多功能控制（共12篇）
多功能控制 篇1
摘要：本系统采用西门子PLC结合模糊PID算法实现了对换热站的多功能控制。既可以根据不同的室外温度, 来调节二次网的供水温度, 又可以分时段的控制一次网的流量。这种多功能控制能提高供热系统的稳定性, 节约能源。
关键词：PLC,模糊PID,换热站
1 背景
近年来我国城市发展迅速, 集中供热的面积在不断地增加, 特别是北方地区。稳定地控制换热站运行对提高供热系统的质量和节约能源意义重大。近年来模糊控制方法的研究和应用越来越多, 利用模糊逻辑开发的模糊控制器本身就具有智能推理功能和非线性特性, 尤其是基于模糊逻辑自调整参数的PID控制器, 在难于建模的复杂控制对象中可获得更优的控制效果。本文结合换热站的控制特点结合模糊PID控制器设计了一个多功能换热站控制系统。
2 换热站系统
换热站工作原理:
一次热源通过管道送到换热站, 并进入换热器内, 通过换热器的换热, 将一次热源交换到二次供热管道内, 二次供热管道引出至热用户。二次水经过过滤除污, 经由循环进入换热器, 被蒸汽或高温水加热后进行供热, 蒸汽或高温水进入板式换热器后, 变成凝结水或高温回水, 高温回水返回热源。补水泵将软水打入系统中, 以此保持系统压力恒定。换热站系统图见图1。
本系统的多功能控制要求:
(1) 根据室外温度的不同调节二次网供水温度或者是一次网的回水温度;
(2) 根据不同的时间段调节一次网的流量;
(3) 根据客户需求进行一次网的恒热量控制。
此外还有通过控制补水泵机组保证二次网的压力稳定, 水箱水位过低时禁止启动补水泵, 以及一些报警系统等等。
3 系统硬件和软件设计
系统采用西门子1200系列的PLC作为控制器, 该系列的PLC具有功能强大的标准命令, 使用简单。还具有出色的实时特性, 特殊的中断功能、快速计数器和脉冲输出适用于时间紧急的过程。另外, 坚固耐用的紧凑型塑料外壳, 易于接触的连接和控制元件, 用前挡板保护可拆卸连接端子, 也适用于模拟或数字扩展模板。
系统硬件组态如图2, 1号模块为CPU模块, 2~8号为扩展模块, 包括4个模拟量输入模块、2个模拟量输出模块和1个数字量输入输出模块。101和102为通信模块。
采用西门子编程软件TIA Portal V11, 博途 (TIA Portal) 是未来西门子全集成自动化系列用于工程、编程和调试自动化设备和驱动系统的基础。
4 系统控制
4.1 恒温控制
系统根据室外温度和人们的舒适程度制定了二次温度的设定值。如表1。
T1:室外温度。
T2:二次网供水温度。在两个温度之间取值时按直线插值设定。
当换热站采集的二次供水温度实际值偏离设定值时, 控制器会通过调节一次网的电动阀和二次网的循环泵来控制温度, 使二次供水温度实际值始终跟随设定值, 达到节约能源并使用户舒适的最终控制目标。当室外温度大于4℃, 二次网供水温度设定为50℃。当室外温度大于小于-11℃, 则系统满负荷运转, 以确保达到用户的需求。
4.2 恒流控制
系统根据人们的作息时间, 将一天划分为12个时间段来控制流量, 如表2。
当换热站采集的一次网流量的实际值与该时间段的设定值不符, 控制器会通过调节一次网的电动阀和二次网的循环泵来控制系统。不同时间段进行不同的流量控制有利于节约能源, 另外对整个城市热网来说恒流量控制比恒温控制更容易掌握, 热网稳定性高。
此外还有恒热量控制, 根据用户的需求通过调节阀和循环泵对一次网的瞬时热量进行控制。无论是哪种控制方式, 我们都采用了模糊自适应PID控制器。
5 模糊PID控制器
5.1 模糊PID控制系统结构
参数自适应模糊PID控制器的系统结构主要由参数可调PID和模糊控制系统两部分构成, 其结构如图3所示。
PID控制器实现对系统的控制。模糊推理系统以误差e和误差变化率ec作为输入, 采用模糊推理方法对PID参数KP、KD、KI进行在线整定, 以满足不同的误差e和误差变化率ec对控制器参数的不同要求, 而使被控对象具有良好的动态、静态性能。
5.2 PID控制器
PID控制是将输入与输出的偏差进行比例 (P) 、积分 (I) 和微分 (D) , 然后对它们线性组合构成控制量, 对被控对象进行控制。
其控制规律是:
比例、积分和微分的控制效果各有特点, 对PID控制器参数的整定过程, 实际上就是根据控制对象和控制要求的不同, 调整比例、积分和微分三个校正环节的控制作用在控制器中的比重, 从而达到相互制约和弥补, 获得理想的控制效果的目的。
5.3 各变量隶属度函数的确定
用于PID参数调整的模糊控制器采用二输入三输出的形式。该控制器是以误差E和误差变化率EC作为输入, PID控制器的三个参数P、I、D得修正△KP、△KI、△KD作为输出。取输入E和EC和输出△KP、△KI、△KD模糊子集为{NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB}, 子集中元素分别代表负大, 负中, 负小, 零, 正小, 正中, 正大。其论域为[-6, 6], 量化等级为{-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}。
根据各模糊子集的隶属度赋值表和各参数模糊控制模型, 应用模糊合成推理设计分数阶PID参数的模糊矩阵表, 算出参数代入下式计算:
5.4 模糊推理
模糊控制规则是建立在被控对象的控制要求的基础上的。针对控制要求, 根据已有的经验和知识, 综合分析之后做出控制决策, 并利用得到的结果对被控对象进行调整, 从而使系统达到控制要求。
根据以上所述的PID参数调整原则可以得到输出变量△KP、△KI、△KD的控制规则如表3、表4和表5所示。
根据模糊控制规则, 对e和ec在模糊论域中的所有取值组合, 预先离线求出它们相对应的输出量的值, 建立一个输出量查询表, 保存到控制器中, 只需要将实时输入的e和ec通过量化因子转换成模糊论域中的元素, 就可以在输出量查询表中直接查表得到输出量的值, 再通过比例因子就可以得出精确量输出, 合并三表可以得出上面49条模糊控制规则。
6 总结
本系统通过使用模糊PID控制能够很好地实现对二次供水温度和一次网流量的控制, 大大的节约了能源, 降低了损耗。系统可以对温度、流量和热量进行控制, 这种多功能的控制方式, 有利于用户根据自己的需要进行管理。用户设定完成后就可以实现无人值守。要想实现更加准确和节能的控制, 必需配合整个城市的管网。
参考文献
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多功能控制 篇2
首先打开系统的资源管理器窗口，并在该窗口中找到目标共享文件夹，然后用鼠标右键单击对应文件夹图标，从其后出现的快捷菜单中选择“共享和安全”命令选项，打开到目标共享文件夹的属性设置窗口，
其次单击该属性设置窗口中的“安全”标签，打开标签设置页面，在该页面的“组或用户名称”列表框中，选中自己经常登录系统的那个特定用户帐号，例如这里笔者选择的是“ower”帐号。
多功能控制 篇3
收稿日期： 20131223
基金项目： 黑龙江省教育厅科技项目(12511004)
作者简介： 牟海维(1963),男,教授,主要从事测试技术及信息处理方面的研究。
摘要： 采用FPGA为控制核心的多功能音乐控制系统,对声卡的数据进行光纤传输,通信符合AES10协议。通过FPGA的强大功能对其数据进行编解码,再与多达32个音频设备(包括左右声道)进行IIS协议通信。本设备完成了多功能音乐控制设备的功能,并在Quartus II环境下做了综合与仿真,达到了预期稳定的效果,为将来的音乐与计算机的有机结合提供了良好的平台。
关键词： FPGA; AES10协议; 光纤传输; IIS协议
中图分类号： TH 741.4文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.03.010
Research on multifunction music control system
based on the AES10 optical bus
MU Haiwei, TIAN Bowen, XU Jiaqi, HUANG Ying
(College of Electronic Science, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)
Abstract： This paper introduces the multifunction music control system with FPGA as the control center. The sound card data transmission using optical fiber, is in compliance with AES10 protocol, encoding and decoding through powerful capabilities of FPGA, and then with up to 32 audio devices (including left and right channels) connected via IIS protocols. The device implements a multifunction music control device prototype, makes a series of simulation, achieves the desired stabilizing effect, and provides a good platform for the combination of music and the computer in the future.
