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工业控制仪表怎么设计

发布时间:2022-11-16 19:50:41

❶ 工业自动化仪表是什么

工业自动化仪表在各行各业都有应用的地方 尤其大型的工厂应用的很多 比如在物质计量 温度控制 压力控制 液位控制 等等 它可以做到减少人工 增加控制的精确性 学好工业自动化仪表控制 对将来的就业有很大的帮助

❷ 污水处理串级仪表控制系统怎么设计,要有结构图和原理啊!哪位大神帮帮忙,急急急....................

污水处理厂自控系统现状
及发展趋势

1 某污水处理厂自控系统现状概述

某市某污水处理厂自控系统是通过使用自动化技术、计算机技术、网络技术、图形技术等构成的综合自动化系统,是在确保达到规定的技术要求及污水处理过程优质可靠运行、排放达标的目标前提下,将污水处理厂管理、调度、现场控制等功能集成在网络环境下,通过PLC和网络技术,为实现污水处理过程的管控一体化及综合信息处理构建的信息平台。根据污水处理厂实际情况及工艺要求,污水厂自控系统采用集散型控制和现场总线相结合的系统模式,由管理级和现场控制二级控制系统组成,管理级与控制级通过10/100M以太网通信,即自控系统是由中央控制室计算机和现场级各PLC控制单元组成的两个层次的集散式控制系统(DCS)。集散式控制系统是一个融合了自动控制技术、计算机技术、通信技术、CRT显示技术于一体的高科技控制装置,是用于生产管理、数据采集和各种过程控制的处于新技术前沿的新型控制系统。通过通信网络将中央级监控总站和若干个现场控制总站连接起来,构成集中管理、分散控制的计算机测控管理系统,简称集散式控制系统。DCS系统克服了集中控制系统危险度集中、可靠性差、系统不易扩展、控制电缆用量大等缺陷,实现了真正的信息、管理及调度集中,而将功能及危险分散,如中控室计算机故障各现场分站仍能独立和稳定工作,从根本上提高了系统的可靠性。某污水处理厂自控系统层次结构见图1,自控系统构成见图2。
1.1 现场控制层
现场控制层由现场级各PLC控制单元和现场测控仪表及控制设备组成。控制级由一号现场PLC站、二号现场PLC站、三号现场PLC站、四号现场PLC站4个现场主站构成。管理级采用工控机,该功能层通过PIC实现污水处理厂各工艺段所有过程参数预设、设备运行状态及电气参数的数据采集、设备的控制。并通过工业以太网向中央控制层传送数据和接受其控制指令。系统在该层实现了对粗/细格栅、提升泵站、沉砂池、厌氧池、氧化沟、脱水机房等主要生产环节工艺过程参数及电气设备的控制和保护,确保生产过程安全、稳定、合理、高效的运行。根据工艺控制的要求,对格栅前后压差、泵池液位、厌氧池及氧化沟溶解氧浓度、PH值、进、出水流量、储泥池液位等参数同时进行了监测和控制。各PLC站功能如下:
1) 预处理段控制站PLC1。该PLC工作站设在厂区进水提升泵房控制室,负责监控污水处理厂的预处理工段。其主要控制对象为粗格栅间的粗格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备,此外,还负责进水水量、水质如COD、pH、SS(浊度测量)等参数的在线检测。
主要设备控制方式如下:
粗格栅及细格栅:根据时间间隔PLC自动控制栅耙清除栅渣,同时当格栅前后水位超过给定值时PLC也可自动控制栅耙清除栅渣。并且格栅机、螺旋输送机要联动运行,各设备的启动顺序为先启动螺旋机,后启动格栅机。停机时也要联动,顺序与启动时相反。当输送机有故障时,细格栅停止运行。
进水泵房:进水泵房设三台潜水泵二用一备,液位计两台,并设液位开关。PLC根据泵池水位自动控制水泵运转台数,并根据每台泵的运行时间,自动轮换运行水泵,使水泵运行时间均等。设有上、下限报警,防止水泵干运转。编程中水泵的运行调度就遵循下列原则:保证来水量与抽水量一致,即来多少抽多少;保持泵池高水位运行,这样可降低泵的工作扬程,在保证抽升量的前提下,降低电耗;水泵的开停次数不可过于频繁;保证每台水泵的投运次数及运行时间基本均等。
