学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于单片机的水电站闸门控制系统设计

作　者: 梁晨露
导　师: 田小建
学　校: 吉林大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 闸门控制系统传感器单片机抗干扰
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 167次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

为了满足水电站的各种控制要求,计算机监控系统应运而生。分布在水电站各部位的高性能计算机对水电站各设备的运行进行控制,高速通讯网络把各个计算机连接在一起,确保计算机之间传送数据的有效运行。最新发展的水电站计算机监控系统将软硬件相结合,各功能控制单元之间进行数据通讯。这就要求水电站计算机监控系统的构成除硬件接口外,既要要有软件接口,以便于某一功能控制单元的数据能应用于其它功能单元以及高一级的计算机监控系统,还要留有外部通讯接口,以便于控制系统与外部计算机连接或者与其它厂商制造的监控系统连接。现今的水电站计算机监控系统要求增加集成度,减少设备占据空间(即屏柜数量),减少外部连接电缆数量,降低安装成本,增加系统可靠性,使监控系统的控制变得更为直接有效。较高的灵活性,要求计算机硬件模块化,还可以将其设计成带有CPU的智能型模块,能更方便地构成各种控制单元,满足不同控制对象的要求,并且便于维护。本文分三步完成了对水电站控制系统的总结;对闸门控制系统结构和功能的分析;针对中小水电站闸门控制系统完成自动监控的办法,以及对闸门监控系统的软件和硬件进行了设计。此控制系统能够通过搜集运行信号、自我保护、人机联系、通讯功能实现对闸门及拦污栅工作情况的监控以及为闸门高效、可靠地开启和关闭提供保证。在微机中央处理器方面的选取上,通过对单片机的功能以及水电站闸门工作特点的分析,选取了相对而言使用比较广泛且技术较为成熟的MCS—51系列单片机作为闸门自动控制系统的微机中央处理器。单片机具有结构简单、抗干扰能力和数据处理能力强的特点,在闸门控制系统潮湿、多干扰的工作环境中能够发挥至关重要的作用。闸门控制系统的基本结构采取三层构造、两层网的管控结构。在工作过程控制系统,选取了现场工业总线,让控制系统具备良好的稳定性、延伸性以及互联性。传感器是闸门控制系统的核心元件。本文重点分析了当今传感器的发展形式,根据传感器的组成、工作特性,按照传感器的选择原则把一部分新型传感器技术借鉴到闸门控制系统中,以确保闸门控制系统的稳定运行。闸门控制系统要求实现对闸门及拦污栅工作状态的实时监控和对闸门开关工作的监控,必须具备相关的数据获取、计算调整、监控等功能。为了满足以上功能,本文进行了相关的软件和硬件设计。最后,本文分析了提升闸门控制系统抗干扰能力所应采取的方法。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章综述  10-13
  1.1 水电站闸门控制系统的发展  10-11
  1.2 自动控制技术在水电站闸门系统中的应用  11-13
第二章闸门控制系统的功能与结构  13-18
  2.1 系统体系结构的选择  13-14
  2.2 微型计算机的选择  14
  2.3 闸门控制系统的功能与结构  14-18
第三章闸门控制系统硬件设计  18-27
  3.1 闸门控制系统的传感器  18-20
  3.2 单片机的选型  20
  3.3 单片机系统扩展设计  20
  3.4 闸门开度控制回路通道设计（闸门开度仪）  20-21
  3.5 闸门水位监测与控制系统  21-22
  3.6 状态显示及异常报警通道设计  22-24
  3.7 人机联系界面设计  24-25
  3.8 通信接口设计  25-27
第四章闸门控制系统软件设计  27-42
  4.1 软件系统概述  27
  4.2 PID 控制算法  27-31
  4.3 主程序设计  31-35
  4.4 数据采集模块程序设计  35-37
  4.5 控制模块程序设计  37-42
第五章闸门控制系统抗干扰措施  42-48
  5.1 干扰的危害  42
  5.2 干扰源  42-43
  5.3 干扰的耦合方式  43-44
  5.4 抗干扰的硬件措施  44-46
  5.5 抗干扰的软件措施  46-48
第六章结论  48-49
参考文献  49-51
作者简介  51-52
致谢  52

基于单片机的水电站闸门控制系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文