Key words： FPGA; AES10 agreement; optical fiber transmission; IIS agreement
引言光纤通信越来越多地应用到通信领域,与FPGA(field programmable gate array)技术的结合更是成为通信系统领域的主流,它的高速、稳定等优势使得多路、多向信号的传输成为可能［1］。本设计采用的AES10(audio engineering serial)协议被广泛推荐用于音频信号传输中,它有着极高的编码效率,从而在时钟固定的情况下,最大限度地传输数据。本文采用FPGA技术,应用硬件描述语言实现AES10协议与IIS协议的转换,从而控制多通道音频设备的运行。1总体设计方案本系统由光纤传输、光纤接收、FPGA数据编解码、AD/DA音频设备驱动等部分组成。声卡数据通过光纤发射和接收数据,数据采用ASE10协议,速率为125 Mbit•s-1。接收采用AFBR5803AQZ型号发射接收头,它常用于以太网的光纤传输中,传统速率为100～125 Mbit•s-1,符合本设计的要求。FPGA是本设计的核心,采用VHDL语言编程,实现AES10的串行总线数据与多路、多通道的IIS总线之间的转换。音频输出设备采用CS4334型号DA芯片,音频输入设备采用CS5334型号AD芯片。整体结构框图如图1所示。
图1总体结构框图
Fig.1The structure diagram
光学仪器第36卷
第3期牟海维，等：基于AES10光纤总线多功能音频控制系统的研究
2AES10通信协议
2.1AES10协议结构AES10协议描述了一个串行多通道音频数字接口［2］,简称MADI(multichannel audio digital interface)。协议规定了同轴电缆或光纤的28、56、64个通道等三种格式。音频取样频率为32～96 kHz。只支持单点发射、单点接收。每个通道包含32个比特位,其中最高4位分别为有效位(validity)、用户位(user)、状态位(status)和奇偶校验位(parity)。中间24位为数据位,因此数据的最高分辨率可达24位,若数据不够24位,剩余位可以空缺或者被人为分配若干控制位,而低4位则控制通道的使能和控制左右声道。通道的结构图如图2所示。
图2AES10通道数据结构图
Fig.2Block diagram of AES10 channel data
2.2光纤通信技术光纤通信作为一个新兴科技已经在通信领域中脱颖而出,以其频带宽、功耗低、传输距离长、抗电磁干扰等优势在现代通信中起着举足轻重的作用。本设计采用AFBR5803AQZ型号光纤收发器来传输声卡与FPGA之间的通信数据,其异步传输速率可达到100～125 Mbit•s-1。它的光学性能良好,符合FDDI(fiber distributed data interface)标准,被广泛应用在以太网和光纤接口中［3］。
2.34B/5B编码
AES10协议之所以传输效率高,根本原因是利用了4B/5B方式编码。4B/5B编码在百兆以太网
表14B/5B编码表
Tab.1The code table of 4B/5B
4 bit数据5 bit数据4 bit数据5 bit数据000011110100010010000101001100110011001010100101010110001110101101110111010001010110011010010101011110111011011001110111011100011101111111111101
和光纤通信中被广泛应用,它具有编码效率高、易实现等优势。通信过程中常常需要在接收到的数据中提取同步时钟,以保证设备之间的同步,所以整个数据流中要尽可能多地产生跳变,即保证不会产生过多连续的高电平或过多的连续低电平。因而数据的跳变对整个数据转换显得尤为重要。4B/5B的转换方式是将原本4位数据转换成5位数据,5位数据有32种组合方式,但要保证每5位数据中不多于3个低电平,并且不少于2个高电平。这样不仅达到了数据流对跳变的要求,而且其转换效率高达80%,保证了传输效率。目前,国际上通用的编码规则如表1所示。
2.4AES10编码方法在编码过程中,先将每个通道的32位数据分解成8组4位码,再通过4B/5B方式转换成5位码,这样原本32位的数据变成了40位进行传输。在传输过程中,通道与通道之间要适当地加入一些同步符号。这些同步符号没有固定的插入点,并且相邻通道间的同步符号数量也不固定,是由用户自行安排的。国际上默认的同步符号为11000 10001,它区别于4B/5B的编码结果,从而实现数据的同步［4］。在标准传输链路中的数据频率应该符合以下三种范围:(1)音频信号32～48 kHz,56通道。(2)音频信号32～48 kHz,64通道。(3)音频信号64～96 kHz,28通道。本设计采用64通道,每个通道的音频数据频率为48 kHz。链路上总的信号速率为125 Mbit•s-1。3FPGA设计与仿真
nlc202309040540
3.1FPGA设计结构本设计采用的FPGA处理器是Altera公司的Cyclone II系列EP2C8芯片［5］,整体设计采用VHDL语言编程,并且在Quartus II 9.0开发平台上综合及仿真。FPGA整体结构图如图3所示。
图3FPGA内部功能结构图
Fig.3Structure of FPGA internal function
FPGA实现声卡与音频设备的连接,首先要提取声卡上的数据同步时钟,根据同步时钟进行AES10解码,然后进行串并转换,最后根据IIS协议将数据传给音频接口。同时,FPGA将另一路IIS协议的音频数据转化成串行数据,并进行AES10编码传入声卡。
图4同步时钟提取
Fig.4Synchronous clock extraction3.2同步时钟提取在声卡通信中,每个消息和数据都是通过一连串的码元序列来传输的,所以在接收过程中需要知道帧数据的起止时刻,指令位和数据位的位置等。这就要求接收端要有同步时钟,而同步时钟的性能好坏会直接影响系统的性能。本设计采用数字锁相的方式提取同步时钟,首先用FPGA产生一个鉴相器,将接收到的信号与本地时钟分频以后的时钟做相位比较。若二者有相位差,鉴相器将用此相位差信号去调整同步信号的相位,直至相位差到零为止。其结构框图如图4所示。
