基于以太网的碱液浓度测控系统设计

论文摘要

在化工、纺织、造纸等行业,迫切需要根据工艺要求,对高浓度碱液的浓度进行在线实时检测与控制。目前国内普遍采用手工滴定的方法。这不能实时反映和控制生产过程中碱液的浓度,故难以满足连续生产的要求。为了对碱液浓度进行控制,设计开发了基于网络的碱浓度控制系统。本文提出了高浓度碱液的浓度自动测控的总体结构方案,并重点分析了硬件和软件的设计,同时对工业以太网的实现进行了论述。首先介绍了碱液浓度检测的现状,以及国内外可用于测量碱液浓度的方法。阐述了碱液浓度测控的总体结构方案,以太网系统的总体框架,以及传感器和驱动器类型和特点。接着对系统的软硬件进行详细的说明。测控板采集测量信号,并且进行分析计算,然后对电机、蠕动泵、电磁阀、液位开关等进行控制来达到保持碱浓度恒定的目的。测控板具有D/A 和A/D 转换等功能,提供了液晶,PS/2 键盘,4~20mA 电流等接口。其硬件设计解决了两个关键技术:1)选用蠕动泵,使得抽液精度控制在0.1 毫升范围内,2)选用OPA128 解决极高阻抗的匹配,解决了信号测量与传递准确性的问题。然后论述了用单片机和RTL8019AS 实现以太网接口的方法。这部分介绍了TCP/IP 协议,采用单片机实现以太网通讯的特点和难点,说明了RTL8019AS 的结构、功能、用法,阐述了TCP/IP 栈结构的一些函数,描述了HTTP 服务器的实现方法。该系统可以用WEB 浏览器进行浏览和控制。最后对控制系统进行了建模和仿真,达到了期望的效果。文章结尾对系统进行了总结,提出了改进的方向,对工业以太网发展寄于展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 丝光工艺
• 1.3 碱液浓度测量的方法
• 1.4 以太网及其在工业控制中的应用
• 1.5 系统设计内容
• 1.6 目的和意义
• 2 系统总体方案设计
• 2.1 碱液检测循环系统简介
• 2.2 测控板的功能结构
• 2.3 工业以太网结构
• 2.4 传感器及驱动设备
• 2.5 小结
• 3 硬件设计
• 3.1 模拟量输入模块设计
• 3.2 输出模块设计
• 3.3 其它器件
• 3.4 小结
• 4 检测系统软件设计
• 4.1 初始化
• 4.2 设定初始值
• 4.3 测量和控制
• 4.4 小结
• 5 以太网接口
• 5.1 TCP/IP 简介
• 5.2 单片机的TCP/IP 的实现与电脑上实现的不同
• 5.3 RTL8019AS 以太网控制器简介
• 5.4 8019 的编程
• 5.5 TCP/IP 的实现
• 5.6 上层协议的实现
• 5.7 小结
• 6 建模与仿真
• 6.1 建模与仿真
• 6.2 小结
• 7 总结和展望
• 7.1 总结
• 7.2 系统改进和优化
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录