旋流沉砂池:包括两个旋流沉砂系统,鼓风机、沙水分离器及配套设备按操作员设定的周期间歇性联动运行,任一台设备出现故障时,应报警并关闭其联动的设备。在自动工作方式下,各设备根据PLC预先编好的程序控制各电动机的启停和各电磁阀的开关。
2) 生物处理系统/配电中心站PLC2。该工作站一般设在全厂的配电中心控制室,负责监控污水生物处理工段。其主要控制对象为生物池的水下搅拌器、水下推进器和曝气设备,污泥回流泵房的污泥回流泵、剩余污泥泵,二沉池的刮吸泥机等设备。此外,其还负责生物池DO、ORP、MLSS;污泥泵房pH、MLSS,配电中心的电气参数如:电流、电压、有功功率,无功功率、有功电能、无功电能等参数的在线检测。
主要设备控制方式如下:
回流污泥泵和剩余污泥泵的控制: 回流污泥量调节的任务是为了保证生化处理系统混合液浓度维持在一定的范围内。被调节量为活性污泥回流到厌氧池中污泥量。电磁流量计安装在回流污泥官道上。回流泥量调节采用回流污泥泵运行台数来实现,根据进水流量比例调节,回流比可在PLC上预设或在中控室计算机上设定。;剩余污泥泵运行遵循以下原则:A 按时间间隔自动运行。B 污泥缓冲池低液位时剩余污泥泵运行。C 污泥缓冲池高液位时停泵。D 泵阀实现联运控制。
氧化沟:二座厌氧池设6台搅拌器、搅拌器连续运行。二座氧化沟分别在外沟安装8台曝气机、中沟及内沟安装4台曝气机。同时分别在外、中、内沟设有1台溶解氧测定仪,1台ORP测定仪,中沟设1台污浊度测量仪。根据氧化沟中溶氧仪监测的污水中含氧量,控制曝气机的运行台数用以改变充氧量,这样可节省能源。
3) 污水消毒系统/出水泵房站PLC3。该PLC工作站设在出水泵房控制室。其主要控制对象为出水提升泵、切换井电动阀门以及加氯消毒等设备,此外其还负责出水水质如:余氯、COD、流量等参数的在线检测。
4) 污泥处理系统/脱水车间PLC4。该PLC工作站一般设在脱水车间配电间控制室,负责监控污泥处理工段。其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门,脱水车间的进泥泵、脱水机、浓缩机、加药系统等设备。
主要设备控制方式如下:
储泥池:储泥池搅拌器连续运行,可远控运行,设有高、低液位报警(0.5米可设定)、可在上位机上设定液位报警限(4.5米可设定)。
污泥脱水机房:加药系统加以人工手动制动为主,当加药池的低液位无报警时可随时开启加药计量泵。加药系统的运行信号送往PLC。脱水机系统内部的纠编、冲洗由现场控制箱完成,PLC只给出脱水机的启、停命令,并完成与其它相关设备的联动。脱水机系统的启动顺序如下:先启皮带输送机,再启脱水机系统,后启加药系统,最后打开进泥螺杆泵,停机顺序相反,当运行过程中某设备发生故障或缓冲池液位达到设定低液位时,设备将按停机顺序停机,监控管理计算机可对上述设备远控。
另外,在该层还设有通讯模块,也叫通讯管理单元。通讯管理单元是自动控制系统的中间层,负责整个控制系统的信息收集和转发;通讯管理机将PLC、仪表、其它自动控制系统的数据收集整理,然后经光纤传输到后台系统,同时可以将后台下发的各种控制命令转发至相应单元。
目前,污水厂DCS系统的通讯管理单元网络系统绝大多数都是光钎作为传输介质,即中央控制室和厂区若干个现场控制站之间以一个冗余的100Mbps光纤工业以太网组成一个有线数据通讯网络。
1.2 中央控制层
1) 该层又叫后台监控系统层,是系统中信息显示及控制中心,由挂接在工业以太网上的作为操作站的两台监控管理计算机、彩色CRT及两台打印机等设备构成。监控管理计算机系统通过l0/100M网络收集污水处理厂各工艺参数、电气参数及主要设备的运行状态信息,对各种数据进行分析,处理储存,对各类工艺参数做出趋势曲线,完成对污水处理厂各工艺段的集中控制、检测功能,通过简单的操作,可进行系统功能组态、监视、报警、控制参数在线修改和记录全厂各工艺流程。