3.3FPGA编解码及仿真AES10协议的核心是4B/5B编解码,作为一种高性能的串行标准,其根本思想是将4 bit数据和 5 bit数据相互转换,并且根据协议找出指令与数据［6］。从编码的种类上看4B/5B编码属于数据字符编码和控制字符编码,基于VHDL语言的4B/5B编码结构图如图5所示。
图54B/5B编码结构图
Fig.5Code structure of 4B/5B
data_in为串行数据输入引脚,CONTROL模块将其分解成若干5 bit数据,每组数据通过SJFJ模块的OUTY［4:0］输出。其中CLK引脚为输入时钟,通过控制ENA使能引脚来实现数据的分解。再由Four_Five功能块进行4B/5B转换,DIN［4:0］为数据输入引脚,DOUT［3:0］为数据输出引脚。编解码的仿真波形如图6所示,CLK0为时钟输入信号,CLK2为数据输入信号。仿真时选取了一个通道的数据4B/5B解码,OUT引脚为数据输出引脚。
图64B/5B仿真波形图
Fig.6Simulation waveform of 4B/5B
FPGA将采集到的声卡数据通过IIS总线传送到音频设备中,同时还可以将音频设备的信号接收回来,再转化成声卡可识别的数据。为了减少引脚的数目,IIS总线由三根串行线组成,即数据、字同步、位同步。图7为32路IIS(左右通道)的功能模块。
图7IIS功能模块图
Fig.7Diagram of IIS function module
对一路IIS信号进行仿真,得到了如图8所示的仿真波形图。其中SCLK信号为位同步信号,LRCK为字同步信号,Data为数据信号。
图8IIS仿真波形图
Fig.8Simulation waveform of IIS
4结论本设计详细介绍了基于FPGA的音乐控制平台的开发过程以及仿真结果,着重研究了AES10的通信过程,实现了计算机与音频设备的多路通信。通过软件仿真与实验,总线速率达到了125 Mbit•s-1,音频信号无明显失真,并且稳定度较高,达到了良好的通信效果,满足了设计之初的要求,为将来的音乐与计算机的有机结合提供了帮助。参考文献：
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多功能控制 篇4
变量作业控制系统是实施精准农业与管理的关键技术之一。国外一些发达国家已进行精准农业作业机械变量投入的自动控制研究并推出商品化产品[1,2,3,4,5,6]。由于技术未公开，国内在实施精准农业作业中，在购买国外商品化的变量作业控制系统的同时需要购买与其相配套的农业机械才能使用[7,8]。国内部分科研机构、学者如吉林大学[9,10]马成林、张书慧;国家农业信息化工程技术研究中心[11,12]的赵春江、孟志军;西北农林科技大学[13,14]杨青、翟长远等;黑龙江八一农垦大学[15]王熙等人先后对精准农业变量控制技术开展了系列研究。但是，就目前研究成果的应用状况而言，现有的精准农业变量控制系统存在系统作业模式固定、变量控制方式单一等不足。这不但增加了变量作业机的制造成本，也增加了精准农业实施和日后维护成本，制约了精准农业技术在我国的推广应用。为此，设计了一种具有GPS定位自动控制、推算定位自动控制和手动输入控制3种变量作业控制方式的，适用于变量施肥、变量喷药、变量灌溉等多种耕作环节作业的多功能变量作业控制系统，以达到提高变量控制系统通用性、降低变量作业机械生产与维护成本的目的。
1 系统组成与工作原理
本文研制的精准农业多功能变量作业控制系统由控制器、DGPS、速度传感器、液体压力传感器、流量传感器和变量作业执行机构组成。其原理如图1所示。
在田间实施变量施肥作业时，将该系统挂接在施肥机上，在控制器工作界面上选择变量施肥作业后，控制器实时获取施肥机所在位置、作业速度、液体管路压力信号，根据专家系统提供的变量作业处方图数据，实时计算并输出0～10V电压信号控制排肥轴转速完成变量施肥作业。当将控制系统与喷药机挂接时，控制器实时读取喷药机作业位置、工作速度、管路药液的压力与喷出药液流量，结合喷药处方数据输出0～10V电压信号控制药液管路内的电动调节阀开口大小实现药液喷出量的控制;当系统执行变量灌溉作业时，由控制器读取作业机的位置、行走速度、管路压力和流量，根据处方图数据计算输出12V脉冲信号，控制电磁阀开合频率实现变量灌溉作业。在实施变量施肥、变量喷药或变量灌溉作业的同时，系统可选择GPS定位变量控制、推算定位变量控制或手动输入3种变量控制模式实施变量作业。
2 控制器与信息采集
控制器以ARM7系列S3C44B0X微处理器为核心构成。其可完成读取处方数据、GPS信号、管路液体压力、流量信号和变量作业机工作速度信号，实时显示变量作业机械工作状态，并实时写入记录文件中。当机具作业工作正常时，系统实时播报出机具的作业位置;当作业异常时，则发出蜂鸣报警声。
本文采用2个AgGPS132接收机组成差分定位系统，实现GPS定位自动控制模式下机具的定位和测速。为了满足6.5m幅宽植保作业要求，使用HX-L61型压力传感器实时检测变量喷药或变量灌溉作业时液体管路压力，当管路压力低于设定值时，则启动报警装置发出报警提示。液体管路压力信号经由S3C44B0X微处理器的AIN[7]端口读入。手动控制工作模式下的作业速度由LM18-300NA型电感式接近开关测得，作业速度信号由S3C44B0X微处理器的EINT[2]端口获取。液体管路内的流量信号由LWGY型涡轮流量传感器经S3C44B0X微处理器的EINT[3]端口读入。
3 执行机构
3.1 变量施肥执行机构
变量施肥执行机构由液压泵、溢流阀、滤油器、电液比例调速阀和液压马达组成。变量施肥作业时，控制器通过控制调速阀阀门开口大小调节流经液压马达的油液流量，控制液压马达转速实现变量施肥作业。变量施肥执行机构的控制线路如图2所示。
在图2中，电压比较器将控制器输出控制信号与液压马达转速检测反馈信号进行比较后，输出到比例放大器。本文使用H-AP-204型比例放大器，其输入信号范围为DC 0～+10V，最大控制电流为700mA，控制系统给定的输入电压信号与输出电流信号成比例关系。电液比例调速阀采用BYLZ-02型压力—流量复合比例调速阀，可以很小的压差追踪负载压力同时控制系统压力和调节系统油液流量。液压马达采用1QJM001-0.1型定量液压马达。由于变量施肥机田间作业环境尘土大，系统使用ZU—H100×20DLP纸质带发讯的倒装管式纸芯式滤油器。在控制系统挂接施肥机后，执行变量施肥控制程序，系统会根据施肥处方数据、施肥机工作速度输出0～10V电压信号控制液压马达转速，以此调节排肥轴转速实现变量施肥作业。
