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辐射采暖嵌入式远传控制器及监控系统的设计

作　者: 朱丽丽
导　师: 王长友
学　校: 大连交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 辐射采暖控制器远程传输多路控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

燃气辐射采暖是一种新型的适用于高大空间建筑的采暖方式,它采用的设备是低辐射强度的红外辐射采暖装置。现有的辐射采暖燃烧器一般都配有相应的一对一型控制器,但是对于空间面积较大,需要安装大量辐射采暖燃烧器来取暖的高大空间建筑来说,现有的一对一型控制器控制起来不够灵活,效率低。针对上述问题,本文设计了一款多路控制器,在实现“一机多控”的同时,又增加了远程监控、历史记录、实时报警等功能,实现无人值守,使控制更加方便灵活,节约成本。本文第一章综述了燃气辐射采暖的现状、优点及发展前景,介绍了本课题的来源,并对课题研究的现实意义、特点及应用前景作了简要的分析；在第二章中作者对嵌入式控制器硬件电路的设计作了较详细的介绍。从硬件电路的总体设计到具体每一部分硬件电路的设计,都给出了详细的介绍和说明,最后陈述了系统的实验方案及主要结论；论文第三章在前面所述硬件电路设计的基础上介绍了系统的软件设计及调试方法；第四章中,结合前两章关于系统下位机的设计,详细论述了基于FIX组态上位机监控系统的设计,包括FIX组态及监控系统的功能和使用方法；第五章对全文的工作做了总结,列出了本文所取得的成果。根据项目的实际要求,该控制器最终将实现可以同时控制多达20台辐射采暖燃烧器,以调节区域温度；控制器带有RS-485接口,可以构成总线式计算机监控系统；使用者可以根据实际需求,通过现场控制器或远程监控系统对目标温度进行设置；并设有就地声光报警功能,故障信息会被传送到计算机系统提供报警和记录。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题研究的背景  10-12
    1.1.1 燃气辐射采暖的现状  10
    1.1.2 燃气辐射采暖的优势分析  10-11
    1.1.3 燃气辐射采暖的发展前景  11-12
    1.1.4 韩国企业STX对辐射采暖燃烧器的控制要求  12
  1.2 课题研究的现实意义  12-14
    1.2.1 课题预期达到的结果水平  12-13
    1.2.2 本设计的特点  13
    1.2.3 应用前景分析  13-14
  1.3 本文的主要工作  14-15
第二章嵌入式控制器的设计  15-45
  2.1 系统总体设计  15-16
    2.1.1 控制要求  15
    2.1.2 系统工作原理  15-16
  2.2 硬件电路设计  16-40
    2.2.1 单片机接口电路  16-20
      2.2.1.1 ATmega168的I/O口特性  17
      2.2.1.2 ATmega168系统时钟及外围电路  17-20
    2.2.2 辅助电源部分电路  20-21
    2.2.3 温度采集转换电路  21-23
    2.2.4 液晶驱动电路  23-25
    2.2.5 时控模块电路  25-29
    2.2.6 信号检测与报警电路  29-32
      2.2.6.1 信号检测电路  29-30
      2.2.6.2 报警电路  30-32
    2.2.7 RS-485通信接口电路  32-36
    2.2.8 I~2C总线扩展接口电路  36-40
      2.2.8.1 I~2C总线简介  36-40
      2.2.8.2 I~2C扩展芯片的选择  40
  2.3 系统实验方案及主要结论  40-44
    2.3.1 硬件电路调试任务  40
    2.3.2 下位机控制面板说明  40-42
    2.3.3 供电及复位开关  42
    2.3.4 电源电路调试  42-43
    2.3.5 PT100测温电路调试  43
    2.3.6 燃烧信号检测电路调试  43
    2.3.7 按键调试  43-44
  本章小结  44-45
第三章系统软件设计  45-69
  3.1 软件开发平台  45
    3.1.1 ICCAVR软件  45
    3.1.2 AVRStudio软件  45
  3.2 系统软件设计  45-68
    3.2.1 主程序  45-46
    3.2.2 LCD驱动和按键处理子程序  46-68
      3.2.2.1 显示器显示控制  46-47
      3.2.2.2 液晶驱动控制  47-49
      3.2.2.3 按键控制程序  49-51
      3.2.2.4 控制功能实现程序  51-54
      3.2.2.5 报警和消音逻辑程序  54-56
      3.2.2.6 按键切换程序  56-57
      3.2.2.7 综合状态处理程序  57-60
      3.2.2.8 I~2C功能实现  60-62
      3.2.2.9 Modbus协议功能实现  62-68
  本章小结  68-69
第四章基于FIX组态上位机监控系统的设计  69-94
  4.1 FIX组态软件简介  69-70
  4.2 Modbus协议  70-78
    4.2.1 Modbus协议介绍  70-72
    4.2.2 Modbus上的数据传输  72-73
    4.2.3 串行传输  73-74
    4.2.3 Modbus信息帧  74
    4.2.4 地址设置  74
    4.2.5 数据区的内容  74-75
    4.2.6 错误校验  75
    4.2.7 本设计使用的Modbus功能代码  75-78
  4.3 FIX监控系统的构成及功能  78-91
    4.3.1 监控系统的构成  78
    4.3.2 监控系统的功能  78-79
    4.3.3 FIX软件中Modbus驱动的设置  79-81
    4.3.4 FIX软件中数据库的设计  81-83
    4.3.5 运用FIX进行控制器画面设计  83-86
    4.3.6 操作系统说明  86-90
    4.3.7 用FIX实现历史记录功能  90
    4.3.8 用FIX实现打印报表功能  90-91
  4.4 FIX监控系统与控制器的通信  91-93
  本章小结  93-94
结论  94-95
参考文献  95-97
附录A 操作流程图  97-98
附录B 电气参数及Modbus协议  98-100
攻读硕士学位期间发表的学术论文  100-101
致谢  101-102

辐射采暖嵌入式远传控制器及监控系统的设计

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