毕业论文：高精度液体滴注装置控制系统设计.doc文档【45页完整版】

控制特性应用单片机，对来自管道的流量信号及时进行分析和处理，以控制电磁阀，实现系统功能。

本文所介绍的高精度液体滴注装置控制系统的特色主要在于控制简单安全，对流量的高精度控制以及器件选择上的经济合理性。

系统的高精度对于液体滴注装置控制系统，其精度的高低主要取决于液体流量的测量。

由于经济效益，可广泛应用于食品医药化工武器弹药等液体物料流水线的在线自动控制。

从根本上解决常规秤量方法无法满足使用要求的难题。

对保证产品质量，提高经济及社会效益具有重要意义。

通过对传统流量计量工作原理的研究，应用单片机技术，并结合现代传感器技术计算机技术，开发了基于单片机的高精度液体滴注装置系统。

该系统的实现简化了管道的压力控制，提高了设备的自动化程度，能够避免工作人员与液体的直接接触，并具有较高的精度和可行性。

度和可行性。

由于联系液压系统的相关知识，应用部分液压元器件，减少了资金投入，使该系统具有较高的该系统通过对传统流量计量工作原理的研究，应用单片机技术，并结合现代传感器技术计算机技术，开发了基于单片机的高精度液体滴注装置系统。

部分内容简介包括操作人员的直接接触，所以需要设计种能够满足上述应用条件，又能够准确计量液体容积的装置及其控制系统。

从根本上解决常规秤量方法无法满足使用要求的难题。

对保证产品质量，提高经济及社会效益具有重要意义。

通过对传统流量计量工作原理的研究，应用单片机技术，并结合现代传感器技术计算机技术，开发了基于单片机的高精度液体滴注装置系统。

该系统的实现简化了管道的压力控制，提高了设备的自动化程度，能够避免工作人员与液体的直接接触，并具有较高的精度和可行性。

由于联系液压系统的相关知识，应用部分液压元器件，减少了资金投入，使该系统具有较高的经济效益，可广泛应用于食品医药化工武器弹药等液体物料流水线的在线自动控制。

本文的主要内容本文首先介绍了下高精度液体滴注装置控制系统设计的般考虑，重点讲解了下该系统的硬件设计和软件设计。

本文的章节及主要内容安排如下第章中介绍高精度液体滴注装置控制系统的背景，研究意义第章中介绍高精度液体滴注装置控制系统设计的般考虑第章中介绍高精度液体滴注装置控制系统的硬件设计第章中介绍高精度液体滴注装置控制系统的软件设计最后对全文进行小结。

高精度液体滴注装置控制系统的般考虑系统的功能和参数系统的基本功能该系统以单片机为核心，采用相应的传感器检测管道流量压力和试管位置，送入单片机进行处理来控制步进电机电磁阀的运动和开关状态，以实现液体滴注的高精度控制，在系统执行过程中实时显示瞬时流量，并当管道压力超过系统上限时进行中断处理。

系统的主要技术参数系统的管道直径为流量传感器的检测范围为流量的设定值为测量精度为检测精度为系统压力范围为系统压力上限值设定为选用溢流压力为略小于的溢流阀显示方式为显示。

系统特色任何个控制系统，在其设计过程中，都有自身的优缺点以及其他系统所不具备的特色。

本系统以单片机为控制核心，以管道压力和液体流量为检测量，以电磁阀接收的电信号为被控量，以电磁阀为被控对象，实现液体滴注的高精度控制。

系统的检测特性应用涡轮流量计，流量检测范围在到之间，测量精度为，应用力敏应变片式压力传感器，检测范围在到之间。

控制特性应用单片机，对来自管道的流量信号及时进行分析和处理，以控制电磁阀，实现系统功能。

本文所介绍的高精度液体滴注装置控制系统的特色主要在于控制简单安全，对流量的高精度控制以及器件选择上的经济合理性。

系统的高精度对于液体滴注装置控制系统，其精度的高低主要取决于液体流量的测量。

由于流量检测条件的多样性和复杂性，流量检测方法非常多，是工业生产过程中检测方法最多的。

目前工业上常用的测量方法可分为容积式速度式质量式类，应用最广的是速度式测量方法中的压差测量法。

这类方法控制简单，容易实现，技术成熟，广泛应用于各个领域的流量测量。

当前较为先进的测量方法有插入式流量测量以及基于面积流测量原理的新型流量测量。

经过多方面的论证与实验，综合考虑精度，价格，与系统其他器件的配合后，该系统选择了涡轮流量传感器。

涡轮流量传感器属于速度式流量计，具有测量精度高动态特性好，寿命长操作简单等特点，可广泛用于测量瞬变或脉动流量，适合于洁净流体的流量测量，广泛应用于石油化工冶金造纸等行业。

