width modulation ,简称PWM）控制方式得到了广泛的应用。这种控制方式很容易在单片机中实现，从而为电动调节阀的控制数字化提供了基础。将 偏差的比例（proportion）、积分（integral）、微分（differential）通过线性组合构成数字控制量，构成数字PID控制器，它具有非常强的灵活性，可以根据试验和经验在线调整参数，因此可以得到更好的控制性能。

本系统采用C51系列的89S52单片机为核心，通过设置89S52单片机的定时器产生脉宽可调的PWM波【2】，对阀门电机的输入电压进行调制，实现阀门开度的变化，进而实现了对液体流量的控制。单片机通过电磁流量计采集实际流量信号，根据该信号对其内部采用数字PID算法对PWM变量的值进行修改，从而达到对流量的闭环精确控制。

2、实现流程

流量控制系统是一个过程控制系统，在设计的过程中，必须明确它的组成部分。过程控制系统的组成部分有：控制器、执行器、被控对象和测量变送单元，其框图如图1所示。

图1 流量过程控制组成框图

电磁流量计：对输出流量进行检测，并与设定值比较，差值作为控制器的输入。

PID控制器：对差值进行P 、I、D运算，输出对应得模拟量控制电机正反转和转速。 直流电机：根据控制器输出正反转，控制阀门开度增大或减小。 阀门：直接控制流量的执行机构。

所以，在这个系统的设计中，主要设计以上几个部分。除此之外，根据题目要求，还要选取合适的控制算法来达到满足系统参数的要求。具体就是确定控制器的算法和如何控制阀门开度，因为这两部分是实现本系统控制目的 …… 此处隐藏：12326字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……