基于ARM9的液態(tài)氣體組網監(jiān)控系統(tǒng)設計.pdf

1、液態(tài)氣體在工業(yè)生產中已被廣泛應用，對于液態(tài)氣體的存儲，通常需要測量其在存儲罐內的溫度、液位等參數，以判斷其余量不足或發(fā)生泄露。但液態(tài)氣體普遍存在如低溫、有毒等問題，且一般以罐群方式存儲，不便直接測量上述參數。如何在液態(tài)氣體余量不足時自動進行灌裝以維持存儲罐內溫度和液位的穩(wěn)定，以及在發(fā)生泄漏事故時報警并緊急關閉控制閥，實現液態(tài)氣體存儲的智能化監(jiān)測和控制顯得尤為重要，相關儀器的研發(fā)一直是國內外學者研究的熱點。目前，國內外相關儀器通常采用老式

2、按鍵控制、液晶顯示，存在功能簡單、實時響應性差、設備組網性能差缺點。
　　針對現有設備的使用特點，為了增加用戶體驗、聯動控制、測量精度、反應速度，本文提出了一種基于ARM9硬件平臺運行于WinCE環(huán)境下的液態(tài)氣體溫度及液位多設備組網測控系統(tǒng)設計方案，通過傳感器、反饋控制和智能狀態(tài)顯示等過程，提高WinCE環(huán)境下多臺液態(tài)氣體組網監(jiān)控系統(tǒng)的自動反饋控制能力、解決多臺設備之間組網聯動時通信的沖突問題以及提高采集傳感器數值的精度。系統(tǒng)采用

3、7寸觸摸液晶屏改變用戶體驗，底層數據采集板采集數據,通過232接口與液晶屏傳遞數據。論文主要難點是WinCE環(huán)境下的軟件算法，實現高效組網反饋控制，以及提高精度的屏蔽硬件差異的算法。
　　論文的工作內容體現在以下幾個方面：
　　(1)針對現有反饋控制系統(tǒng)功能單一的問題，在WinCE平臺上設計反饋控制系統(tǒng)，預警并啟動輔助聯動后進行自動反饋控制。自動反饋控制時，在模糊反饋控制算法基礎上改進并提出了多條件區(qū)間模糊動態(tài)反饋算法，利用

4、該算法實現多線程任務和定時器配合的軟件程序，完成針對預設條件區(qū)間進行的反饋控制。因此調控條件不再是單一門限，而是動態(tài)的可以由用戶預設而改變的區(qū)間。系統(tǒng)經現場測試驗證了方案的可控性，響應速率小于0.1秒。
　　(2)針對液態(tài)氣體罐群的控制需要，多臺設備間必須進行通信聯動，為解決多設備聯動時通信碰撞的問題，在查表和分組算法的基礎上提出了在WinCE環(huán)境下的485總線設備間的復合型通信防碰撞算法。組網系統(tǒng)采用標準輸出半雙工RS485總線

5、接口，可供上位機讀取記錄。應用碰撞繞避算法的液態(tài)氣體監(jiān)控系統(tǒng)，經現場測試驗證了方案的可靠性，成功應用于5臺設備組網聯動通信控制。
　　(3)本文研究的PT1000電阻型溫度傳感器在底層數據采集板測量過程中，隨溫度范圍變化而改變阻值，通過運放電路轉換為電壓信號，經 A/D轉換后得到數字電壓值。由于硬件差異，得到的電壓值卻與溫度變化成非線性關系，而溫度差異會造成反饋控制判斷不準確。為了更精確的量化測量溫度值，在曲線擬合算法基礎上改進并