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硕士研究生非笔试课程考核报告计算机测控网络系统--基于ATmega64的面粉厂粉尘及浓度的检测与控制.doc硕士研究生非笔试课程考核报告计算机测控网络系统--基于ATmega64的面粉厂粉尘及浓度的检测与控制.doc -- 6 元

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硕士研究生非笔试课程考核报告(以论文或调研报告等形式考核用)2011至2012学年第1学期考核课程计算机测控网络系统提交日期2011年12月29日报告题目面粉厂自动排风除尘防爆系统设计姓名学号年级专业所在学院考核成绩考核人第1页共34页目录1前言31.1国内面粉厂粉尘防爆的现状及存在的问题31.1.1国内面粉厂除尘防爆的现状现状31.1.2国内面粉厂除尘防爆的现状存在的问题31.2面粉厂粉尘爆炸的起因及爆炸条件41.2.1面粉厂粉尘爆炸的起因41.2.2面粉厂粉尘爆炸的条件41.3面粉厂自动排风除尘防爆系统的提出及设计意义51.3.1面粉厂自动排风除尘防爆系统的提出51.3.2面粉厂自动排风除尘防爆系统的设计意义51.3.3粉尘传感器原理介绍52面粉厂自动排风除尘防爆系统的总体设计72.1自动排风除尘防爆系统的设计要求72.2自动排风除尘防爆系统的的整体设计73面粉厂自动排风除尘防爆系统的硬件设计93.1CPU模块设计93.1.1CPU芯片的选择93.1.2CPU部分电路原理图设计113.2粉尘检测模块设计133.3控制模块设计153.3.1数模转换芯片的选择153.3.2控制电路设计163.4CAN总线模块设计173.4.1CAN总线模块芯片的选择173.4.2CAN总线模块电路原理图设计183.5液晶显示与键盘模块设计183.5.1液晶显示模块设计18第2页共34页3.5.2键盘模块设计193.6看门狗电路设计203.6.1看门狗芯片的选择203.6.2看门狗电路原理图设计223.7电源电路设计233.7.1电源稳压芯片选择233.7.2电源原理图设计234面粉厂自动排风除尘防爆系统的软件设计254.1主程序设计254.2键盘扫描程序设计264.3显示子程序设计274.4CAN总线通信中断服务子程序设计284.4.1CAN总线发送子程序设计284.4.2CAN总线接收子程序设计295总结30谢词31参考文献32第3页共34页1前言1.1国内面粉厂粉尘防爆的现状及存在的问题目前,国内的面粉厂在防止粉尘爆炸方面比以前有所改进。但是,在很多私人小面粉厂甚至是中小型面粉厂,防止粉尘爆炸的工作并不是很理想。1.1.1国内面粉厂粉尘防爆的现状在比较正规的面粉厂,根据国家的有关规定,在厂房建设等都采取了相应的除尘防爆措施。国家有关部门制定了很多规范性的条文,例如合理布局做好防火防爆的隔离,易于发生粉尘爆炸的车间、设备,应合理布局考虑设计生产流向的同时,要考虑设计防火防爆隔离,易于散发粉尘的车间、部门要远离有明火作业的场所。在车间、部门内部易于引起粉尘爆炸的机器设备要选择适当的安全位置。设置一定的泄压面积。各种机器,如提升机,封闭式输送机,筒仓顶盖等都应有泄爆口蛔有可能泄爆口可通向室外.在不影响建筑物的强度前提下.可尽量加大泄爆面积。泄爆出口应选择在易于散发粉尘的部位。配置先进的消防、报警器材,保证足够的水源。要安装先进的自动报警和灭火装鼍,如粉尘浓度报警,自动喷雾等。适量喷雾,可燃粉尘与空气混合物中含有水分,使粉尘凝聚沉降增加,浓度降低,吸收热能,稀释含氧量,降低燃烧速度,影响粉尘爆炸的最小点燃能量。消防水源的管道设计一定要保证双水源和环状铺设。此外,在一些比较正规的面粉厂还是用了分岑检测仪来检测粉尘的浓度。当粉尘达到一定浓度的时候,会有报警灯提示。虽然如此,我国的面粉厂在十几家运作中还存在一些安全措施有待改进和在很多中小型面粉厂落实不到位的情况。1.1.2国内面粉厂粉尘防爆存在的问题虽然正规的面粉厂在很多方面采取了相应的措施,但是在节约电能和智能化方面还存在一定的缺陷。比如,很逗面粉厂的排风机等除尘设备会一直处在高速的工作过程中,造成相当的电能浪费。智能化方面,虽然有粉尘检仪器能提供粉尘浓度检测,并发出报警信号。但是只能是通过人为的方式去进行降低粉尘浓度的操作。在人员不能做出及时处理时依旧可能造成粉尘爆炸的重大事故。