基于以太網(wǎng)的電熱爐溫遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于以太網(wǎng)的電熱爐溫遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本課題的基本任務(wù)是研究基于以太網(wǎng)的電熱爐溫遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。能遠(yuǎn)距離對(duì)電熱 爐的溫度實(shí)施有效控制。系統(tǒng)主要由被控對(duì)象（電熱爐）、溫度控制器和客戶(hù)瀏覽器三部 分組成。在被控對(duì)象和溫度控制器之間設(shè)置過(guò)程控制接口，過(guò)程控制接口包括溫度檢測(cè)裝 置和調(diào)功器，溫控器由單板機(jī)BL2000構(gòu)成，完成接收客戶(hù)端的請(qǐng)求和溫度控制的功能。 溫度控制采用PID控制策略。BL2000通過(guò)自身的以太網(wǎng)接口與網(wǎng)絡(luò)連接?？蛻?hù)瀏覽器完成 溫度顯示和參數(shù)設(shè)置的功能，通過(guò)以太網(wǎng)，將設(shè)置參數(shù)（恒溫值、PID參數(shù)）傳送給 BL2000,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)設(shè)計(jì)：主要確立總體方案，介紹了各個(gè)模塊作用

2、，系統(tǒng)的原理框圖和系統(tǒng)工作流程圖。關(guān)鍵字：以太網(wǎng)；遠(yuǎn)程控制：電熱爐目錄第一章緒論21.1選題的背景與意義2 L2相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介1.2. 1 BL2000 簡(jiǎn)介Dynamic C 簡(jiǎn)介2 1.2.24第二章溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)62.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 62.3總體方案的確定62. 3. 1系統(tǒng)的原理框圖 工作流程圖論計(jì)8 2.3.2系統(tǒng)9 2.4 嵌入式 Webserver 討9第三章系統(tǒng)硬件電路設(shè).123. 1系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 系統(tǒng)硬件子模塊的設(shè)計(jì)4. 2. 1實(shí)驗(yàn)電路的連接圖第四章溫度控制系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)5. 1系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)6. 1. 1溫度顯示頁(yè)配置頁(yè)序采集及顯示7.

3、1數(shù)據(jù)采集步驟度控制系統(tǒng)的顯示123.213131414144. 1.2 參數(shù).15 4.2溫度控制程.17第五章溫度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)20205. 2 溫21結(jié)果分22參考文第一章緒論1.1 選題的背景與意義在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，加熱爐溫度的控制是十分常見(jiàn)的。一般的溫度控制器大都功能簡(jiǎn) 單、固定；只能修改一般的參數(shù)，不能根據(jù)實(shí)際環(huán)境修改控制程序，控制效果不甚理想。 單片機(jī)采用互連網(wǎng)進(jìn)行通訊與控制具有很好的應(yīng)用價(jià)值，可開(kāi)拓單片機(jī)和互連網(wǎng)應(yīng)用的新 領(lǐng)域。它可以很容易地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)視控制。同時(shí)單片機(jī)采用瀏覽起進(jìn)行監(jiān)控也將給軟件 的編程帶來(lái)極大的便利?；ミB網(wǎng)的技術(shù)大多應(yīng)用在商業(yè)領(lǐng)域的信息傳遞，但目前也開(kāi)始越

4、來(lái)越多的向工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展。單片機(jī)以其以及小、功能強(qiáng)、靈活可靠而廣泛應(yīng)用于工業(yè) 控制和電器產(chǎn)品中，遠(yuǎn)程控制是其重要的內(nèi)容之一?，F(xiàn)在單片機(jī)也開(kāi)始向互連網(wǎng)方向發(fā)展, 以求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)遠(yuǎn)程控制的方法一般是采用串行口 RS232、RS485、 和CAN總線(xiàn)等。如果將單片機(jī)與調(diào)制解調(diào)器連接，這樣便可以與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)系, 形成一種新的遠(yuǎn)程控制方案。因而，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，開(kāi)發(fā)一種既照顧現(xiàn)場(chǎng)情況乂考慮遠(yuǎn)程 通訊的新的單片機(jī)控制方案將具有重大的意義。Wildcat為OEM設(shè)計(jì)者提供了低成本、高性能的單板計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接入。這些 緊湊式板卡具有許多嵌入式控制和監(jiān)視應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)。所有的BL2

