定硫儀控制系統的製作方法
2023-05-24 18:53:56 1
專利名稱：定硫儀控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測儀器的技術領域，特別是涉及ー種定硫儀控制系統。
背景技術：
硫是煤等可燃物質中的最主要有害物質，現有技術中為了準確、快速地測量出可燃物質中的含硫量，一般採用定硫儀作為常用的測量設備。現有定硫儀，由於採用的元器件和設計的原因，造成測試結果準確性、線性以及穩定性都不太理想，使用用戶普遍反應效果不好；有待改進。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種定硫儀控制系統。本實用新型的技術方案是ー種定硫儀控制系統，包括單片機、測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊、爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊，所述的測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊通過電路與單片機的輸入接ロ連接，所述的爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊與單片機的輸出接ロ連接，所述的單片機的輸出接口上還連接有PC通信模塊。所述的單片機為Motorola公司的MC68H908GP32型號的可在線編程的單片機。所述的測量模塊包括包括設置在電解池的測量電路，與測量電路連接的電壓頻率轉換器(VFC)，與電壓頻率轉換器(VFC)連接的光電耦合器，光電耦合器與單片機的輸入端連接。所述的測溫模塊包括熱電偶、與熱電偶連接的測量電路、連接在測量電路和單片機輸入接ロ直接的模數轉換器(A/D)。所述的爐溫驅動模塊包括驅動電路和固態繼電器(SSR)，驅動電路與單片機的輸出接ロ連接。所述的顯示模塊包括顯示驅動電路和顯示器，顯示驅動電路與單片機的輸出接ロ連接。本實用新型的有益效果該系統能夠實現自動測硫、測溫控制，並顯示煤中含硫值，並列印含硫量結果，同時該系統的電路簡單、抗幹擾能力強、測硫精度高和溫度控制科學精確。
圖1為該系統的方框示意圖；圖2為該系統的軟體設計流程圖；圖中1.顯示模塊、2.爐溫驅動模塊、3.測量模塊、4.測溫模塊。
具體實施方式
[0016]實施例參見圖1，圖中ー種定硫儀控制系統，包括單片機、測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊、爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊，所述的測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊通過電路與單片機的輸入接ロ連接，所述的爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊與單片機的輸出接ロ連接，所述的單片機的輸出接口上還連接有PC通信模塊。所述的單片機為Motorola公司的MC68H908GP32型號的可在線編程的單片機。所述的測量模塊包括包括設置在電解池的測量電路，與測量電路連接的電壓頻率轉換器(VFC)，與電壓頻率轉換器(VFC)連接的光電耦合器，光電耦合器與單片機的輸入端連接。所述的測溫模塊包括熱電偶、與熱電偶連接的測量電路、連接在測量電路和單片機輸入接ロ直接的模數轉換器(A/D)。所述的爐溫驅動模塊包括驅動電路和固態繼電器(SSR)，驅動電路與單片機的輸出接ロ連接。所述的顯示模塊包括顯示驅動電路和顯示器，顯示驅動電路與單片機的輸出接ロ連接。具體來說MC68H908GP32 的 CPU 的特點該晶片有32KB內Flash程序存儲器，可在線編程。512KB內R0M，增強型串行ロ通訊ロ SIC，兩個16位雙通道定時器接ロ模塊，每個通道可選擇為輸入捕獲、輸出捕獲和PWM，時鐘可分別選為內部時鐘的1、2、4、8、16、32和64的分頻值。系統保護特性，如計算機工作正常復位、低電壓檢測復位、可選3V或5V操作、非法指令碼復位和非法地址檢測復位。時鐘模塊33根通用I/O腳。具有最高5mV輸入電流保護功能和增強HC05CPU結構等等。電壓頻率轉換器(VFC)的特點VFC器件因與測量精度有關，在本系統中尤其重要。這裡VFC器件選用AD652，AD652是ー種使用同步時鐘的高精度壓頻轉換單片集成電路。具有外接電路簡単、轉換線性度精確和穩定性好的特點。AD652的復位周期是靠ー個外部時鐘定吋，當外部時鐘用ー個石英晶體振蕩器產生時，就可獲得很高的系統穩定性。