1、 1 毕业设计开题报告 电气 工程 及其自动化 锅炉自动加药系统的 PLC 控制设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 在 石油化工、热电生产、能源开发 等行业中，压力是生产过程中的非常的重要参数，它的应用极其广泛。实时监测压力的变化是实施现代化生产管理的重要环节，因而压力监测技术和仪表的发展历来受到人的重视 1。 压力传感器是现代工业社会最常用的传感器之一，被广泛的应用于航空航天、石油化工、汽车制造等领域 2。随着现代工业的发展，对于压力传感器的需求量越来越大，要求也越来越高，要求也越来越高，传统的传 感器生产及性能已逐渐不能满足要求，各个传感器生产商开始研制生产新型传感器
2、，并增加自动化生产线，提高生产率，降低成本，来提高市场竞争力和适应现代工业的应用。 最早的压力测量是意大利人托里拆利与 1643 年测定了标准大气压，压力值为 760 毫米汞柱，从此以后把 760 毫米柱作为标准大气压的值。它用的方法是用已知的力平衡未知力测量压力， u 型管压力计是这种方法的经典之作。后来发展出压力电气测量技术，压力测量开始应用电子传感器、计算机技术、通信技术等，自动化越来高，出现了数字压力测量仪器，宣布压力测量技术进入了数字时代 3。 70 年代，开始出现智能仪表，主要特点是体积小、功能强。能够自主完成压力测量任务，对于数据处理和复杂计算的能力进行了提升，有效的提高了测量的
3、准确度。到 80 年代中后期，集成电路的产生，微型计算机和软件技术的迅猛发展，新一代压力测量系统产生了，结合了计算机，使得其性能有了新的飞跃。随着传感器技术的进步，是的传感器的体积和测量精度不断提高，从模拟技术到数字技术，在加上网络技术的发展，把异地实时测量变成现实 4-6。 世界各个发达国家都是高度重视对于仪表仪器的发展，美国与国家长期安全和经济繁荣极其相关的 22 项技 术中，传感器处理技术相关的项目就占了 6 项，测量传感器技术也已经被日本列为二十一世纪的首位发展技术，在德国，大面积推广了自动化测量仪器系统，欧共制定的第三个发展总规划，将测量技术作为 15 个专项之一 7。 国内的自动压
4、力测量系统的技术开始较晚，但是发展迅速，从 60 年代的多点巡回检测阶段到 70年代以小型计算机为中心的测量系统，到了 80 年代，已经结合微型计算机建立自动检测系统，自动检测技术得到了逐步提高。不过目前我国主要引进国外设备，而软件进行二次开发。在压力监测技2 术的领域，压力传感器，信号调理技术，数据采集技术 以及数据处理技术得到了飞速的发展。 总的来说，由于中国压力测量系统起步晚，相对发达国家还是落后的。但微压传感器的性能有了很大提高，压敏器件的可靠性也达到了比较好的水平。相信随着科学的发展，压力传感器技术的进步，国内的压力测量技术的水平将会得到长足的进步 8。 ARM 处理器是目前公认的领
5、先的 32 位嵌入式 RISC 微处理器，它具有体系结构可扩展、功耗低、成本低和支持处理实时多任务等特点，成为设计嵌入式系统时的首选。本系统是结合了 ARM 和压力监测模块实现对压力的实时采集，通过 Minigui 的交互界面显示的压力监测 系统。 对于人机交互界面的建立， minigui 也是一个非常好的选择。 ， Minigui 是针对嵌入式设备的、跨操作系统的图形界面支持系统，是一种嵌入式图形中间件。 Minigui 最典型的应用就是工业仪表的控制系统界面，是建立人机交互界面时非常不错的选择 2。 Minigui 的界面与 windows 98 系统的窗口图形风格非常相似，主要元素也是窗