3.2 变量喷药/灌溉执行机构
当控制系统挂接喷药机，控制器执行变量喷药作业程序。在获得喷药处方信息后，实时读取药液管路内液体压力和流量信息，计算并输出0～10V电压信号控制电动调节阀的开口大小，通过调整回水管调节阀的控制信号，控制喷头喷药量，实现变量喷药作业。变量喷药执行机构的控制线路如图3所示。
本文选用HL2X型电动调节阀作为变量喷药控制系统的变量执行器。该电动调节阀接收0～10V或4～20mA模拟信号。由于S3C44B0X微处理器I/O口只输出数字信号，故使用D/A转换器DAC0832将数字信号转换成模拟信号。同时，使用串并转换器74HC595将S3C44B0X微处理器输出的串行数据转换成并行数据提供给DAC0832。D/A转换后输出0～10V模拟电压调节电动调节阀阀门开口大小，实现变量喷药作业。
同理，在执行变量喷灌作业时，根据处方信息，系统计算输出12V脉冲信号控制电磁阀开合频率实现变量灌溉作业。
4 系统控制软件与应用
本文设计的农用多功能变量作业控制系统软件由实时信号采集与处理程序模块、处方图读取以及网格识别程序模块、液晶屏—触摸屏驱动程序模块、音频接口程序模块、变量执行机构驱动程序模块和作业参数实时保存程序模块组成。其中，实时信号采集与处理程序由GPS数据采集与处理、数字信号采集与处理和模拟量信号采集与处理3部分组成。田间作业记录文件是在UCOS-Ⅱ操作系统上编写一个文件处理模块，使UCOS-Ⅱ操作系统具有*.txt文件的打开、定位文件某字节的读、写操作和关闭*.txt文件的功能，用于实时记录作业机具的工作状态，便于事后数据分析与系统改进。图4为选择变量喷药作业类型后，系统实施变量喷药作业的流程图。
本文的多功能变量作业控制系统在吉林省榆树市工棚镇13号村实施变量施肥、变量喷药作业。图5为GPS定位自动控制变量喷药作业模式下变量喷药作业现场和工作界面。作业过程中实时显示喷药机位置、工作速度、地块编号、管路压力与流量。试验表明:系统工作状态稳定，操作简便，降低了机械投入成本，提高了经济效益和环境效益。
5 结论
1)系统具备的3种作业模式适于多种耕作环节作业。与现有技术相比，该变量控制系统实现了精准农业作业的“一机多用”，降低了先期投入成本，有助于精准农业技术推广与实施。
2)本系统可输出模拟信号和数字信号两种类型控制信号，便于执行器连接，可扩展性强。
3)田间试验结果表明，该控制系统可满足4.2m幅宽的变量施肥作业、6.5m幅宽的变量喷药或变量灌溉作业。系统便于操作，工作状态平稳。同时，系统配置有异常报警启动信号，有效提高了变量作业效率和可靠性。
摘要：以ARM7系列S3C44B0X微处理器为核心,研制了一套具有变量施肥、变量喷药和变量灌溉3种作业类型的精准农业多功能变量作业控制系统。该系统由控制器、传感器和变量执行机构组成。田间作业时,在控制器工作界面上选定作业类型后,系统可提供GPS定位自动控制、推算定位自动控制和手动输入控制3种变量控制作业方式。田间试验结果表明,所研制的多功能变量作业控制系统可以控制相应机具完成4.2m幅宽的变量施肥、6.5m幅宽的变量喷药或变量喷灌作业,降低了精准农业变量作业机械的生产与维护成本,有利于精准农业技术推广与应用。
远程控制软件的基本功能 篇5
1、远程访问桌面：查看远程计算机的实时屏幕，能使用本地鼠标和键盘控制客户端电脑，如同操作自己的电脑一样。应用于远程电脑维护、远程技术支持、远程协助等；
2、远程电脑屏幕截图：设定时间间隔对远程电脑的屏幕进行截图，截图可进行幻灯片播放；
3、远程文件管理：上传、下载文件，远程修改、运行文件，拷贝，重命名等，实现资源共享；
4、远程开启视频摄像头：开启远程电脑摄像头，进行视频监控；
5、远程命令控制：远程关机、远程重启、远程注销、锁定屏幕等；
右键控制 窗口功能增强有术 篇6
我们平时所看到的窗口标题栏右键菜单，简单得让人不屑一顾（图1）。然而对窗口操作的需求何止最大化、最小化等几个？为了发送、复制、移动、排列窗口，我们往往需要进行比较麻烦的鼠标操作。若能在窗口原有控制菜单的基础上添加丰富的控制功能，将会非常方便。本刊曾介绍过给Windows窗口添加功能按钮的eXtra Buttons，其实，该软件还可以实现窗口控制的右键增强，比按钮更有空间优势。
安装eXtra Buttons后，运行软件看不到任何程序窗口，也许你会以为软件安装出错了。其实，它只是退缩在托盘中的一个小图标而已，点击这个图标才能弹出程序设置窗口。软件为全英文界面，可通过设置窗口“Common Options→Chinese→Apply”路径进行汉化。
如何添加系统控制菜单？
双击图标进入软件设置窗口，在左侧参数选择“窗口菜单”，在右侧窗格的左列中选择分隔条之外的其他所有选项，然后点击中部的“增加”按钮，右侧方框内会出现这些项目，之后点击Apply或“确定”按钮使得设置生效（图2）。
设置功能扩展之后，开启一个新的Windows窗口或文件夹，右击窗口标题条，可以看到窗口右键控制菜单在原有功能的基础上又增加了10项控制功能，通过它们，我们就可以灵活控制窗口的位置、形态、数量了（图3）。
1. 窗口位置控制任我行
一般说来，窗口最小化之后缩在任务栏的中部。如果想给经常使用的窗口提高“待遇”，希望能在最小化后居于系统托盘中，只需右键单击窗口上边框，然后选择“发送到托盘”命令就可以了。托盘图标将显示为一个蓝色电脑图标。如果要处理的窗口太多，托盘拥挤也是个问题，因此我们可以选择另一个选项“发送到托盘菜单”，实现托盘最小化图标的立体扩展。之后，要使用这些最小化在托盘中的窗口，只需通过一个按钮菜单即可实现灵活调用（图4）。这是将用户窗口安置在托盘中的一个好方法。
打开的窗口不仅可以以图标或图标菜单的形式进驻系统托盘，还可以以图标的方式排列在桌面上，这种图标我们称之为“桌面盒子”。要将打开的窗口变成桌面盒子，右键单击窗口标题栏并选择“发送到桌面盒子”，这时就可以看到桌面上出现的盒子图标了（图5）。桌面盒子就如同文件图标一样可以移动位置和重组，但是当双击它之后，它便从桌面消失，转而变为一个被还原了的窗口。
