检测技术课程设计Word格式.docx
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设计图用专用计算机软件绘制,打印。
四、课程设计报告的一般格式
课程设计报告包括封面、目录、绪论、主体部分、结尾部分。
1、绪论
主要说明设计的目的、设计的任务和要求等。
2、主体部分
(1)总体设计方案的设计
(2)软硬件电路的设计
(3)设计结果(实验数据等)
(4)参考文献
2、结束语
阐述本次设计的收获与体会,课题进一步完善的建议与意见。
致谢等。
如有附录可放在结尾处。
设计题目一电机自动监控系统设计
一、电机控制系统描述
电机作为一种拖动动力设备,在机床加工、运输、电力等领域有着广泛的应用。
为了保证电机系统的正常运行,需要通过检测控制装置对它进行监控。
重点监控的参数是电机A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。
A
B
C
N
M
Z
PT
KQ
二、控制要求
上图为电机供电主电路。
三相电经过空气开关KQ、交流接触器Z、热继电器PT,加到电机上,当接触器常开触点接通时,电机得电,运转。
可以通过控制接触器线圈的方式控制接触器主常开触点的通断。
正常接触器线圈得电,接触器主常开触点接通,异常接触器线圈断电,接触器主常开触点断开。
常规电机控制电路如图。
START
ZD
STOP
L
取一相电220V,当启动按钮START按下,接触器线圈Z得电,接触器主常开触点接通,电机运转。
(接触器副常开触点接通,自保)当停止按钮STOP按下,接触器线圈Z断电,接触器主常开触点断开,电机停转。
电机过热,热继电器PT常闭触点断开,接触器线圈Z断电,接触器主常开触点断开,电机停转。
要求1:
在电机三相线圈上加三只铂电阻(或热敏电阻),检测线圈温度,如果负荷过大或缺相,电机某项线圈过热,造成热电阻阻值的变化,检测电路立即使ZD触点(可以是继电器的常闭触点)断开,保护电机。
要求2:
电机在运转过程中,可能会出现轴松动,轴振动幅度过大,轴出现裂纹或断裂现象,危及设备和人身安全,为防止此现象发生,在轴上安装一只压电、电感等传感器,测量振幅,振幅超过限定值时,报警同时关断电机电源。
要求3:
在电机轴上安装转速传感器(光电、磁电、霍尔等)测量轴的转速,
当转速超过限定值(可以自己设定)时,声光报警并关断电机电源。
三、设计内容
1、电机检测控制系统总体方案设计
要求画出检测控制电路的组成框图。
2、温度检测控制电路设计
温度传感器、放大电路、比较电路、控制电路
或温度传感器、放大电路、A/D转换、单片机、显示控制电路
3、振幅检测控制电路设计
传感器选择(选型)、转换电路设计(电荷、电压放大器)、A/D转换器、单片机、
显示控制电路。
4、转速检测控制电路设计
将转速传感器输出送入单片机的计数口,由定时器定时,由转速公式计算转速,
显示转速。
5、采用51单片机为控制器,扩展传感器、放大器、A/D转换器、键盘显示电路、声光报警控制电路等,设计硬件电路。
6、编写检测控制软件应用程序流程框图。
单片机采用89S51晶振频率在6MHZ以上。
放大器采用同相、仪表放大器不限,
显示器共阴共阳极数码管不限。
A/D转换采用ADC0809、MC14433等不限、也可以采用其它单片机,内置A/D转换器。
声光报警采用发光二极管、7407或7406为驱动器,控制电路可采用继电器、可控硅等电路不限。
设计题目二、太阳能热水器水温水位控制器
一、系统运行说明
在大型洗浴中心,可采用太阳能热水器与热水锅炉配合方式提供热水。
图示为热水器工艺流程图。
白天有光照,集热管水温较高,由循环泵将集热管中热水流入到水箱中,由水箱出水口提供热水。
水箱出口安装增压泵,实现开阀即得热水。
阴天下雨或夜晚集热管及水箱温度不够,水箱中的电加热器加热提供热水。
从而达到节能的目的。
在集热器的出口安装温度传感器T1,在伴热带处(集热器进水)安装温度传感器T2,在水箱出水口安装传感器T4,在水箱底部安装传感器T3。
控制要求:
1、系统运行采取温差循环方式,即当T1-T3大于10℃时,且T1大于45℃时,启动循环泵循环。
T1-T3小于5℃时,且T1小于42℃时,关闭循环泵循环。
2、系统自动控制电加热器,全天任意设置三个加热时间,到时定时加热,加热时间可任意调整。
要求当T3小于40℃,启动电加热,当T3大于50℃,关闭电加热。
加热器共三只,单只10KW,两开一备用。
3、自动增压供水。
供水不用控制。
4、管道保温用电伴热带。
T2小于2℃,启动电伴热带,T2大于5℃,关闭伴热带。
伴热带最大功率2KW。
5、可以浮球自动补冷水。
二、太阳能热水器水温水位控制器功能
1、显示
•水温1℃~99℃显示(LED)
•0~5.0m水位显示(发光二极管)
•时:
分北京标准时间显示(LED)
2、运行控制
(1)温差运行控制
(2)定时加热:
一天可三次定时加热时间,到达加热时间,控制器启动辅助加热器加热至设置温度。
不需要定时取消定时加热。
(3)手动随时加热:
当水温低于设置温度时,按加热键,加热指示灯亮,加热至设置温度后自动停止。
在加热过程中,按停止键停止加热。
(4)管道保温:
管道温度传感器检测管道温度低于2℃时,自动启动电热带,同时管道保温指示灯亮。