该层通过组态工具和专用监控软件实现污水处理全过程的测量数据的集中显示与管理、现场各控制单元的控制组态、数据显示的图文组态、实时数据处理、实时控制指令等功能。
2) 后台监控系统主要包括工作站和打印机等设备。比如一个中央控制室最基本的设备配置有:2台监控主机、显示器、投影机、UPS系统、打印机、报警装置等。各设备功能如下:
监控主机:监控计算机通过通讯管理单元收集污水处理厂各工艺参数、电气参数几主要设备的运行状态信息,再通过后台监控系统软件对数据进行分析、处理、储存,对各类工艺参数做出趋势曲线,完成对污水处理厂各工艺段的集中控制、检测功能,通过简单的操作,可进行系统功能组态、监视、报警、控制参数在线修改和设置。
CRT、投影机:直观显示全厂各工艺流程。
UPS系统:不间断电源系统,自控系统必须24h连续运行,所以UPS系统包括至少一组电池和一个整流器。保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘或及时采取措施,使计算机不致因停电而影响工作或丢失数据。
报警装置:报警音箱等。
2 DCS系统的优点:
1) 克服了集中控制系统危险度集中、可靠性差、系统不易扩展、控制电缆大等缺陷
2) 实现了正真的信息、管理及调度集中,而将功能及控制分散
3 存在问题
1) 网络化水平低,其自控系统只是单一的中央控制监控网络,无法实现单位局域网用户和远程网络用户的访问和控制。
2) 自控水平低,只是完成了对设备简单的机械性操作,距智能化自控还有根大差距。
4 污水处理厂自控系统发展趋势
随着计算机技术、网络技术、数据库技术的发展及向自动化领域的渗透,使得自动化系统的体系结构正进行着一场深刻的变革,这种变革直接对污水处理工业的自动化产生了重大影响。自控系统可由原来的单一过程监控升级为二级网络——污水处理运营局域网和过程监控工业以太网构成二级网络,采用“集中管理、分散控制”的原则,构成“纵向分层,横向分站”的网络体系结构。在两级网络架构下,以实时历史数据库和关系数据库为中心,实现控制系统的4个功能层,即现场控制层、过程监控层、运营管理层、远程访问控制层。自控系统层次结构见图3,自控系统构成见图4。
4.l 现场控制层
与上述相同。
4.2 过程监控层
与上述中央监控层相同,另外,在该层可通过安装专业的智能化控制软件,使之能对生产过程中出现的各种数据给予计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,作为领导层生产调度、工艺调整等参考的依据。
4.3 管理层
该层建立在由管理计算机和数据库服务器组成的局域网上。系统管理员可以通过权限设置为企业局域网不同用户分配不同的权限,领导层可通过建立在该层的关系数据库,查看和调阅污水厂的各种数据,并可通过安装专业的智能化控制软件,使之能对生产过程中出现的各种数据给予计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,作为领导层生产调度、工艺调整等提供依据,实现污水厂的综合管理等功能;对厂内的一般用户只留有访问部分数据的权限。在该层留有具有网络安全防护的远程数据库用户访问接口,实现授权的用户远程访问数据库。
4.4 远程访问控制层
随着INTERNET的发展和不断完善,远程访问和远程控制已日益应用到各行各业中,水处理行业的远程访问和管理也随之诞生---远程访问控制层。该层使用远程访问服务器、远程监控软件等工具为有权限的远程用户提供服务,实现管理者异地访问、维护和上级主管部门实时监督。按照权限的划分可为远程用户提供如下服务:远程服务端关系数据库访问,远程服务端实时数据库访问,污水处理过程参数、实时数据、历史数据、各种图文客户端显示,实时运行工况画面远程调阅,水质参数在线记录远程监视,数据库远程维护等等。
5 结论
未来污水处理厂自控网络系统是集计算机技术、信息技术、自动化技术、网络技术、智能化技术于一体的系统,水处理工业自动化控制的网络化作业、智能化作业将成为未来发展的主导趋势。

