毕业设计------单片机流量控制系统

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1、第一章第一章 绪论绪论 11 本课题的来源及研究对象本课题的来源及研究对象 石油化工是我国国民经济的支柱产业之一，其所实现的利润约占全国国 有及国有控股企业总利润的 1/4 左右。 油井产量的计量是油田生产管理中的一 项重要工作，对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生 产方案，具有重要的指导意义。目前国内各油田采用的油井产量计量方法主 要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离 计量方法等。随着技术的进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的油 井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。 除此以外, 为了使高粘度的石油得到开采， 就得在开采过程中直接加

2、入降 粘剂，如果加少了，石油抽不上来，加多了又造成经济浪费，由此引出了这 个恒流量的控制系统。 综上所述，无论是在石油的开采过程中注入降粘剂，还是在石油的计量 及运输过程中，对于流量都要求一定的精确计量和控制。因此，本课题就是 针对这一具体实际要求，通过对当前一些相关领域的分析和研究，设计出了 一种基于 AT89C51 单片机的控制系统。 本系统的研究对象就是液体如石油、水等的流量，通过对流量的检测， 完成对流量的控制。流量有瞬时流量和累积流量两种单位。瞬时流量指单位 时间内通过管道横截面的流体的数量；累积流量指一段时间内的总流量。瞬 时流量可以用体积流量、质量流量和重量流量三种方法来表示，而

3、前两种表 示方法最为常用。除了上述瞬时流量之外，生产过程中有时还需要测量某段 时间之内流体通过的累积总量，称为累积流量，也常被称为总流量。质量总 量以 M 表示，体积流量以 Qv 表示。流量是重要的过程参数之一。流量是衡 量设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，流量的 测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。 12 研究目的、意义及研究内容研究目的、意义及研究内容 （1）研究内容：本课题的主要研究内容是对流量进行检测，主要由流量 传感器采集流量信息，然后经过 AD 转换器将连续的模拟信号离散化后传给 单片机，单片机在软件系统的控制下，根据预先的设置和预期的控制要求

4、,通 过步进电机来精确控制阀门的开度,实现对流量的精确控制。其中，硬件电路 的搭接是本设计的重点，控制系统软件的设计是本课题的核心。硬件电路部 分，采用 AT89C51 单片机，外扩 EPROM 存储器，构成单片机控制系统的主 体部分。通过电磁流量传感器，AD 转换器进行输入，通过控制步进电机带动 阀门来控制输出。一些其他的功能，如设定值输入，数码管显示则通过扩展 I/O 接口芯片 8155 来完成相应的功能。系统软件设计部分，分别对拨码盘设 定值输入，步进电机控制，AD 转换控制，数码管显示等程序进行了设计，并 且设计了主程序和流量控制 PID 程序。 （2）研究目的及意义：由于石油是重要的能源，无论上从节约能源的角 度，还是从经济性角度来看,对于流量的精确控制都是十分必要的，所产生的 经济效益也是十分明显的。在自来水的监测与流量控制中，应用高精度的流 量计量与控制仪表也是必须的，所带来的经济效益是十分巨大且显而易见的。 开展石油化工过程流程模拟、先进控制与过程优化技术的研究与应用具 有十分重要的现实意义，是当前国内外石油化工界广泛关注的一个话题。自 动化技术可以提高计量