至于将常用窗口前置在屏幕前方、使用双屏显示器时窗口瞬移等功能，只要在标题栏上点击鼠标右键，选择对应选项即可。
2 窗口形态玩出新花样
Windows窗口的缩小是有限度的，试着打开一个Windows 10窗口，向上拖动下边框，最小只能缩到如图所示的高度（图6）。如果有多个窗口需要上下并列，充其量一个桌面也排不了几个窗口。这时，在窗口标题栏上选择“卷动/取消卷动”命令，那么这个窗口就可以像卷帘窗那样卷起，被卷起的窗口只有一个标题条的大小。
如果对Windows窗口的透明度不满意，而系统设置又不能解决问题的时候，可通过窗口标题栏右键菜单中的“透明”或“调节透明度”选择，随心所欲地控制窗口透明度（图7）。
3 窗口数控制易如反掌
多功能控制 篇7
我国路灯控制系统的落后现状, 直接导致了路灯照明效果不佳, 存在巨大的安全隐患。在一些遥远的重要的道路路灯 (如高速路, 高架桥, 隧道等) 常因为人工管理不到位, 路灯损坏也不能及时进行修补, 导致照明隐患的存在。另外, 由于供电线路长, 导致供电电压偏低, 电压不平衡, 电压波动较大, 引起路灯发热过大, 故障易发, 寿命缩短。再者, 正是由于供电线路遥远, 常常需要较高质量的输电电缆, 故投入加大。但是, 正是这样的投入, 往往成为犯罪分子的目标, 直接导致路灯电缆被盗。由于传统的控制系统并没有信息回馈, 当电缆被盗了也不能发现, 导致犯罪事件经常发生。
鉴于上述分析, 研制具有网络通信功能的多功能路灯控制系统具有非常重要的意义。基于GSM网络的控制器能够检测路灯的实时状态并返回信息, 避免了设备是否可靠动作, 工作是否正常等控制死角。
2 系统总体方案设计
通过图1可以直观地展示本系统的概况。本系统主要由核心控制器和节点控制器两大部分组成。控制器之间通过短距离无线通信组成无线局域网络, 断缆信息和路灯状态信息通过短距离无线通信传递给核心控制器。最后, 核心控制器将所有的故障信息通过GSM通信上传到管理者的手机终端。管理者还可以通过GSM通信向核心控制器发出指令, 要求其上传当前的电能质量参数, 控制各相晶闸管开关的断开与闭合, 以达到节能控制的效果。
核心控制器是本系统设计的重点, 是系统的控制核心, 负责系统的调度工作。核心控制器包含了多个模块, 包括单片机最小系统、DS1302时钟电路、电能质量参数测量电路、晶闸管投切电路、GSM通信模块、互感器电路、短距离通信模块等。在系统中, 笔者选择的是增强型的STC单片机——STC12C5A60S2。STC12C5A60S2是一款1个时钟/机器周期的8051单片机, 具有高速、低功耗, 廉价、抗干扰能力强, 片上资源丰富等特点, 且完全兼容传统的51单片机。
在电路设计中, 各个模块都有独立的设计电路, 分别实现相应的功能;在软件设计中, 各个功能模块在中央单片机的控制下, 按照控制要求, 协同有序地工作, 构成系统的有机统一。
节点控制器是本设计的重要部分, 其安装于每盏路灯的灯杆上, 包含了单片机最小系统、电流互感器电路、电流信号调理电路、短距离通信模块等部分。单片机选择的是STC12C2052AD, 该单片机是核心控制器所用的单片机STC12C5A60S2的简略版本, 但是功能和特性与它相同。STC12C2052AD也是1个时钟/机器周期的单片机, 比普通51单片机速度快12倍。在软件编程和外围电路设计方面完全兼容普通的51单片机, 同时还具有8路8位的ADC, 具有两路PWM。由于单片机本身包含了ADC, 故在电流采集时, 不需要另外接专用ADC芯片。STC12C2052AD只有20个管脚, 具有P1端口和P3端口, 体积小, 功能强, 具有非常好的抗干扰能力。
单个路灯回路中的大电流经过电流互感器感应出交流小信号, 该信号再由信号调理电路调理成AD转换器可采集的直流信号, 单片机系统依据AD采样值来判断路灯的运行状态, 一旦判断路灯发生故障, 立即通过无线通信模块把路灯的故障信息传递给节点控制器。
3 系统的程序设计
核心控制器是整个系统的控制中心, 因此, 在对其进行程序设计时, 必须安排合理的控制策略, 兼顾各个功能模块在运行时间上的要求, 保证程序不会跑飞, 系统能够稳定地运行。下面将针对核心控制器的主函数进行说明, 使读者了解系统程序的整体框架。
首先, 把系统中的每个单独的功能模块一一划分出来, 封装于独立的函数体当中, 作为一个个系统任务来执行。程序运行的第一步是初始化系统的各个功能模块, 待初始化完成后, 把所有的任务都置于一个循环体当中, 使他们分时运行, 协同工作。
4结束语
路灯系统是城市建设的重要内容之一, 随着科学技术的进步, 多功能、智能化的路灯控制系统必然会取代原功能单一人工管理的系统。本设计的特点主要有一下几个方面:
(1) 节能控制:系统能实现自动化运行, 实现分时段管理路灯的功能。
(2) 远程控制:基于覆盖范围广泛的GSM网络, 系统可以通过手机用户终端根据实际情况的需要, 实时控制各回支路上路灯的亮灭。
(3) 故障路灯定位:系统可根据从路灯节点发来的故障信息准确定位故障路灯。
(4) 电能参数上传:系统可以实时测量各个回路的电能质量参数, 并上传到手机用户终端, 方便用户判断是否需要改变电力系统的当前运行方式。
(5) 电缆防盗:系统具有电缆被盗自动报警功能, 防止电缆被盗。
当然, 一套完善的控制系统并不止这些, 本设计还在初步的研究阶段, 虽然能实现一些功能, 但是还有很多不足之处, 比如系统控制指令比较复杂、没有远程的可视化服务、不能根据光线强弱自动调节路灯亮度等。
摘要：路灯是城市建设中重要的公用设施, 是城市形象的重要标志。随着社会的不断发展, 我国城市路灯照明系统随着城市的发展而不断扩大。由于路灯分布范围广, 人工管理落后, 造成路灯故障率高, 路灯电缆被盗严重等问题日益突出, 造成严重社会影响。传统的路灯照明系统的控制方式存在效率低、成本高、无法监控等问题, 已经无法满足现代化城市的需要。因此, 研制一套功能完备的路灯控制系统具有非常重要意义。文章描述的路灯控制装置能通过GSM通信的方式, 远程控制路灯和实时上传电能参数, 具有电缆防盗和故障路灯定位等功能。
关键词：路灯,GSM,节能,远程控制,电能质量
参考文献
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[5]谭浩强.C程序设计 (第三版) [M].北京:北京:清华大学出版社, 2007.
