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蒸汽数据采集分站设计

作　者: 范麟
导　师: 王金城
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 数据采集 STM32 Modbus RS485通信分站
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

在蒸汽数据采集与通信监控系统中,越来越多的设备支持现场总线通信技术。但截至目前还有较多蒸汽监控系统普遍采用分散控制系统,其不具有开放性,无法直接与这些设备进行通信连接。因此开发一种基于现场总线通信协议的蒸汽数据采集分站,从而使得监控的分散控制系统具有开放性的特点,具备连接相同协议的终端设备,提高系统的灵活性与可靠性。本文中所设计的蒸汽数据采集分站对所连接设备的数据进行解析转发,可将蒸汽锅炉现场的压力、温度、阀门状态等信息上传至监控主机；也可接收主机向下的控制指令以及数据信息。整个通信可以通过软件配置,实现了对底层中断设备的通信连接功能,具有扩展空间大,升级维护容易等优点。极大的提高了数据监控控制系统的智能化和网络化。蒸汽数据采集分站采用最新的ARM Cortex-M3内核的STM32芯片作为系统主控。其在系统中主要完成数据采集、转换、输出等功能。系统具有外接模拟信号输入测量、备用电源管理、掉电数据存储、实时日历显示与记录、人机接口等功能。其中对电池的管理采用专用的锂电池充电管理芯片CN3052,对数据的存储采用大容量的SD卡,时钟芯片采用处理器的低频时钟,系统具有看门狗等防护措施,相关参数可通过按键以及遥控来实现,操作方便,具有较强的实用性与借鉴意义。本文中所设计的蒸汽数据采集分站解决了现有蒸汽数据采集控制系统获取数据的难点,同时又具备外接其他传感器功能。可以实现对蒸汽锅炉系统的智能监控,具有很强的实用性,是监控蒸汽系统安全运行的好工具。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 蒸汽数据采集分站设计目的及意义  8-9
  1.2 蒸汽数据采集分站现状和发展趋势  9-11
  1.3 本论文研究的主要内容  11-13
2 系统总体方案设计  13-17
  2.1 蒸汽数据采集分站组成及原理  13-14
  2.2 蒸汽数据采集分站功能及技术指标  14-16
    2.2.1 蒸汽数据采集分站主要功能  14-15
    2.2.2 蒸汽数据采集分站主要技术指标  15-16
  2.3 本章小结  16-17
3 系统硬件电路设计与实现  17-36
  3.1 中央处理器选择与电路设计  17-22
  3.2 电源管理电路选择与设计  22-27
  3.3 模拟信号输出电路设计  27-28
  3.4 系统存储电路设计  28-30
  3.5 RS485通信电路设计  30-32
  3.6 显示与按键接口设计  32-35
  3.7 本章小结  35-36
4 系统软件的设计与实现  36-57
  4.1 蒸汽数据采集分站主要底层驱动程序设计与实现  36-49
    4.1.1 蒸汽数据采集分站初始化启动程序设计  36-38
    4.1.2 模拟信号输出程序设计  38-40
    4.1.3 实时时钟程序设计  40-42
    4.1.4 数据存储程序流程与实现  42-47
    4.1.5 遥控解码程序设计与实现  47-49
  4.2 通信协议程序设计与实现  49-56
    4.2.1 整体通信流程  49-52
    4.2.2 通信帧格式与校验  52-54
    4.2.3 串口的中断发送与接收  54-56
  4.3 本章小结  56-57
5 系统运行测试与分析讨论  57-61
  5.1 RS485的通信数据测试  57
  5.2 分站数据中转测试  57-58
  5.3 系统相关问题分析讨论  58-60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-65
附录A 分站原理图  65-66
致谢  66-68

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