该系统应用了涡轮流量传感器具有相对于其他传感器更高的测量精度，使液体的滴注误差能够满足系统对精度的要求，即每次滴注的液体误差为滴左右。

系统的经济性在多数传统液体滴注控制系统中，所选的传感器器件具有高度的智能特性，这种传感器检测原理简单，集成高，单片机对输入信号的处理也相对简单，但其造价很高，般为同类非智能器件的数倍，甚至数十倍。

本论文所介绍的控制系统在器件选择上，优先考虑了能完成测量要求并且价格适中的传感器，减少了系统资金投入。

在控制器的选择上，由于系统所涉及的检测和控制部分都相对简单，所以选择了能够满足控制要求且价格低廉的单片机。

除此之外，更在多处利用了液压系统的相关知识，并选择了安全阀，单向阀等液压系统元件，这部分器件的使用，不但使系统的控制给为简单，并且由于其机械结构特性，能够及时响应电磁阀的开关控制液体的滴注，进步提高了系统的稳定性以及精度。

在驱动电机的选取上，也结合系统精度高流量小管道细等特点选取了最适合的步进电机及水泵机组，节省了系统成本。

综上所述，该系统具有其他同类系统所不具备的低成本特性，更加适用于资金投入少的小工厂，小企业及批量生产。

传感器选择当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号的输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。

对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的检查也是不可缺少的环节。

传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，切准确的测量和控制都将无法实现。

工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。

流量传感器的选择方案采用电磁流量计。

电磁流量计是种利用电磁感应原理进行测量的仪表。

作为种常用的测量导电介质体积流量的计量仪表，它本身具有测时，准确度往往低于，为改善这状况可采取了在同截面插入两支以上的均速管，以充分反映管内流速分布来提高准确度。

涡轮流量传感器在主涡轮后增设辅助涡轮，它可校正主涡轮的出口角的变化进行修正，以提高准确度。

科氏流量传感器。

据美国公司宣称，该公司推出的科氏流量传感器，流量准确度可高达密度准确度达。

发展趋势之四安装从繁到简。

在当今管道口径随工程日益增大情况下，流量传感器的拆装维护应力求简便，且不影响工艺流程的正常运行，如插入式和外夹式。

外夹式无需在管道上进行加工，只将换能器夹装在管道外壁，较插入式安装更为简便。

但公司认为由于影响因素太多如管壁材质壁厚外夹位置准确度目前只能达到。

发展趋势之五量程从小到大。

长期以来，占流量传感器的差压式传感器量程比只能达到涡轮涡街转子容积这类传感器量程比可达，难以满足用户的需求，过去常采用并联多台传感器来解决，实属无奈之举。

随着近年来微电子计算机技术的发展，采取智能式差压变送器，即可解决差压式流量传感器量程比小的问题。

而电磁超声科氏由于原理的优越，量程比达几十比，则轻而易举。

发展趋势之六流体从单相到多相。

世纪末期，随着核电航天石化动力等工业领域的飞速发展，多相流的流量测量问题已提到日程，迫切需要解决。

如气液两相流，常见于锅炉石油天然气开采低沸点液体的输送传热设备的分离反应过程等。

又如气固两相，多见于干燥塔等汽化过程煤粉水泥谷物粉料等的输送。

液固两相多见于矿浆纸浆泥浆的流动矿石残渣的水力输送污水处理排放，以及还有气液固多相流常见于油田井口原油系统等在现代工业中多相流的实例处处可见。

国内外对多相流量传感器的研发已接近三十年，处于工业试用阶段，十分成熟的产品还不多，目前进入实用阶段的有德国公司的微波气固两相流量传感器英国公司推出的气液两相流量传感器美国公司开发的多相流量传感器等。

我国也积极开展研发，多在高校进行，处于样机阶段。

附录系统程序清单主程序定义为控制电磁阀位，代表开，代表关定义为行程开关输入位声明转换函数声明显示函数定义累积流量值为脉冲数时，到达指定值定义累积流量值为脉冲数时，到达指定值主函数流量采集压力采集步进电机驱动程序相励磁法延时程序驱动主程序步进电机启动步进电机停止流量转换控制引脚定义时钟数据输出片选函数名称功能转换指定通道的模拟量为数字量芯片复位芯片起始输入采样转换时钟开始转换等待转换结束读取转换结果采数返回转换结果显示子程序定义数据端口为端口判忙标志延时程序显示程序液晶查忙程序液晶写数据程序液晶初始化液晶写指令程序显示主程序液晶初始化循环显示延时程序液晶显示程序第行显示字符串第二行显示瞬时流量返回值中断子程序压力过限打开蜂鸣器打开电磁阀压力恢复正常回到中断前压力转换控制引脚定义时钟数据输出片选函数名称功能转换指定通道的模拟量为数字量芯片复位芯片起始输入采样转换时钟开始转换等待转换结束读取转换结果采数返回转换结果附录高精度液体滴注装置控制系统电路原理图流量计输出端的正极流量计输出端的负极压力传感器输出端的正极压力传感器输出端的负极