RH炉多功能氧枪系统控制 篇8
1 多功能氧枪构成
RH炉多功能氧枪系统[2]包括:氧枪摆动装置,冷却水系统,枪体(通保护气体(N2,Ar),氧气(O2),煤气(CO)),氧枪密封圈,紧急提枪系统。RH炉多功能氧枪的主要功能有:强制脱碳,化学升温,CO/CO2二次燃烧,真空罐烘烤,去除冷钢。
2 控制系统组成
RH炉控制系统包括:1套RH炉本体控制PLC,1套加料控制PLC和1套除尘控制PLC。RH氧枪控制在本体PLC中实现,化学升温时加入Al粒的控制在加料PLC中完成,两套PLC之间通过工业以太网络进行通信。控制系统结构配置见图1。氧枪升降驱动由变频器完成,本体PLC通过现场总线与变频器通信,完成氧枪的升降控制。
3 控制流程
3.1 氧枪升降控制
氧枪升降控制主要包括:密封圈打开、关闭,氧枪摆动,氧枪抱闸,氧枪速度给定,防止溜枪保护,紧急情况提枪等控制。
(1)密封圈打开、关闭控制。
RH炉采用充气式密封圈,在真空处理时,氧枪升降密封圈放气,运行到位时充气密封。RH不处理时,密封圈放气。
(2)氧枪摆动控制。
氧枪枪架有两个位置:换枪位和工作位,通过一个气动推杆控制。在工作位需要氧枪上升,枪头离开真空罐。枪架摆动到换枪位时,氧枪不能进行升降。
(3)氧枪抱闸控制、速度给定、防止溜枪保护这三项功能紧密相关。
氧枪满足运行条件时,即变频器正常,密封圈压缩空气正常,氧枪位置编码器正常,真空罐就位,氧枪保护气体(Ar或N2)正常时,先打开抱闸,抱闸打开后给定速度,氧枪运行到位后,停止运行,抱闸。具体流程见图2。
为防止溜枪,氧枪变频器力矩建立过程与抱闸紧密相关。当RH本体控制PLC发出氧枪运行指令后,变频器首先建立力矩,力矩建立起来后抱闸打开;如力矩未能建立起来,抱闸保持不动,终止氧枪运行过程,同时报警。力矩建立起来后,抱闸打开,此时如果不给定速度,氧枪将会悬停;给定速度后,氧枪按设定值上下运行。氧枪运行位置通过编码器进行定位,达到设定高度后,速度设定为0;氧枪停止运行后,抱闸,此时变频器才能撤除力矩,运行过程完成。通过调试,氧枪启动、运行、停止都非常平稳,达到工艺要求的氧枪运行速度,定位精度达到±5 mm。变频器与RH本体PLC通过现场总线进行数据交换,PLC向变频器传送设定参数,然后由变频器完成上述功能。
在氧枪下降时,变频器首先建立向上的力矩,然后打开抱闸,力矩逐渐减小,氧枪加速向下运行,到达设定速度时,力矩恒定;氧枪停止时,力矩增加,当与氧枪重力相抵消时,抱闸,力矩撤销。变频器力矩建立过程如图3所示。
在氧枪上升时,变频器首先建立向上的力矩,然后打开抱闸,氧枪向上启动时需要的力矩大于氧枪重力,启动后,所需力矩降低,经过加速区到达设定速度时,稳定在一定力矩运行;氧枪停止时,力矩继续减小,当与氧枪重力相抵消时,抱闸,力矩撤销。变频器力矩建立过程如图4所示。
此外,在氧枪运行过程中,还具有失速保护功能。 失速保护公式为:
undefined
式中,H1 ,H2为位置采样点1,2;Ts为采样时间;V0为速度设定值。
氧枪控制程序在采样时间Ts内,根据氧枪位置编码器分别在H2 和H1采样,在这段时间内实际速度是设定速度V0的1.5～2倍时,立刻撤消速度给定,然后抱闸。在主操作台和炉前操作台分别设置有急停按钮,急停信号通过硬线直接送给变频器和PLC。
(4)紧急情况控制。
如果出现紧急情况,如氧枪动力电源和正常电源断掉,则采用氧枪紧急提枪装置,将氧枪从真空罐中提出,紧急提枪装置由一个气动马达驱动。液压站通过蓄能器的压力将钢包降到地面。
3.2 氧枪控制
多功能氧枪控制主要功能包括:强制脱碳,CO/CO2二次燃烧,化学升温,真空罐烘烤,去除冷钢。从控制角度讲,真空罐烘烤和去除冷钢控制流程类似。
3.2.1 强制脱碳
用氧枪进行大流量吹氧,可以实现钢水的强制脱碳。钢包车顶升到位后,真空系统启动,当真空度小于20 kPa时,可以进行强制脱碳操作。操作员在HMI终端台上根据操作规程选择氧枪保护气体(Ar或N2)并设定氧气流量、吹氧总量和氧枪位置,也可以由二级系统设定好后传送到PLC执行。
当条件都正常时,点击“启动”按钮,氧枪将自动运行到设定位置点,同时氧气阀门打开,调节氧气流量到设定值,氧气运行到设定点后停止,统计吹入氧气的总量,当其等于设定吹氧总量时(或人为终止处理过程),氧气阀门关闭同时氧枪提升到停枪位,氧枪保护气体打开。控制流程如图5所示,其它控制过程类似。
在控制过程中,设有各种安全保护检测,当真空度和氧气压力出现异常时,自动终止处理过程,关闭氧气、提升氧枪。当人为按下“急停”按钮时,氧枪立刻停止运行,关闭氧枪阀门,等待人工干预操作。
3.2.2 CO/CO2二次燃烧
CO/CO2二次燃烧控制与强制脱碳启动条件基本相同,不同之处在于控制流程按照设定好的操作曲线进行,根据工艺要求在操作曲线表内设定吹氧流量、吹氧时间和氧枪位置,吹氧启动后氧枪自动运行到第1步设定的位置,按设定值吹氧开始计时,时间到后氧枪运行到第2步设定的位置,按第2步的设定值调节氧气流量的同时开始计时,依此类推,最后一步结束后,关闭氧气阀门,氧枪提升到停枪位。从控制角度讲,强制脱碳控制的中心对象是氧气流量和吹氧总量,只要将氧气流量控制到设定值,累计吹氧量等于吹氧设定总量就完成目标;而二次燃烧控制的中心对象是氧气流量和吹氧时间,在一定的氧气流量时统计吹氧时间,到了设定时间,氧枪运行到其它设定位置,重复这一过程,直到按燃烧曲线的9个步骤完成所要求的工艺操作。
在控制过程中,安全保护检测和中断操作流程与强制脱碳流程相同,不再赘述。
3.2.3 化学升温
在大流量吹氧的同时,钢水加铝可以实现钢水升温。除了根据工艺要求设定吹氧流量、吹氧总量和氧枪位置外,还要设定加入铝的重量。启动开始后,氧枪自动运行到设定位置点,同时氧气阀门打开,调节氧气流量到设定值,计算吹氧的总时间,根据吹氧所需时间将铝粒均匀加入到钢水中,达到设定吹氧量时铝粒也加入完毕,关闭氧气阀门,氧枪提升到停枪位。
加入铝粒的过程由本体PLC与加料控制PLC合作完成,RH本体PLC根据吹氧时间和加入铝粒的总设定值,依据在吹氧期间均匀加入铝粒的原则,发出加铝命令(包括开始加铝指令和本次加入的铝粒重量设定值)给加料PLC,然后由加料PLC控制真空加料过程。
在控制过程中,安全保护检测和中断操作流程与强制脱碳流程相同,不再赘述。
3.2.4 真空罐烘烤和去除冷钢
氧枪通入煤气和氧气实现真空罐烘烤和去除冷钢功能。氧枪在预定位置,向已经预热的真空罐通入高压煤气和氧气,通过自动点火器将煤气点燃。当烘烤完成后自动停吹,并提升氧枪到待机位。氧枪在完成预定功能后关闭氧气和煤气阀门,此时氧枪保护气体自动输入,吹扫氧枪中的残存煤气以确保安全。
操作员在HMI终端上选择氧枪保护气体(Ar或N2),根据工艺要求设定操作曲线,操作曲线需要设定煤气流量、煤氧配比、每条曲线操作时间和氧枪位置。
当外围条件正常时真空罐温度大于800 ℃,真空主阀门关闭,煤气、氧气压力正常,点击“启动”按钮,点火命令送给点火控制器,将氧气和煤气流量设定在点火流量,点火控制器将煤气引燃。如果检测到火焰并且稳定,氧枪将按照操作曲线运行,氧枪运行到设定位置点,将氧气、煤气流量按照煤氧配比调节到设定流量,开始烘烤计时,烘烤时间到,氧枪向第2条曲线设定位置运行,同时氧气、煤气流量按照煤氧配比调节到第2步设定流量,开始烘烤计时,以此类推,当运行完所有烘烤曲线时,氧枪高速提升到停枪位,同时关闭煤气、氧气阀门,氧枪保护气体阀门打开。
操作曲线可以设定为对真空罐循环烘烤,即最后一条曲线运行完成后,自动回到第1条曲线重新开始运行。当点火器点火失败时,煤气、氧气阀门关闭,同时氧枪保护气体阀门打开。处理过程中会对各种信号进行检测,如煤氧实际配比,煤气、氧气压力等。出现异常或人为终止时,煤气、氧气阀门关闭,氧枪提升到停枪位,同时氧枪保护气体阀门打开。
4 应用效果
此系统于2004年在国内某大型钢厂RH炉真空系统投产以来,运行稳定、控制效果良好,在转炉终点碳[C]=0.04%～0.06%的条件下,经吹氧1～3 min,强制脱碳15～19 min,可获得[C]=0.001 0%～0.002 0%的超低碳钢;加铝化学升温速度可达到6.2～6.9 ℃/min,耗铝量0.030～0.034 kg/(t·℃),耗氧量0.020～0.028 m3/(t·℃),最高可升温 80 ℃;烘烤真空罐时真空罐最高温度可达1 300 ℃,升温速度可达37.5 ℃/h,满足了超低碳钢的钢水要求。
整体来讲,RH炉控制水平可靠、稳定,与国外同类型RH炉相比已经处于同一水平线上。但在提高控制精度和更完备的故障处理过程还有需要完善的地方,此外,国内的大量成功应用为开拓海外市场奠定了良好的基础。
摘要：为满足某大型钢厂引进的RH炉的控制要求,开发了RH炉控制系统。系统包括基础自动化、供配电、监控和网络系统。其中,多功能氧枪控制是基础自动化系统的核心部分,采用变频器完成氧枪的驱动控制,PLC完成设备的逻辑控制。系统投产至今,运行稳定,控制功能良好,满足了超低碳钢钢水的各项工艺要求。本文重点介绍RH炉多功能氧枪的基本结构,控制系统构成,氧枪主要功能、控制流程等,并给出了控制指标。
关键词：RH炉,氧枪,控制系统,控制流程
参考文献
[1]高泽平,贺道中.炉外精炼[M].北京:冶金工业出版社,2005.