❸ 工业自动化仪表设计使用什么软件系统

没有明白你问的到底什么意思,要是问的自控系统,现在多了,国产中控,和利时,新华,等
外国也不少,还有的自己开发的, 不知你问的是不是这。具体用什么软件就只有看喜好了,还有什么行业的,各家的软件在哪一行业的评价还是有差别的。

❹ 工业控制系统DCS中做仪表连锁调试是怎么做的

如果仪表信号和连锁逻辑是在DCS中实现的,那么DCS一定就要参与调试。
调试的步骤:
1.手动调试仪表信号,检测进入DCS信号值并和DCS画面显示值对比记录,如果有误差分析原因。
2
.把连锁逻辑投自动,如果连锁条件很多,请一个个的调试连锁,观察连锁结果是否正确。
工控指的是工业自动化控制,主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制(Factory
control),或者是工厂自动化控制(Factory
Automation
control)。主要是指使用计算机技术,微电子技术,电气手段,使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化,并具有可控性及可视性。
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed
Control
System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

❺ 工业仪表自动化需要掌握什么

<专业核心课程>
电工技术、电子技术、工程制图、计算机基础、C语言程序设计等专业基础课程;专业课主要学习单片机及接口技术、自动控制技术、传感器与检测技术、嵌入式系统应用、EMC测试技术、过程控制工程、工业系统计算机网络等课程。
<专业实践课程>
包括电工电子技术、电气工程制图、电子线路CAD,智能仪表设计制作、面向对象程序设计、自动化仪表及装置、PLC应用技术、集散控制系统等教、学、做一体化模式的专业技能训练等。以上实践课程均配备有完备的实验、实训基地及教学经验丰富的教师队伍。
40%毕业生从事仪表维修工岗位,主要负责建立在计算机控制基础之上的工业自动化系统的运行与维护;常规仪器仪表(如温度、压力、流量仪表等)的维修、保养及检定;特种仪器仪表(如环保监测仪表、化学分析仪表等)的使用与维护等。月工资3000-8000。
30%毕业生从事仪器仪表制造企业的产品研发、质检、售后岗位,主要从事仪器仪表的软件和硬件开发等技术工作,后期可成长为产品开发工程师;另外也可向仪器仪表产品的测试工程师以及具有技术背景的售前和售后工程师方向发展。月工资5000-10000。
30%毕业生从事自动化系统集成类企业的现场调试安装岗位,主要从事自动控制系统的安装调试工作(例如工控计算机、现场网络、智能仪表、控制软件的安装及调试)

