基于无线通信vb液体混合控制系统设计(共18页)

1、网络化测控课程设计 摘 要当今社会，采用无线通信技术的工控产品很多，有的采用扩频通信原理；有的采用RF调频通信原理。根据发射功率的不同，无线通信的距离也各不相同。也有很多公司开发出了应用于不同场合的无线数传模块，大大方便了无线通信测控系统的设计，可以减少有线设备在连线上的麻烦，同时也可以节省空间，故障检修方便，必定会成为未来工业现场的一个发展方向同时也给使用者带来了极大的方便。无线通信网络，由于其特有的非接线通信方式的优点，广泛应用于特定地理位置（如山区、油田和水利设施等）的现场遥测遥控领域。尤其在分布距离较远且数据传输量不大时，无线通信控制网络的优势更为明显(mngxin)。因此研究无线通信

2、在工业控制中设备的连接、通信协议、数据采集等技术的应用具有相当重要的现实意义。 本实验可以实现多种液体的混合，包括其中每种液体的配比，混合液的搅拌时间，固定混合液的总质量，超过固定值后液体即可停止注入，混合液的排放，及相关数据的采集和保存，同时也可调用(dioyng)根据经验已经保存的混合液的配比。它基于牛顿工控模块搭建实现的，其中包括无线收发模SST900EXT、单路模拟量输入模块7012,、数字量模块7044、模拟量输出模块7021、液体(yt)混合实验箱。在PC机上使用vb编程软件编制上位机界面，无线模块与上位机通过RS-232方式连接，其他设备通过简单的连线整个模拟液体混合控制系统的搭

3、建，此系统关键字：无线通信，牛顿工控模块，液体混合控制系统。 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc28371 1基础知识 1基础知识1.1 牛顿(ni dn)模块的概述 牛顿-7000是远程数据(shj)采集模块，提供了A/D,D/A,DI/DO,Timer/Counter(定时器、计数器)以及 其它一些便携功能模块，赚为工业现场数据采集与控制而设计。它内置微处理器、存储器各种I/O电路、RS-485通信接口及实时监控软件。这些模块可以用特定指令集通过RS-485网络控制远端模块和可编程序控制器（PLC）一样，是目前实现网络化测控系统的主要设备。牛顿-7000系列

4、产品是通过传感器到计算机的便携式接口模块，模块外壳为工业级塑料，内涂静电涂层，增强抗电磁干扰性，模块可以独立提供智能信号调理、模拟量I/O、数字量I/O、脉冲、热电偶、热电阻、数据显示、RS-485通信能力，所有模块通过RS-485网络与上位机通信，实现数据才上传与控制信号下传。1.2 牛顿(ni dn)-7000系列模块的特点1）产品规格齐全，有60多种型号可以供选择没满足各种现场信号的处理。2）模拟量I/O模块在存取多种类型及多种范围模拟量输入方面具有显著的优点。3）灵活的网络配置。牛顿-7000系列模块仅需两根导线就课通过多点式的RS-485网络与控制主机相互通信。4）大部分I/O模块带

5、有3000V隔离功能，课电热插拔。5）RS-485通信波特率为：1200bit/s,2400bit/s,4800bit/s,9600bit/s,19200bit/s,38400bit/s, 57600bit/s,115200bit/s. 6）供电电源为DC+1030V；电源具有反向保护，过压保护。 7）抗干扰方面，内置双看门狗，用户可定义加电初值和安全值。 8）使用环境(hunjng)：温度为-100；贮存(zhcn)温度：-2580；相对湿度(xingdu shd)为5%95%，无凝露。本实验使用的牛顿模块是无线收发模SST900EXT、单路模拟量输入模块7012,数字量模块7044、模拟量

6、输出模块7021。 2系统设计2.1设计原理 牛顿模块采用的是多址RS485总线，它需要 HYPERLINK /view/554441.htm t _blank 上位机提供RS485通讯链路。上位PC机实现RS485的方式不一样，主要有：RS232/RS485将RS232转换成RS485，RS485接口卡，USB/RS485将USB转换成RS485。无论是哪一种转换，都有相应的牛顿模块可供选择，无需用户自行开发。借助于RS232-TCP/ HYPERLINK /view/7248680.htm t _blank IP转换器，全部牛顿模块可以本地组网后接至企业局域网LAN内，实现不同厂区、车间内