矿井排水用多功能水泵控制阀研究 篇9
关键词：矿井排水,水泵控制阀,水锤现象,安装方式
目前由于多功能水泵控制阀的压力等级受限, 国内厂家压力等级最高做到6.4 MPa, 绝大部分厂家只能做到4 MPa, 使用可靠性效果并不好, 而且通过现场大量验证, 由于煤矿水质较差, 矿井排水过程中通常造成多功能泵控阀的旁路堵塞, 从而散失了缓闭的作用, 导致不能可靠解决水锤问题。此外还需要定期更换密封, 增加现场维护次数, 加大成本。针对此现状, 笔者研究了一种矿井排水用多功能水泵控制阀, 在正常停泵的情况下, 通过速度调节关闭水泵排水管路中的分管路阀, 以减小水锤, 特别在突然停电状态下, 通过多功能水泵控制阀来缓闭减弱水锤, 从而达到可靠防止泵房排水导致的水锤事故。
1多功能水泵控制阀结构
多功能水泵控制阀由主阀和外装附件组成。其中主阀由阀体、膜片、阀杆组件、阀盖、主阀板、缓闭阀板、膜片座等零件组成, 外装附件主要有控制阀、过滤器、排气阀、微止回阀, 其中微止回阀是特制配件, 在其止回方向设有限流孔。
针对具有主阀板与缓闭阀板的双阀板的设计, 在水泵停机出现零流量状态时, 主阀板依靠自身重量迅速关闭, 但是在主阀板上设有一定过流面积的泄流孔, 因此在主阀板关闭后, 仍有一定量的压力水通过泄流孔泄流, 从而破坏直接水锤形成的条件, 达到消除水锤的目的, 然后进入膜片上腔的压力水将膜片压板向下推动, 阀杆下行, 固定在阀杆上的缓闭阀板便将泄流孔关闭, 实现慢关过程, 有效地保证供水的安全性。多功能水泵控制阀独特安全的主阀板与缓闭装置的联动设计, 不会产生误动作, 避免“水锤”产生的断水、漏水风险。技术参数:压力为1.0 MPa, 1.6 MPa, 2.5 MPa, 4.0 MPa, 6.4 MPa, 10.0 MPa;最低动作压力为0.05 MPa;适用介质为原水、清水、污水、油品;适用温度为0~80℃;缓闭时间为3~120 s (可调节) ;水锤峰值为≤1.3倍水泵出口额定压力;水泵最高反转速度为≤1.2倍水泵的额定转速;膜片疲劳弯曲为120万次无破损。
2多功能水泵控制阀工作原理
多功能水泵控制阀在启闭过程中或停泵状态下, 阀板在出口端及在隔膜上腔静压作用下完全关闭, 水泵启动时, 进水端水压从旁通管传入下腔, 主阀板及缓压阀板在进口端及下腔水压作用下缓慢开启, 在进水端压力作用下, 阀板上升到最大开启状态, 开启高度由流量决定。停泵瞬间, 流量及压力突然降低, 主阀板在重力作用下开始向下滑落。当流量接近于零时, 主阀板关闭, 主阀板上拥有泄流孔, 以减弱水锤冲击力, 主阀板上下形成压力差, 阀门出口水压从旁通管进入上腔推动膜片压板, 使下腔水排入阀门进口, 缓闭阀板开始缓闭。缓闭阀板完全关闭泄流孔, 阀门回到停泵初始状态。工作过程中流量的损失规律见图1。
多功能水泵控制阀是利用阀门前后存在的压力差来实现阀门的启闭运行的, 自动实现闭闸轻载启动。启泵前, 阀前的压力小于阀后的压力, 阀门是关闭的;启泵时, 随着阀前的压力逐渐升高, 阀前的压力逐渐大于阀后的压力, 阀前的压力介质由旁通管通过微止回阀缓慢进入阀门的膜片下腔, 打开阀门。阀门关闭:如因停电、意外失电或水泵机组机械故障造成的停泵, 阀前的压力下降, 水泵出现零流量, 阀门的主阀板在自重力的作用下自动快速关闭, 阀前的压力小于阀后的压力, 膜片压板会推着固定在阀杆上的缓闭阀板缓慢关闭阀板上的泄流孔, 实现二阶段关闭的功能。全过程自动控制无需任何油压、电器等辅助控制设施。
3多功能水泵控制阀防水锤功能
1) 停泵时主阀板在正向水流逐渐降为零之前迅速关闭———这就是速闭过程。减少大量返流水的产生, 由于主阀板上有泄流孔, 允许一小部分水流通过主阀板返回。
2) 停泵时在主阀板的前后形成压力差, 出口端的压力高于进口端的压力, 出口端的压力水通过旁通管进入控制室的上腔, 推动膜片压板的阀杆、缓闭阀板一起向下移动, 缓慢地将主阀板上的泄流孔关闭, 这就是缓闭过程。
3) 压力水推动膜片压板向下移动的过程中, 膜片控制室上腔的容积在不断增加, 可以吸纳一部分返流水, 这就是吸纳过程。
将这3种有效消除水锤的方式有机地结合在一起, 无论水泵是正常停机还是因事故停机时, 水泵控制阀在水泵停机3 s内快速关闭约90%开度, 剩余10%的开度在120 s内 (可调节) 缓慢关闭, 使消除水锤的效果达到最佳状态, 水锤峰值小于1.3倍水泵出口额定压力。另外, 多功能水泵控制阀除满足正常运行要求外, 最大限度减小过阀水流阻力, 当阀门在较大流速时, 阀门不产生震动[4,5,6]。
4多功能水泵控制阀安装方式
深井泵型多功能水泵控制阀是在主阀阀体上安装了一个排气阀。由于深井泵安装的特殊性, 一般泵、阀之间的高差都在10 m以上, 当水泵停止时, 泵、阀之间的管道容易形成真空而产生拉断水锤, 因此必须向管道内补充空气。深井泵型阀可在停泵时向管道内补充空气, 能有效防止拉断水锤的产生, 同时在启泵时向大气中排出空气, 防止产生启泵水锤, 其安装工艺见图2。深井泵型阀可适用于200 mm以下的小通径管道, 当管径大于200 mm以上时, 用户还必须在管道上安装排气阀[7,8]。
参考文献
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多功能控制 篇10
1 总体方案设计
本系统设计思路如图1所示, 总体由单片机控制, 工作时先通过机器上的按键或是红外遥控设置相应工作状态和工作参数, 启动后根据设定的工作状态和参数进行工作, 进行最简单的臭氧杀菌和烘干操作可以通过单片机接收到启动信息及工作参数后发出P W M信号给可控硅使得臭氧发生器工作, 同时发出控制信号使气泵工作, 使得臭氧气体经过导气管道进入鞋内, 在此状态热电阻PT100不断测量臭氧管温度并通过单片机自带的A D采集信号送给单片机处理, 不断调节臭氧发生器的功率防止臭氧管周围温度过高使得臭氧分解而使臭氧产量减少, 同时不断检测臭氧管温度从而调节臭氧发生器功率可以防止臭氧管过载而损坏, 这样不断可以保证臭氧产量而且有利于延长臭氧管使用寿命。待到一定时间后单片机给出杀菌结束信号, 臭氧发生器停止工作。紧接着单片机自动给出烘干信号, 通过给出PWM信号控制晶闸管来控制电热管工作, 气泵工作将暖气流通过导气管送入鞋内。本系统还带有声光报警器使得机器在运行出现故障时自动报警让使用者及时发现并解决问题。