6、口，可以分成四类，分别为主窗口、对话框、控件和主窗口窗片。窗口中还包括了其他的多种元素：边框、标题栏、标题栏按钮、滚动条、选定项目、无效项目、高亮项目、突出项目、三维对象等 。开发者可以随意建立、设置这些元素，窗口的随意话、个性化非常强大，可以根据不同的实际需求来修改窗口界面9。 Minigui 相比其他嵌入式图形系统具有以下几大优势： 1 可伸缩性强 Minigui 的丰富功能以及可修改配置的特点，使它无论在低端产品还是在高端嵌入式设备都能很好的运行，结合高级控件和皮肤界面技术可以设计出华丽的界面。 Minigui 支持多种操作系统，简单的如 uC/OS-II,复杂的如 Linux。 2 占
7、资源少 Minigui 作为嵌入式图形库是属于轻量级的，对系统资源的要求非常低，这就对于嵌入 式系统来说非常重要了。嵌入式系统一般都是体积最小化，硬件配置最低化，这使得对软件的要求反而严格了， Minigui 完全可以在这样的嵌入式系统中运行，这是其他嵌入式图形系统无法达到的。 3 高性能 Minigui 的内部体系结构完善，有比较良好的图形接口，对于图形绘制速度有了保障。 4 可配置性 Minigui 可以针对不同的硬件平台和软件平台进行各种不同的多样化的配置，使得 Minigui 在系统中的运行达到最优化。 Minigui 的结合了大量配置选项，在针对实际要实现的功能和运行平台可以制定不通
8、的 Minigui配置。比如 Minigui运行模式的选择， Minigui运行的硬件平台选择， Minigui3 运行的软件平台选择，支持库的选择等等，使得 Minigui 在配置时有很高的灵活性。 本系统与传统的压力检测系统相比，由于嵌入式芯片具有运算速度快、功耗低、安全稳定性高等特点，应用到压力检测系统必将提高其测量精度、减小其功耗、减少其故障率。嵌入式微处理器在压力检测领域的应用，国外早有研究，并有一些产品开发出来 10。近年来，国内有一些公司开始用 ARM7、 ARM9或 DSP 处理器来作为控制器，同时嵌入式芯片弓箭的硬件平台具有 芯片集成度高、体积小、成本低、抗污染能力强、可靠性
9、高、易移植和扩展等优点。在加上 minigui 友好的人机交互界面，使用户方便、快速的掌握使用本系统 11。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 基本内容： 基于 ARM 的压力检测系统设计 主要问题： 1 压力检测数据转换与接收 2 minigui 的人机交互界面 3 数据读取与显示 4 基于该课题的书面论文整理与表达 三、研究步骤、方法及措施： （ 1） 通过相关资料的收集和整理，确定一种整体设计方案。 （ 2） 压力监 测系统的软件设计（ minigui）。包括人机交互界面等 （ 3） 嵌入式开发板 linux 环境搭建、 minigui 移值等。 （ 4） 系统软件的在线测试。 （
10、 5） 整理完成毕业设计。 四、参考文献 1张茹等 . 嵌入式系统技术基础 M. 北京邮电大学出版社 .2006 年 2周立功 .ARM 嵌入式系统基础教程 .北京航空航天大学出版社 ,2005.1. 3徐英慧等 . ARM9 嵌入式系统设计 -基于 S3C2410 与 Linux M.北京航空航天大学出版社 .2007年 . 4嵌入式系统实验指导书 .自编 .浙江海洋学院 . 5SMG240128A.使用说明书 .长沙太阳人电子有限公司 . 6戚正伟等 .嵌入式 GIS 开发及应用 M.清华大学出版社 .2009 年 . 7田泽等 . ARM9 嵌入式 Linux 开发实验与实践 M. 北京航空航天大学出版社 .2006 年 4 8孙琼等 . 嵌入式 Linux 应用程序开发详解 M. 人民邮电出版社 .2006 年 9冯国进等 . 嵌入式 Linux 驱动程序设计从入门到精通 M. 清华大学出版社 .2008 年 . 10陈虎等 . 嵌入式系统课程设计 M. 机械工业出版社 .2008 年 11魏洪兴 等 . 嵌入式系统设计与实例开发实验教材 M. 清华大学出版社 .2005 年