三、设计思路
太阳能热水器控制器可实现热水器水温和水位的自动控制。
控制器以单片机为核心芯片,扩展接口电路。
在热水器储热水箱底部和顶部,在集热器入口和出口,在控制器最不利点处(温度最低),在采暖室内各安放一只热电阻温度传感器。
在水箱顶部安装连杆浮球电接点液位开关,由温度传感器、液位开关实现各点信号的提取。
温度信号经过信号调理电路、A/D转换电路变为数字量送入单片机,水位信号直接送入单片机I/O口。
单片机进行数据处理,各点温度由数码管显示器显示,水位由阵列LED指示。
水位上下限和各点水温及温差上下限由键盘设定。
当水位低于下限值时,自动开启电磁阀上水,直到上水至上限值关闭电磁阀;
当水温低于下限时,接通电加热器加热,直到加热到设定上限温度停止;
当管道温度过低时,接通电加热带保温,直到温度达到设定温度;
当上下水温温差超过设定上限值时,开启循环泵,水循环。
由于水箱电加热器功率达到20KW,需要380V供电,供电电流达到几十A以上,需要2组电加热器加热。
控制器采用大功率固态继电器或大功率交流接触器。
可利用谷时电(夜晚)对水箱进行加热,控制器可定时设置加热时间,也可定时上水。
加日历时钟芯片,设定时间与日历时钟芯片读出时间比较,到时,加热或上水。
设置的重要数据掉电不能丢失,加非易失数据存储器保存数据。
四、设计内容:
1、系统总体方案设计
2、硬件电路设计热电阻温度传感器选型与接口电路设计、液位传感器选型与接口电路设计、
模拟量、开关量信号调理电路设计、A/D转换电路设计、单片机与最小系统设计、键盘电路设计、显示电路设计、LED驱动电路设计(MAX7219等)、日历时钟电路设计(DS1302等)、
数据存储电路设计(EEPROM)、驱动控制电路设计、保护报警电路设计、电源电路设计
3、软件功能模块设计(采集、处理、显示、控制应用程序设计)流程图
设计题目三、独立式光伏发电系统的设计
一、系统组成与运行说明
太阳能
电池组件
控制器
逆变器
交流负载
直流负载
蓄电池
独立型发电系统构成框图
图为独立型发电系统构成框图。
独立型系统常应用于小容量用户或无电地区。
发电系统的核心部分是太阳能电池组件,它将太阳的光能直接转换成电能。
太阳能电池产生的电流为直流电,可以字节以直流电形式应用,如供给直流LED发光管、手机充电、计算器充电等。
输出的直流能源还同时供蓄电池充电,即白天光强时,由控制器控制蓄电池充电,在夜间和阴天下雨时,控制器控制蓄电池放电,达到不间断供电。
直流电通过逆变器转换为交流电,供给交流负载使用。
如建筑照明,路灯、风机水泵等。
一、控制要求
控制器主要对蓄电池的充放电控制,同时对系统的运行起到监控与保护作用。
控制器采用单片机作为主控芯片,机种不限。
通过检测温度、日照、电流和电压传感器检测光伏电池、蓄电池输入输出的重要参数,通过信号调理电路将信号转换成适合A/D转换标准的信号。
A/D转换后离散为数字量,单片机根据检测的参数及运行状态,对控制蓄电池的充放电,防止蓄电池过充和过放电。
重要的参数存储在EEPROM中。
操作人员可随时通过按键查询检测控制参数,及时了解现场系统的运行情况。
为了使系统安全稳定地运行,系统由故障检测、系统保护功能。
检测控制装置组成框图如下。
二、设计内容
1、总体方案设计
太阳能光伏发电系统检测控制装置组成框图如下图。
2、硬件电路设计光伏电池的选型设计、蓄电池的选型设计,逆变器的选型设计;
温度传感器、日照传感器、电压、电流检测元件的选型与接口电路设计;
A/D转换电路设计;
单片机与最小系统设计;
键盘电路设计、显示电路设计;
光伏电池与蓄电池切换电路设计;
PWM驱动电路;
日历时钟电路设计(DS1302等)、数据存储电路设计(EEPROM);
保护报警电路设计;
电源电路设计。
温度传感器
信号
变换器
单片机
滤波
日照传感器
电压传感器
电流传感器
键盘显示
存储器
有线无线传输
太阳能光伏发电系统检测控制装置组成框图
PWM
设计题目四汽车称重系统设计
一、称重系统描述
在汽车称重平台下安放三-四支称重传感器。
测量汽车重量,各只传感器测量结果取平均值作为汽车重量。
传感器输出信号经过信号调理电路,A/D转换电路变为数字量输入单片机,
经过单片机运算,计算出汽车重量,结果送到显示器显示。
亦可将结果通过有线或无线电路传输到上位机(终端设计),以便信息汇总。
加光电计数器,可统计汽车每天、每月流量。
进一步扩展可在上位机中编写监控管理软件,统计各种车型载重量和流量。
1、称重系统总体方案设计
称重系统检测装置组成框图如下图。
2、硬件电路设计称重传感器的选型设计、光电计数器的选型设计,调理电路的设计,A/D转换电路设计;
通信接口电路设计;
3、软件功能模块设计(采集模块、数据处理、键输入模块、显示模块、数据存储、日历时钟读写模块、通信模块设计)画出流程图
有余力的同学可以编写上位机监控管理程序,可实现与下位机之间的通信。
可统计每天(每月)流过的各种车型的数量、载重量等信息。
称重传感器1
信号调理
加A/D
称重传感器2
称重传感器3
称重传感器4
RS485通信
称重检测装置组成框图
光电计数器
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