基于以太网的可燃性气体报警系统的研制

论文摘要

可燃性气体报警系统是工矿企业和环境保护等领域必备的生产安全装备。为了能够准确有效地对工业现场的可燃气体进行连续自动的多点在线检测,本文设计了一种基于工业以太网技术的可燃性气体报警系统。本文所设计的可燃性气体报警系统能够实现现场气体远程检测,具有气体浓度显示和声光报警功能,并且提供了工业以太网接口,可以将检测到的数据通过工业以太网上传给上位机。本文的主要工作有以下几方面:1.在硬件设计方面:完成了可燃性气体报警器的主控模块、信号采集模块和以太网接口模块等模块硬件电路设计。采用了高性能的32位微处理器LPC2214来作为微处理器设计了报警器的主控模块;采用精密仪表放大器AD623设计了信号采集模块;采用以太网控制芯片RTL8019AS和其它外围电路设计了以太网接口模块。2.在软件设计方面:以Realinfo组态软件为监控系统软件开发平台,利用其驱动程序和软件资源,实现了基于工业以太网技术的可燃性气体报警系统系统软件设计,为用户提供了良好的操作界面;采用TCP/IP协议作为报警器与计算机之间的通信协议,实现了远程网络化数据传送。3.进行可燃性气体报警系统的调试,对报警器的主要误差源进行了系统分析。本文所设计的可燃性气体报警系统具有实时性好、精度高、成本低等特点,满足了设计要求,实现了工业现场可燃气体连续多点在线检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题相关领域发展现状
• 1.2.1 气体检测仪表的国内外研究现状
• 1.2.2 工业以太网应用的国内外现状
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 可燃性气体报警系统整体设计方案
• 2.1 系统功能分析
• 2.2 系统硬件设计方案
• 2.3 软件设计方案
• 2.4 本章小结
• 第3章 工业以太网技术及其相关协议
• 3.1 以太网技术
• 3.1.1 以太网和工业以太网概述
• 3.1.2 CSMA/CD 基本原理
• 3.1.3 以太网帧格式
• 3.2 TCP/IP 协议
• 3.3 工业以太网
• 3.4 本章小结
• 第4章 可燃性气体报警系统硬件设计
• 4.1 可燃性气体报警系统整体结构
• 4.2 微处理器选择
• 4.3 信号采集放大电路
• 4.4 以太网控制器设计
• 4.5 人机接口电路及电源电路
• 4.5.1 按键电路设计
• 4.5.2 显示电路设计
• 4.5.3 A/D 转换电路设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 可燃性气体报警系统软件设计
• 5.1 组态软件
• 5.1.1 组态软件概况
• 5.1.2 组态软件的特点
• 5.1.3 组态软件的数据处理过程
• 5.2 可燃性气体报警系统软件设计
• 5.2.1 创建工程
• 5.2.2 编写控制流程
• 5.2.3 设备的连接
• 5.2.4 报警显示
• 5.2.5 曲线显示
• 5.3 设备驱动
• 5.4 通信模块软件设计
• 5.4.1 网络通信规约
• 5.4.2 报警参量以太网传输首部结构定义
• 5.4.3 网络通信规约化处理
• 5.4.4 以太网数据帧
• 5.4.5 TCP/IP 协议的实现
• 5.4.6 DATA 数据服务的实现
• 5.5 本章小结
• 第6章 系统测试与误差分析
• 6.1 数据采集模块的调试及试验方法
• 6.1.1 放大电路与AD 转换电路的调试
• 6.1.2 可燃性气体传感器的试验方法
• 6.2 以太网接口模块调试及实时性试验
• 6.2.1 调试方法
• 6.2.2 实时性试验
• 6.3 系统误差分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