此外,也不能完成对粉尘浓度的实时检测与控制,并且无法把厂房内的粉尘情况有效地发送给控制人员。此外,并不是所有的面粉厂都能够有比较好的经济条件采取像大型面粉厂那样的安第4页共34页全措施。在全国范围内,安全有效、智能化、节约能源的排风除尘系统有待推广。1.2面粉厂粉尘爆炸的起因及爆炸条件1.2.1智面粉厂粉尘爆炸的起因粉尘爆炸是指与空气混台的可燃物粉尘,经着火燃而引起的一种具有巨大破坏力的化学反应。当悬浮在空气中的粉尘与空气均匀混合达到一定浓度时,遇到一定点火能量的火源,便息剧地氧化燃烧,燃烧时放出的热量以热传导和热辐射的方式传递给周围悬浮粉尘或刚被吹扬起来的粉尘,在瞬间内放出大量的热能,并产生大量的气体,在封闭或来不及扩散时,使压力骤然增强,从而引起强烈爆炸。粉尘爆炸不同于一般的物质燃烧,燃烧往往有一个较长的过程,是逐步蔓延开的。粉尘爆炸则发生在瞬间,其反应速度极快,具有巨大的破坏性。一旦发生粉尘爆炸,人们则无法加以控制。爆炸时产生的气浪,又可将沉积粉尘掀起,形成连锁反应的爆炸,哪里有粉尘燃烧就蔓延到那里爆炸是在相对封闭的状态下发生的,粉尘燃烧时产生的气体和压力以1000米/秒的超音速传播扩散,强大的冲击波将沉积粉尘掀起,造成破坏力更强的第二次,第三次连续性爆炸。1.2.2智面粉厂粉尘爆炸的的条件根据粉尘爆炸的机理,爆炸的条件,以及国内外有关粉尘爆炸的案例分析,将粉尘爆炸的具体条件可归纳为以下几点(1)粉尘必须是可燃性的,可燃性越大越易发生爆炸(2)引爆处有高浓度的粉尘云,即达到足以引起爆炸的粉尘浓度值(3)有一定能量的火源(4)引爆处为相对密闭体。一旦粉尘燃烧,气体膨胀,压力便迅速上升。气体来不及排放与外界形成巨大的压力差,就会发生爆炸。(5)爆炸呈连锁反应,一旦爆炸不管粉尘浓度多少,哪里有粉尘,就燃烧爆炸到那里。(6)引爆时,空气中的含氧量为一定值,谷物类粉尘一般在10左右。第5页共34页1.3面粉厂自动排风除尘防爆系统的提出及设计意义1.3.1面粉厂自动排风除尘防爆系统的提出针对国内面粉厂排风除尘存在的上述问题,我认为设计一种比较经济的用单片机作为底层控制器的粉尘自动检测及控制系统很重要。这种自动检测控制系统可以自动地实时地检测粉尘信号,并且可以实现自动控制风机等设备进行排风除尘。此外,此系统可以通过总线把粉尘浓度的数据上传到控制室,工作人员可以在控制室看到粉尘的浓度数据,并且,可以在控制室发送命令,控制命直接控制排风除尘设备。1.3.2面粉厂自动排风除尘防爆系统的设计意义通过这种经济的自动化排风除尘系统,面粉厂可以实现对粉尘的自动检测及控制,可以有效地排出因为人不能够及时检测粉尘浓度并采取及时的措施而造成的不必要的损失。这种自动监测系统比较经济,一般的面粉厂都可以通过此系统来提高面粉厂的除尘安全性。1.3.3粉尘传感器原理介绍光通过介质时会发生介质对光的散射和吸收作用一部分光被介质散射,偏离入射的传播方向,另一部分光被介质吸收转化为热能,其余的光传播方向不变通过介质。当平行光通过均匀介质时,根据LambertBeer定律,透射光强与入射光强的关系为IOUT=IINexp-αcL,式中IOUT、IIN分别为透射、入射光强c为介质浓度L为光与介质相互作用的距离α为介质对光波的衰减系数。α由介质对光的吸收和散射作用共同决定,只与光波的波长和介质的性质有关,如粉尘颗粒的粒径、折射率、气体的种类等,与介质的浓度无关。由公式IOUT=IINexp-αcL可知,在α和L确定的情况下,通过测量入射和透射光强即可得到介质浓度。粉尘感器的设计选择开放式气室,如图1.1,采用石英玻璃做腔片,两腔片平行放置,在腔片的外表面镀全反射膜。光源和探测器之间的空间完全敞开,光经多次折射后射出,增加了有效作用距离,在实现小型化的同时,提高了传感器的灵敏度。第6页共34页图1.1开放式气室设计光通过气室后,探测器将检测到的透射光强信号,转化为微弱电信号,但同时伴有很强的背景噪声。为了有效地提取有用电信号,必须设计高精度、高放大倍数的放大电路,同时考虑信号的滤波和抗干扰调理。
编号:201311211629240149    大小:637.50KB    格式:DOC    上传时间:2013-11-21
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zhaozilong上传于2013-11-21

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