❻ 工业上用的较多的数字控制仪表有啥

PLC是一个可编程控制器,它可以说是被用来代替一个智能中继装置的工作,并且PLC是可编程的,从而使儿童,PLC继电器相对于大量的工作,它有一个小的,灵活的(因为你可以软件编程)
这里是由中国工控网的摘录:在工业控制和PLC在应用过程中的现场
可编程控制器,以保证正常的操作应该注意的是,一系列的问题,并给出了一些合理的建议。
关键词:PLC的工业控制布线接地干扰
提议,概述
年,可编程逻辑控制器(下文称为PLC)从创建到现在实现到存储逻辑飞跃的逻辑连接;从弱到强的功能,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其大时,简单的应用程序,从小型,实现能够控制各种任务到运动控制,过程控制和分散控制跨越的单个设备。今天的PLC已经在模拟和数字计算大幅提高,人机界面和应对网络能力的各个方面,已经成为工业控制现场控制设备的主流,在各行各业发挥着越来越大的作用。
两个应用领域目前
PLC,PLC在国内外已广泛应用于钢铁,石油,化工,电力,建材,机械制造,汽车,纺织,交通运输,环保及文化娱乐等行业用例主要分为以下几类:
1.逻辑控制开关
取代传统的继电器电路,逻辑控制,顺序控制,可用于控制一台设备,也可用于多组控制和自动化线。如注塑机,印刷机,机械订书机,机床的组合,研磨,包装生产线,电镀线等。在工业生产过程中
2.
工业过程控制,也有一些,如连续的变化量(即类似物)的温度,压力,流量,水平和速度,使用适当的A / D和PLC D / A转换模块和各种控制算法来处理模拟,完整的闭环控制。 PID闭环控制系统调节,通常使用更多的调节方法。过程控制在冶金,化工,热处理,锅炉控制等有很广泛的应用。
3.运动控制
PLC可以用于控制所述圆周运动或线性运动。一般使用专用的运动控制模块,诸如用于驱动单个或多个轴的位置控制模块,各种机械,机床,机器人,电梯等场合的步进电机或伺服电机。
4.数据处理
PLC已数学(含矩阵运算,函数运算,逻辑运算),数据传送,数据转换,排序,查表,位操作等功能,可以完成数据收集,分析和处理。数据处理通常被用作造纸,冶金,食品工业,一些大型的控制系统。
5.通信和网络
PLC通信和通信,包括PLC可编程控制器和其他智能设备之间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在有一个PLC通讯接口,通讯十分便利。
三,PLC
1.高可靠性的应用功能,较强的抗干扰能力和高可靠性是关键绩效
电气控制设备。 PLC由于采用现代大规模集成电路技术,严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。使用PLC构成的控制系统,并且在同一尺度继电器接触系统,电气布线和开关触点已经降低到几百或甚至几千倍,故障会被大大降低。此外,具有自检功能,故障PLC的硬件故障可及时发出警报信息。在应用软件中,应用也并入外围设备的故障诊断程序,从而使系统中除PLC电路和设备中,未能获得保护的自诊断。因此,整个系统将是非常高的可靠性。
2.完整的,功能性,适用性
PLC发展到今天,已经形成了一系列不同尺寸的产品,可用于各种规模的工业控制应用。除了逻辑处理功能,PLC有一个完整的数据最计算能力,可用于各种数字控制。各种各样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制,温度控制,CNC等各种工业控制。加上PLC通信的人机界面技术能力的提高和发展,使用PLC控制系统组成各种非常容易。
3.使用方便,深受工程技术人员的欢迎
PLC正面临着工业设备的采矿业。这是简单的界面,编程语言易于为工程师接受。梯形图语言的图形符号与表达和继电器电路非常接近,不熟悉电子电路,计算机不理解的原则,从事工业控制开门人民的汇编语言。该系统的
4.设计,工作量小,易维护,易改造,而不是采用存储连接逻辑,大大减少了外部控制设备的接线
PLC逻辑,控制系统的设计和建设时期短得多,而且成为日常维护很容易,更重要的是,这样改变程序,改变生产过程之后在同一台设备成为可能。这是特别适合于多品种,小批量的生产应用。

四,需要注意的
PLC PLC应用是工业自动化控制设备,一般不需要采取任何措施,它可以直接用于工业环境。然而,尽管上述所有的高可靠性,较强的抗干扰能力,但生产环境太恶劣,尤其是强电磁干扰,安装或使用不当可能会导致程序出错或操作错误,导致错误输入而造成不正确的输出,这将导致设备故障,失去控制,从而不能保证PLC,PLC控制系统,以提高可靠性,要求生产商提高了抗干扰能力PLC设备的正常运行;另一方面,为了设计安装和维护的密切关注,为了改善这个问题多有效地提高了系统的抗干扰性能。因此,在使用时应注意以下几个问题:1,
工作环境
(1)温度
PLC要求环境温度055℃,不能放置在安装热容量以下几部分组成,围绕通风空间要足够大。
(2)为了确保绝缘性能和湿度
PLC中,空气的相对湿度应小于85%(不凝结)。
(3)冲击
PLC应该做一个强势震荡远离源,以防止1055Hz的频繁或连续振动的振动频率。当环境必须采取不可避免休克减震措施,如使用阻尼胶。
(4)空气
避免腐蚀和易燃气体,如氯化氢,硫化氢等。对于在空气或腐蚀性气体更多的灰尘时,PLC可以安装在一个封闭的房间或更好的控制柜。
(5)电源
PLC所造成的电力线干扰有一定的抵抗能力。在高可靠性的要求或电源干扰特别严重的环境中,可以安装一个隔离变压器屏蔽,以减少设备和地面之间的干扰。一般PLC具有24V直流输出到输入时使用外部DC电源的输入端,应使用直流电源。因为平均整流和滤波电源,由于纹波的影响,容易使PLC接收到错误信息。