另外為了獲得高的轉換精度和穩定性，使用時可通過外接一個並聯電阻和一個可調電阻的方法進行增益校準。即將調零電位器直接接到兩個調零端進行失調校準。除此還必須正確採用電源去耦合接地。抗幹擾設計在VFC器件到單片機之間接有光電耦合器，使輸入信號與單片機之間只有光，沒有磁的聯繫，具有電磁隔離性能，能十分有效地抑制電磁噪聲幹擾。光電耦合器不僅要選用性能好的器件，在設計印製板時，使用多層印製板，光電耦合器正下方不能有任何信號線、電源線及地線，信號線應遠離光電耦合器。另外測量部分的電源與其他電路部分的電源應單獨設立，必要時也可將信號測量部分屏蔽。為了提高系統抗幹擾能力，本設計採用6層線路板設計，並在線路板設計時考慮了多種抗幹擾技木。如能使用45°折線不用90°折線布線；沒有用的輸入端不懸空；時鐘、總線、片選信號遠離I/O線和接插件；石英晶振下面對噪聲特別敏感的器件下面不走線；儘量不用IC插座等。軟體編程採用軟體數字濾波技木、開關量的軟體抗幹擾技術、指令複製技術和死循環或程序「亂飛」技術等。該控制系統的其他特點(I)由於設計採用的單片機內部具有Flash程序存儲器。使得程序的寫入和更改更加方便快捷。(2)片內提供的監控ROM。(3)固化了 Flash編程以及串行通信等功能代碼。使單片機除有正常用戶方式還有監控方式。在監控方式可完成ー些特殊的功能，如Flash加密、Flash擦除/寫入/校驗、在線編程。(4)儀器的完整復位功能以及系統抗煩擾設計，保證了儀器的可靠性。(5)儀器的A/D轉換器選用了高精度壓頻轉換單片集成電路AD652. (6)在測量軟體設計上，通過對自動控制電解滴定終點的到達、含硫量線性校正等編程技巧，提高了煤中含量測量精度。(7)通過PID溫度控制，使控溫更精確。該系統的軟體設計通過編程實現了測硫並數字顯示含硫量，根據試驗對測量值做了現行矯正，解決高硫偏高和低硫偏低的問題，實現了測硫全過程控制。利用連續幾個固定時間間隔(根據實驗時間常數可調)內的計數值限定在某一個範圍內，而確定為終點的到達，從而實現自動終點判定。節省了測硫時間、提高了測量精度。引入了 PID控溫，提高了控溫精度。軟體設計流程參見圖2。
權利要求1.一種定硫儀控制系統，包括單片機、測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊、爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊，其特徵是所述的測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊通過電路與單片機的輸入接口連接，所述的爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊與單片機的輸出接口連接，所述的單片機的輸出接口上還連接有PC通信模塊。
2.根據權利要求1所述的定硫儀控制系統，其特徵是所述的單片機為Motorola公司的MC68H908GP32型號的可在線編程的單片機。
3.根據權利要求1所述的定硫儀控制系統，其特徵是所述的測量模塊包括設置在電解池的測量電路，與測量電路連接的電壓頻率轉換器(VFC)，與電壓頻率轉換器(VFC)連接的光電稱合器，光電稱合器與單片機的輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的定硫儀控制系統，其特徵是所述的測溫模塊包括熱電偶、與熱電偶連接的測量電路、連接在測量電路和單片機輸入接口直接的模數轉換器(A/D)。
5.根據權利要求1所述的定硫儀控制系統，其特徵是所述的爐溫驅動模塊包括驅動電路和固態繼電器(SSR)，驅動電路與單片機的輸出接口連接。
6.根據權利要求1所述的定硫儀控制系統，其特徵是所述的顯示模塊包括顯示驅動電路和顯示器，顯示驅動電路與單片機的輸出接口連接。
專利摘要一種定硫儀控制系統，包括單片機、測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊、爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊，所述的測量模塊、測溫模塊、復位模塊、鍵盤輸入模塊通過電路與單片機的輸入接口連接，所述的爐溫驅動模塊、報警模塊、顯示模塊與單片機的輸出接口連接，所述的單片機的輸出接口上還連接有PC通信模塊。該系統能夠實現自動測硫、測溫控制，並顯示煤中含硫值，並列印含硫量結果，同時該系統的電路簡單、抗幹擾能力強、測硫精度高和溫度控制科學精確。
文檔編號G05D23/22GK202870076SQ201220534580
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者胡亞楠 申請人:鶴壁職業技術學院