7、的自动控制与信息采集。本实验以实验箱重量输出为模拟量，牛顿模块7012采集数据，再将数据经无线模块传给上位机上位机显示，在上位机上设置各种液体的配比经数字量模块7044传给试验箱，通过试验箱上指示灯的亮灭来判断那种液体注入，实验箱的每个动作信息都可以通过牛顿模块采集并将所采集的信息传给上位机，实现可视化的控制。2.2设计方案 将三种液体总量设为90kg，比例分别设计为30%，30%，40%，在按比例进料时，液体1进时灯DO0亮 ，当液体的重量超过27kg时，液体2开始进入且灯DO1亮 ，当液体的重量达到54kg时，液体3开始进入并且灯DO2亮 ，最后当液体的重量达到90kg时，开始进行搅拌，同

8、时灯DO3亮，等5秒之后，搅拌完成，液体进行排放，同时灯DO4亮 。在进液体3时设置一个误差限，当进料总量超过该限制后即该混合液为废液，在进液体3时设置一个误差限，当进料总量超过该限制后即该混合液为废液，上位机界面会提醒超过设定值，停止注入。随后进行搅拌，到达搅拌时间后即刻停止搅拌转而进行排放。2.3 设计(shj)流程图开始液体1进料时等DO0亮液体是否达到27kg？液体2进料时等DO1亮液体是否达到54kg液体3进料时等DO2亮重量是否超过90kg？搅拌，灯D03亮是否到达5秒？液体进行排放，停止结束 图2.1 运行(ynxng)流程图3硬件(yn jin)设计3.1试验箱介绍(jisho

9、)实验箱如图3.1，针对三个网络控制系统平台，可以进行工业过程控制中的液体混合控制模拟试验，以便了解配料控制的一般方法。 图3.1 液体和混合控制试验箱3.2 牛顿工控模块搭建本实验系统由牛顿工控模块构成，实物见图3.2所示。 图3.2 无线控制网络(wnglu)控制系统系统(xtng)原理图见图所示。VB无线模块27044 COM实验箱 RS232无线模块 SST900EXT SST900EXT70217012图3.3 无线通信控制(kngzh)网络系统原理图系统各部件说明如下：SST900EXT: 无线接收/发送模块，232/485接口；速率最高19.2Kbps；距离200米，加放大天线可

10、达1km.本实验系统速率设为9.6Kbps。7044：数字量模块，4DI（开关量）/8DO（OC门）；485接口；地址设为1。7012： 模拟量输入模块，16位隔离；485接口；地址设为2；电压输入010V对应032767。7021：模拟量输出模块，12位隔离；485接口；地址设为3；电压输出：04095对应010V。VB：上位机编程软件。3.3 液体混合控制原理图 图3.4 液体(yt)混合控制原理图3.4实验(shyn)连线图 图3.5 系统控制电路图图3.6 液体混合(hnh)控制电路图4 软件设计4.1 VB简介(jin ji) VB是Visual Basic的缩写(suxi)，VB是

11、Microsft公司为开发Windows应用程序而退出的一种可视化的快速编程工具，他以简单易学、语法简洁、功能强大的特点而深受用户的青睐。VB从VB1.0版到VB4.0版，都只有英文版，而vb5.0、v/6.0版都有中文版。每种语言的版本是包含学习版、专业版和企业版。VB的特点1 可视化的程序设计方法2 面向对象的程序设计思想3 事件驱动的编程机制4 结构化程序设计语言5 高度的可扩充性 1）支持第三方软件商为其开发的可视化控件对象 2）支持访问动态链接库（DDL,Dynamic Link Library） 3）支持访问(fngwn)应用程序接口（API，Application Ierface

12、）6 强大(qingd)的数据库访问能力7 支持(zhch)动态数据交换8 支持对象链接与嵌入面向对象是VB设计的核心。 所有的BL2000系列模块可以使用恰当的辅助硬件通过以太网/互联网进行编程和调试。带有10Base-T以太网接口的系统可以直接通过局域网或互联网进行控制和监视，能够对远端设备开放接口，能够提供网页服务，还能够发送e-mail。BL2000系列对于大系统来说作为一个具有网络功能的服务处理器也是非常理想的。BL2000系列的编程可使用工业级的Z-World中的Dynamic C Premier软件进行系统开发。 Wildcat公司为OEM（Original Equipment/