❼ 工业自动化仪表及应用学什么的

主要课程:机械常识与钳工、电工技术基础与技能、电子技术基础与技能、电子CAD、PLC控制技术、检测技术及仪表、过程控制仪表、过程控制和系统应用、C语言、自动控制原理、单片机原理及应用。

专业实践课程:包括电工电子技术、电气工程制图、电子线路CAD,智能仪表设计制作、面向对象程序设计、自动化仪表及装置、PLC应用技术、集散控制系统等教、学、做一体化模式的专业技能训练等。

对应职业:工业自动化仪器仪表与装置装配工、工业自动化仪器仪表与装置修理工、电子仪器仪表装配工、电工仪器仪表装配工、精密仪器仪表修理工、仪器仪表元器件装调工、力学仪器仪表装配工、光电仪器仪表装调工、分析仪器仪表装配工、计时仪器仪表装配工、热工仪表及控制装置试验工、衡器装配调试工。

从业方向:面向各类工业企业,从事工业生产过程中自动化设备及系统的施工、运行、检修、安装、调试、管理及生产过程的技术改造等应用型技术工作;同时,也可以从事电子设备、仪器仪表等产品的生产企业应用技术工作;或从事工业控制计算机应用方面的工作。

❽ 工业仪表精确分类和各类仪表的用途

仪表分类太多了。
首先,工业生产中的五大参数是:温度、压力、物位、流量、成分。
而针对这五大参数的测量仪表种类更是多得不得了。我就稍微给你列举一下吧。
温度:膨胀是测温仪表、热电偶、热电阻、辐射式测温仪表。
压力:液柱式压力计、弹性式压力计、复合式压力计、电阻、电容、电感等压力传感器。
流量:容积式流量计、浮子式流量计、涡轮流量计、旋涡流量计、电磁流量计、超声流量计、质量流量计、差压流量计。
物位:浮力式、压力式、电容物位计、超声波物位计、雷达物位计、射线式物位计。
成分:PH计、ORP计、粒度计、浊度计、浓度计等等。

还有工业控制阀门,种类也很多,例如:
按驱动方式分:电动、气动、液动。
按阀体种类分:球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、刀闸阀、钟罩阀、单座阀、双座阀。。。

我建议你买相关的书看看。一言难尽。呵呵,都是自己写的,可能会有点纰漏,但我还是比较专业的。

❾ 工业仪表自动化控制课程设计,要求带组态软件能演示的。ps:我也不想这么麻烦,可老师要求高啊

你给的题目虽然技术含量极低,但是工作量大挺费时间。我估计你在这里很难得到。

我建议你有两个选择。

1、在这里悬赏100分-200分,要组态软件演示。然后好好的看看组态软件的演示,从演示反过来写设计文字。

2、去适当的网络悬赏现金,要整套的东西。

❿ 急!!!!!请问谁能给我介绍一下摩托车仪表的构造啊我是学工业设计的!

随着科技进步,摩托车显示仪表由指针式向数字式发展。数字显示仪表是采用的微处理器测控和传感器测量技术,通过控制数字显示器发光二极管和发光组合来显示车速、里程、用条段表示油量多少,并辅助显示速度大小。

与普通指针式仪表相比,数字仪表具有检测准确、故障率低、结构紧凑等优点。笔者研制的数字显示仪表,是通过仪表盘中间5位数字来显示摩托车的车速、发动机转速、总里程和单程里程,其指示灯亮度可以调节(白天亮度较高,晚上亮度较低),通过按功能键设置,可以选择4种功能:速度计(中间的3个显示屏,5km/h)、转速计(5个显示屏,100r/min)、里程计(5个显示屏,1km)、单程里程计(5个显示屏,是以十进制,100m);仪表盘上部23个发光二极管可显示车的速度;仪表盘下部指示灯分别显示油量及油量报警、电压报警、空档显示、左右转向显示等功能。