5、OOO系列模塊可以使用恰當(dāng) 的輔助硬件通過(guò)以太網(wǎng)/互連網(wǎng)進(jìn)行編程和調(diào)試。帶有l(wèi)OBase一以太網(wǎng)口的系統(tǒng)可以直接 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或互連網(wǎng)進(jìn)行控制和監(jiān)視，能夠?qū)h(yuǎn)端設(shè)備開(kāi)發(fā)接口，能夠提供網(wǎng)頁(yè)服務(wù)，還能 夠發(fā)送Email. BL2000系列對(duì)于大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)作為一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)功能的服務(wù)處理器也是非常 理想的。BL2000系列的編程使用工業(yè)級(jí)的Z-Word的Dynamic C軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。1.2 相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)介1.3 . 1 BL2000 簡(jiǎn)介Wildcat為OEM設(shè)計(jì)者提供了低成本、高性能的單板計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接入。這些 緊湊式板卡具有許多嵌入式控制和監(jiān)視應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，電路板尺寸為3. 43x4. 15英寸，非常

6、適 合系統(tǒng)集成。BL2000具有4種版本一其中兩種具有以太網(wǎng)接口，另外兩種沒(méi)有以太網(wǎng)接口一所有BL2000都具有28個(gè)數(shù)字1/0（包含5或7個(gè) 雙功能模擬、數(shù)字輸入），3 個(gè) RS-232/485 串行口，Rabbit2000 CPU （22. 1MHz, 128K 的SRAM及256K的Flash（可擴(kuò)展），在板的單刀雙擲繼電器輸出，LED顯示，7個(gè)定時(shí)器， 備用電池的時(shí)間/日期時(shí)鐘。對(duì)于最常見(jiàn)的應(yīng)用，BL2000和BL2021模塊包含4通道12-位A/D輸入，5通道雙功能 輸入，以及2通道12-位D/A輸出。對(duì)于不需要高精度模擬數(shù)據(jù)采集的情況可以選用 BL2021及BL2030，具有4通道

7、10T立A/D輸入，7通道雙功能輸入，沒(méi)有D/A輸出。雙 功能輸入是由軟件設(shè)置的，可配置成模擬輸入或帶域值的開(kāi)關(guān)量輸入。BL2000的特點(diǎn)：帶有RJ-45插口的lOBase-T以太網(wǎng)接口，簡(jiǎn)便的連通性，快速22 MHz時(shí)鐘，高達(dá)28個(gè)數(shù)字I/O, A/D和D/A4個(gè)串口 128K的SRAM/256K的Flash （可擴(kuò)展的） 在板繼電器有后備電池的時(shí)間/日期時(shí)鐘BL2000的性能指標(biāo)：微處理器22. 1MHz SRAM 128K閃存256K 以太網(wǎng)口 10Base-T RJ-45鏈接上以后能激活顯示燈，數(shù)字量輸入11個(gè)：36VDC帶保護(hù)，數(shù)字量輸出10個(gè): 在40VDC下每通道可輸出200mA

8、,模擬量輸：4路輸入阻抗1兆歐12位分辨率輸入范圍 10VDC （范圍可修改）4路輸入阻抗1兆歐10位分辨率輸入范圍10VDC （范圍可修 改）4路輸入阻抗1兆歐，12位分辨率，輸入范圍10VDC （范圍可修改），4路輸入阻 抗1兆歐，10位分辨率，輸入范圍10VDC （范圍可修改），模擬量輸出2路12位的 分辨率輸出范圍0-4VDC （范圍可修改） 無(wú)2路12位的分辨率輸出范圍0-4VDC （范圍可 修改） 無(wú)雙功能模擬量或數(shù)字量輸入5路12位分辨率輸入范圍0-48VDC （范圍可修 改）7路10位分辨率輸入范圍0-48VDC （范圍可修改）5路12位分辨率輸入范圍 0-48VDC （范圍可

9、修改）7路10位分辨率輸入范圍0-48VDC （范圍可修改） 繼電器輸 出單刀雙擲1A在30VDC下，0.3A在120VAe繼電器驅(qū)動(dòng)于數(shù)字量輸出0,并聯(lián)存儲(chǔ)器 I/O無(wú)串口 1個(gè)RS-485端口： 2個(gè)3線(xiàn)的或1個(gè)5線(xiàn)的RS-232端口；編程端口連接 器RJ-45以太網(wǎng)；電源插口：串口和I/O 口的螺絲形端子；10管腳的編程接口電源插 口，串口和I/O 口的螺絲形端子；10管腳的編程接口顯示燈8個(gè)：電源開(kāi)，微處理器, 以太網(wǎng)連接，以太網(wǎng)可用，輸出0-3的4個(gè)指示狀態(tài)燈6個(gè)：電源開(kāi)，微處理器，輸出 0-3的4個(gè)指示狀態(tài)燈 定時(shí)器5個(gè)：4個(gè)8位定時(shí)器和1個(gè)帶有2個(gè)匹配寄存器的10 位定時(shí)器（5個(gè)