13、Entrusted Manufacture，这里指基于成型的关键技术开发产品）设计者提供了低成本、高性能的单板计算机以实现以太网接入。这些紧凑式板卡具有许多嵌入式控制和监视应用优点，电路板尺寸为3.43in4.15in(1in=25.4mm)，非常适合系统集成。4.2 登陆界面、主界面、数据显示及采集界面设计 使用vb编程软件进行上位机界面的绘制和相关程序的编程，相关上位机界面如图： 图 4.1 登陆(dng l)界面 图4.2 密码输入(shr)界面 图 4.3 密码修改(xigi)界面 图4.4 数据采集(cij)及显示主界面4.3 各个(gg)功能模块设计4.31模拟进料通道和搅拌(ji

14、obn)模块图4.5 模拟进料通道(tngdo)和搅拌模块使用shape在界面上画出圆形，模拟信号灯，当系统运行时，选择S1、S2、S3时，或者搅拌D3、排放液体D4的时候，改变信号灯的Backcolor使它成为红色即成功运行，模拟成功。4.32 数据输入及选择模块图4.6数据输入及选择模块波特率：Combo2.AddItem 9600，Combo2.AddItem 4800，Combo2.AddItem 2400Combo2.AddItem 1200，Combo2.AddItem 600模块运行(ynxng)时可显示“600”“1200”“2400”“4800”“9600”，Combo.En

15、abled = False不可(bk)选择。地址(dzh)：Combo.AddItem 01，Combo.AddItem 02，Combo.AddItem 03，模块运行时可显示“01”“02”“03”。输入端口：Combo1.AddItem 1，Combo1.AddItem 2，模块运行时可显示“1”“2”Combo1.Enabled = False不可选择模块型号：Combo4.AddItem 7011，Combo4.AddItem 7012，Combo4.AddItem 7021，Combo4.AddItem 7044，模块运行时可显示“7011”“7012”“7021”“7044”。4

16、.33 显示及输出模块图4.7 显示及输出模块数字量输出：Combo.Enabled = False不可选择显示液体重量：Lable.Caption=“”4.34 基本设置模块图4.8 基本设置模块Public Din As Single 定义输入变量Public W, Wa, Wb, Wc As Single 定义总重量,各种液体的重量Public A, B, C As Single 定义(dngy)配比Public Tjb As Single 定义搅拌(jiobn)时间 5 调试及运行(ynxng)结果 5.1调试通过VB 将界面制作出来以后，对每一个库对象进行编程，初始状态罐内是空的，通

17、过电动阀S1、S2、S3、S4，搅拌机，压力传感器对液体输入、搅拌、测量进行处理。当设定好总重量，系统默认分配好三中液体的重量配比为30%、40%、30%，确定好搅拌世界，按下确定键之后，将数字量输出端口的D00、D01、D02打开，配料自动加入罐内，搅拌机D03自动运转，由于液体之间密度不同，搅拌以后，通过压力传感器传来的数据会在电子显示屏中显示，显示最终的液体总重量。为方便下次测量，不需要重启软件，测量好的数据记录以后，点中数字输出端的D04，设备会显示“液体已排完”，为了下次测量节省了时间和空间。界面编辑完毕，将牛顿模块通过无线接收、发送模块SST900EXT与PC机的VB设计的主界面连

18、接起来，在显示界面中的基本设置中输入液体总重量、液体混合比例、搅拌时间等基础的量，点击确定，整个基于VB的液体混合控制就完成了。5.2 运行结果 图5.1 运行(ynxng)结果 6总结(zngji) 本文设计主要实现了液体混合系统的功能，详细说明了硬件电路的设计。基于VB的液体混合系统使用性强、结构简单、成本低。在实际应用(yngyng)工作应能好，测量较为准确，精度较高。系统功能、指标达到了课题的预期要求、系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性，经过一定的改造，可以增加功能。 通过这短短的课设时间同时对无线网络有了一些了解，学会了简单的vb编程通过课设，通过这次简单的课程设计，让我们知道团队的是多么的重要，各自分工，然后按条理进行设计、分析、实现功能。我学会了很多，为今后的毕业设计打好了基础，虽然做的不是很好，但我觉得自己还是挺满意的，不管我学会了多少东西，但至少有一点收获。总体而言这次课设比较成功，使我对明年的毕业设计充满了信心。在此对对我们进行过帮助的胡瑞老师，黄江，吴兵同学表示感谢！总之这次电路的设计，基本上达到了设