一、电子数显仪表的工作原理

1、速度检测

将霍尔器件与摩托车前轮相,行驶时通过转动产生变化磁场,从而产生脉冲信号来测量速度。如已知:车轮周长s(m)、车轮转1周带动霍尔器所转圈数n(r/min)、霍尔器转1圈发出的脉冲数B1、霍尔器每秒钟发出的脉冲数B2,便可求得摩托车的速度v(km/h)。

由公式:B2=(1000/60×60)×(nvB1/S)

推导出:v=(36s/10nB1)B2

设a=36s/10nB1,单位为“s”,速度公式可简化为:v=aB2,即a秒内霍尔器件发出的脉冲数为摩托车时速。

2、里程数检测

已知条件同上,可求出摩托车每行驶500m时霍尔器件发出的脉冲数B3,B3=500nB1/s

3、油量检测

油量越多,油压越大,油量传感器电阻越小,因此油量检测可通过油量传感器阻值的变化来确定油量的多少。根据标准规定将油量传感器电阻按大小分为7等份,相应的油量显示条段亦有7格。

该数字仪表由单片机控制,使用霍尔器件完成速度的检测,霍尔器件每转动1圈发出2个方波脉冲;油压大小反映油量多少,油压不同可使油量传感器的电阻值发生变化;电源模块分别提供单片机、存储器、译码驱动器电源,光控电路、油量显示和报警电路电源。摩托车由于受点火器和起动电动机的影响,常常会出现峰值达350V以上,脉宽<0.1mm的连续干扰脉冲,为保证电源的可靠性,电路采用了吸收高压窄脉冲干扰、吸收持续高频干扰等技术,使电路能抗击摩托车上的各种干扰,确保整个系统的稳定性。主控单元负责信号处理、算法、显示控制及效果处理和里程数断电保存等功能,最终实现摩托车车速、累计里程、油量、高度自动调节等功能。

二、电子数显仪表的硬件设计

为主控车速及里程的采样、显示及存储等部分的框图。采用97C2051单片机对车速传感信号进行采样,将计算得到的车速及里程值送到译码驱动电路,并将里程值存入E2PROM 24L01B内,车速显示每秒更新1次,里程显示每0.1km更新1次。功能键电路用于选择速度、转速、里程、单程里程显示功能。为了保证单片机瞬间断电后能可靠复位,特增加了CPU监控电路。

分油量显示及报警电路框图,由8位模拟比较器组成,驱动7位LED油量指示灯和油量报警指示灯,电压报警灯由1位模拟比较器驱动。

三、电子数显仪表的软件设计

软件采用汇编语言编写,包括主程序、数据读出/写入子程序、显示子程序、清零处理子程序、车速计算子程序、定时器中断处理程序等。主程序流程框图如图5所示。

软件设计中最重要的就是保证数据存储的可靠性,通过大量的实验表明,单次存储数据错误绝大多数是存储期间电源不稳定造成的,为此软件设计时采用将数据进行多次保存,读出时进行两两比较,从中找出正确值来处理,这样即使有1次数据存储错误,在CPU监控芯片的作用下,单片机重新复位运行时,总能读出正确数据,多次存储数据错误的几率很小。另外,在程序关键处增加空操作指令,如在程序空白区增加复位指令等,保证单片机运行的可靠性。

车速程序是将16位被乘数存入R6R7中,乘数存入R5中,先将乘数R5与被乘数低位相乘,乘积的低位存入R7中,高位存入R2中;再将乘数R5与被乘数的高位相乘,得到其乘积,再将其和R2相加得到的和存入R6中。

为了提高各环节的可靠性,使仪表在各种干扰和振动环境下都能可靠地显示各种数据,在电源电路散热、抗振、抗电磁辐射干扰等方面作了相应处理,经过几个月的实车行驶试验,仪表功能一切正常,达到了预期的设计目的。综上所述,该仪表是一种值得深入研究和推广应用的技术。

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