文档介绍：控制系统综合设计
基于组态的CAN总线温度控制系统设计
专业
自动化
学生姓名
班级
学号
完成日期
盐城工学院电气学院
目录
1 概述 1
温度控制的发展状况 1
温度控制完成的功能 1
2 方案设计 2
iCAN-6202模块简介 2
热电偶 3
iCAN-2404模块 6
CAN接口卡 8
3 CAN总线技术基础与温度控制系统的基本原理 9
4 基于MCGS的HMI设计 11
人机界面 12
人机界面产品的组成及工作原理 12
人机界面产品的特点 12
5 人机界面设计 13
6 心得体会 15
7 参考文献 16
基于组态的CAN总线温度控制系统设计
概述
温度是日常生活中无时不在的物理量,温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备,如用于加热的电烤箱,用于融化金属的坩埚电阻炉及各种不同用途的温度箱等,采用单片机对它们进行控制步进具有控制方便、简单、灵活性大的特点,而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量。因此,智能化温度控制技术正被广泛地采用。
本温度设计以CAN总线为基础,采用iCAN模块采集和控制信号。iCAN模块集成了转换电路、单片机、CAN控制器、CAN接发器等,其中转换电路包括I/V(V/I)电路,ADC(DAC)。CAN模块的采用,大大地使接线简单化。
温度控制的发展状况
随着社会的发展,科技的进步,以及测温仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来,温度控制系统已应用到人们生活的各个方面,但温度控制一直是一个未开发的领域,却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况,设计一个温度控制系统,具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内,温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行;炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境,许多电子设备就不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。因此,各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见,温度的测量和控制是非常重要的。
CAN总线在工业生产中的应用已经越来越广泛,在很多的工业生产过程控制中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。
温度控制完成的功能
本设计是针对温度进行实时检测与控制,设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能:当温度低于给定值时,系统自动启动加热继电器加温;当温度高于给定值时,系统自动关闭继电器加温。
方案设计
本设计采用一只iCAN-2404继电器功能模块,一只iCAN接口卡和一只iCAN-6202热电偶模块。其系统框图如图1所示。
PC机
iCAN接口卡
iCAN-6202
iCAN-2404卡
热电偶
继电器
CAN总线
图1 温度控制框图
iCAN-6202模块简介
iCAN-6202热电偶模块用于温度采集。iCAN-6202模块具有2路热电偶输入通道, iCAN-6202模块还提供2路数字量输出,这2路数字量输出既可用于指示模块工作状态也可由用户自行控制。
iCAN-6202模块基本参数
单电源供电,供电电压:+10V~+30V DC;
热电偶输入通道数: 2路;
数字量输出通道数: 2路,可独立配置为输入通道状态指示模式或用户控制模式;
输出通道类型:集电极开漏输出,最大负载电压+30V,最大负载电流30mA;
支持的热电偶类型及测温范围:
J型-210℃~1200℃、K型-200℃~1370℃、E型-100℃~1000℃、T型-200℃~400℃、N型-200℃~1300℃、B型 650℃~1800℃、R型 0℃~1750℃、S型 0℃~1760℃;
温度值分辨率:℃;
热电偶冷端补偿精度:±1℃;
转换速率:4次/秒(2通道/次);
定时循环传送时间间隔:最小值 10毫秒、最大值 ;
温度超限报警。
iCAN-6202模块接口说明(图2)
图2 iCAN-6202模块接口示意图
iCAN-6202原理框图(图3)
图3 iCAN-6202模块原理框图
热电偶
热电偶输入原理
热电偶由两个焊接在一起的异金属导线(以形成两