10、定時(shí)器成對(duì)級(jí)聯(lián)） 時(shí)間/日期時(shí)鐘 有（天/時(shí)/分/秒）看門(mén)狗/監(jiān)3視器有 備用電池有，在板上的電池和電路，支持RTC和SRAM提供的電壓 最初 的：9-40VDC或24VAe 10%,在板的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器 功率低于1. 5瓦特的標(biāo)準(zhǔn)功率 板 子尺寸 板子：3. 43x4. 15x0. 82 英寸（87x105x21mm）帶外殼:4. 9x5. 6x1. 1 英寸 （124x142x28mm）環(huán)境-40 C70 C, 595%濕度，無(wú)結(jié)露。1. 2. 2 Dynamic C 簡(jiǎn)介Dynamic C是一個(gè)專(zhuān)門(mén)為ZTorld產(chǎn)品創(chuàng)建的集成的C編譯器、編輯器、鏈接器、裝 載器和調(diào)試器。它的設(shè)計(jì)是用來(lái)替代昂

11、貴的電路仿真器，Dynamic C允許您快速開(kāi)發(fā)您的 應(yīng)用，加快產(chǎn)品投放到市場(chǎng)的時(shí)間。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)C來(lái)說(shuō)，Dynamic C的改進(jìn)和差異在于使得在功能強(qiáng)大的嵌入式系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)編程變得非常容易。語(yǔ)言的擴(kuò)展包括多任務(wù)和優(yōu) 先多任務(wù)的的構(gòu)造，當(dāng)供電失敗時(shí)，能夠保護(hù)寫(xiě)入變量，能夠?qū)懭氲街袛喑绦蛑腥?。?biāo) 準(zhǔn)C函數(shù)庫(kù)，特定板的外圍驅(qū)動(dòng)，芯片外圍設(shè)備，以及其他的性能以源代碼的形式包含在 Dynamic C中。完全支持匯編語(yǔ)言，在對(duì)時(shí)間要求較高的應(yīng)用中，匯編代碼可以方便的與 C代碼混用。產(chǎn)品性能：（1）帶單步編譯、鏈接和目標(biāo)下裝的快速編譯：（2）全功能的源代碼和/或 匯編級(jí)的調(diào)：（3）源代碼庫(kù)中的數(shù)百個(gè)函數(shù)和例

12、題程序：對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算和先驗(yàn)函數(shù)的快速支 持：RS-232和RS-485串行通信：模擬和數(shù)字I/O驅(qū)動(dòng)：I2C, SPI, GPS,加密，文件系 統(tǒng)（在以前的版本中）；（4）包括多任務(wù)和優(yōu)先多任務(wù)的強(qiáng)大的語(yǔ)言擴(kuò)展能力；在沒(méi)有 Dynamic C的時(shí)候可以利用裝載應(yīng)用程序?qū)⒍M(jìn)制映像裝載到Z-World目標(biāo)板中；通過(guò)使 用庫(kù)函數(shù)特殊形式創(chuàng)建“函數(shù)描述”塊內(nèi)容來(lái)創(chuàng)建白己的源代碼庫(kù)和擴(kuò)展在線(xiàn)幫助；（5） 生成程序使用最多512K的SRAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使用512K的閃存或EPROM存儲(chǔ)代碼。Dynamic C新特性：（1）堆校語(yǔ)法跟蹤-在單步或斷點(diǎn)程序停止時(shí)，能顯示程序中函數(shù) 調(diào)用路徑。同時(shí)支持顯示堆棧自動(dòng)變量和參數(shù)的名稱(chēng)和值：（2）增強(qiáng)表達(dá)式監(jiān)視-在健入結(jié) 構(gòu)體名字后，其值能夠以樹(shù)形結(jié)構(gòu)顯示。不在需要單獨(dú)添加結(jié)構(gòu)體各個(gè)