文档介绍：编号
淮安信息职业技术学院
毕业论文
题目
电磁流量计的设计
学生姓名
朱小龙
学号
15086026
系部
电子工程系
专业
应用电子技术
班级
150860
指导教师
朱彩霞
顾问教师
周友兵
二〇一一年六月
摘要
本课题研究的内容主要是利用电磁感应原理对各种液体如石油、水等的流量进行检测与控制。主要由流量传感器采集流量信号,然后经过A/D转换器将连续的模拟信号转化为离散信号后传给单片机运算,单片机在软件系统的控制下,根据预先的设置和预期的控制要求,将控制命令发送到步进电机,然后通过步进电机来精确控制阀门的开关,实现对流量的精确控制,并通过显示单元实时显示。在设计过程中,从总体方案、单元电路、元器件选择和设计等都进行了细致的介绍。
关键词:流量计电磁感应 A/D转换器单片机
目录
摘要 I
第一章绪论 1
1
1
1
第二章系统总体的设计 3
3
3
3
第三章系统硬件电路的设计 5
5
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AD转换电路 6
8
9
9
第四章系统软件设计 11
11
11
12
13
13
A/D中断子程序 13
15
15
16
第五章总结与展望 17
致谢 19
参考文献 21
附录1 主程序 23
附录2 总电路图 33
第一章绪论
在我国,石油化工业是国民经济的支柱产业之一,所以对油井产量进行准确、及时的计量,对掌握油藏状况,制定生产方案,具有重要的指导意义;为了使高粘度的石油得到开采,就得在开采过程中直接加入降粘剂,如果加少了,石油抽不上来,加多了又造成经济浪费,由于石油是重要的能源,无论是从节约能源的角度,还是从经济性角度来看,对于流量的精确控制都是十分必要的,所产生的经济效益也是十分明显的。在自来水的监测与流量控制中,应用高精度的流量计与控制仪表也是必须的,所带来的经济效益是十分巨大且显而易见的。
无论是在石油的开采、计量及运输过程中,还是在自来水的监测与控制中,对于流量都要求一定的精确计量和控制。因此,本课题就是针对这一具体实际要求,通过对当前一些相关领域的分析和研究,设计出了一种基于AT89C51单片机的电磁流量计。
电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理研制出的一种测量导电液体体积流量的仪表。根据法拉第电磁感应定律,导电体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电压,该电动势的大小与导体在磁场中做垂直于磁场运动的速度成正比,由此再根据管径,介质的不同,转换成流量。
电磁流量计无节流部件,因此压力损失小, 节能效果好,量程范围宽,适合于各种有悬浮物固体粒子的污水、煤浆的测量以及腐蚀性介质的测量。同时电磁流量计也有以下一些不足之处:不能测较高温度流量;不能测气体、蒸汽以及含有大量气泡的液体;易受外界电磁干扰,造成输出精度受影响。
开展石油化工过程流程模拟、先进控制与过程优化技术的研究与应用具有十分重要的现实意义,是当前国内外石油化工界广泛关注的一个话题。自动化技术可以提高计量准确度、数据可靠性和及时性,为优化生产运行、核算经济效益、强化生产调度和有效监控生产过程,进一步降低泵站工业噪声污染,改善职工工作条件,减轻劳动强度,避免职业伤害,延长设备使用寿命以及企业节能降耗工作起到积极作用。
第二章系统总体的设计
在硬件电路部分,采用AT89C51单片机,外扩EPROM存储器,构成单片机控制系统的主体部分。通过电磁流量传感器,AD转换器进行输入,通过控制步进电机带动阀门来控制输出。一些其他的功能,如设定值输入,数码管显示则通过扩展I/O接口芯片8155来完成相应的功能。系统软件设计部分,分别对键盘设定值输入,步进电机控制,AD转换控制,数码管显示等程序进行了设计,并且设计了主程序。
系统结构框图
系统的工作原理是流量传感器采集到流量信息,通过变换器,转化为电信号,经AD转换器将模拟电信号转化为数字信号,传给单片机,单片机软件系统根据事先的设定值对采集的信息进行处理,输出离散的控制信号来控制阀门的动作,从而调节流量,实现流量的精确控制。
流量传感器部