2 各功能模块设计
2.1 臭氧的制取
臭氧至发现以来人们不断加以改进产生方法目前应用比较多的有光化学紫外线法、沿向放电法等。应用比较广泛的是臭氧发生器放电氧化空气或纯氧气成臭氧。即应用高能量交互式电流作用空气中的氧气使氧气分子电离而成臭氧。因此在考虑简单、低成本的前提下采用管式臭氧发生器放电氧化空气法。臭氧发生器产生臭氧示意图如图2所示。
2.2 控制器
单片机采用STC12C5A60S2/AD/PWM单片机, 该单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期 (1T) 的单片机, 是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机, 指令代码完全兼容传统8051, 但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路, 2路PWM, 8路高速10位A/D转换 (250K/S) , 针对电机控制, 强干扰场合。具有ISP (在系统可编程) /IAP (在应用可编程) , 无需专用编程器, 无需专用仿真器可通过串口 (P3.0/P3.1) 直接下载用户程序, 数秒即可完成一片。共4个16位定时器, 两个与传统8051兼容的定时器/计数器, 16位定时器T0和T1, 没有定时器2, 但有独立波特率发生器, 做串行通讯的波特率发生器, 再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器, 外部中断I/O口7路, 传统的下降沿中断或低电平触发中断, 并新增支持上升沿中断的PCA模块, Power Down模式可由外部中断唤醒, INT0/P3.2, INT1/P3.3, T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0, CCP0/P1.3 (也可通过寄存器设置到P4.2) , CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3) 。具有PWM (2路) /PCA (可编程计数器阵列, 2路) 也可用来当2路D/A使用, 也可用来再实现2个定时器, 也可用来再实现2个外部中断 (上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持) 。具有A/D转换, 10位精度ADC, 共8路, 转换速度可达250K/S (每秒钟25万次) 。
可见该款单片机功能非常强大对于本系统的应用已绰绰有余, 具有两路PWM, 用于控制晶闸管, 8路10位精度ADC可用来采集热电阻PT100信号。而且这款单片机比较廉价可以节约产品的成本。
2.3 DS18B20测温及时钟DS1302
Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。DS18B20测量温度范围为-55℃～+125℃, 在-10℃～+85℃范围内, 精度为±0.5℃。故在系统中用DS18B20测暖气流的温度可以使暖气流恒定在设定的温度, 而且由于暖气流温度低于80℃, 测量精度很高, 同时也不超过DS18B20最高测温不会损毁元件, 一线总线更是简化了系统设计。
DS1302是DALLAS公司推出的充电时钟芯片, 内含有一个实时时钟/日历和31字节, 静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信。在系统中采用时钟芯片可以准确地定时, 可在确切某一时刻让系统自动工作, 做到了智能化控制。时钟及温度电路如图3所示。
3 本系统具有的特点
3.1 恒温工作时间长
本系统恒温部分分为两块即烘鞋暖气流恒温及臭氧发生器的恒温。
众所周知鞋子是有一个烘干范围的低了烘干时间极慢效果也不明显。本系统采用了DS18B20+单片机+可控硅构成了一个负反馈, 可以很好的控制温度, 使温度连续可调, 可让鞋子在最为适宜的温度进行烘干。同时本装置采用暖气流的烘干方式使得鞋子与主机脱离就是再湿漉漉的鞋哪怕是滴水的鞋也能进行烘干。
3.2 安全性可靠性高
(1) 对操作人员安全。臭氧发生器是高压放电电离空气中的氧气会产生很高的电压, 本系统将强电与弱电完全隔开, 控制电路为全数字电路, 而且采用光耦可以防止电网的谐波等影响单片机的稳定工作, 保证了系统工作的稳定性。
(2) 对鞋的安全性, 本装置能自动控制臭氧发生器的启停与功率及暖气流的温度, 从最基本的两方面保证了鞋的安全性, 而且由于与鞋接触的仅为导气管及烘干头机器至于外部也隔绝了机器内部高压对鞋产生的损坏。
(3) 对机器的安全性采用单片机控制不断监控各部分的工作状态如臭氧管的工作温度, 电热管周围暖气流温度, 可以保证臭氧管温度不至于过高而损坏保证工作稳定性而且可以延长臭氧管寿命。同时烘鞋时与鞋的连接仅为一根导气管可以防止鞋内的水流入机器而使之发生短路烧坏机器的危险。
3.3 人机界面友好, 设置方便快捷
采用单片机控制带有数码管显示及按键输入可以时刻看到机器运转状态, 抛弃了模拟电路就一电位器调节而不知当前工作状态的缺点。设置方便采用菜单式按键控制, 即只有“设置”、“上”、“下”、“确定”四个按键, 配合数码管可以很方便的进行设置, 如图4所示。
设定分为两种模式即专家模式让用户自行设计各项参数:要进行多长时间的臭氧杀菌, 臭氧杀菌的强度为多少, 要进行多久的烘干暖气流, 暖气流温度为多少, 什么时候机器自动关机, 什么时候机器自动启动工作等, 可以按用户的需求设置为多种工作方式。同时机器还提供便利的智能模式只要稍稍设置参数然后启动即可进入工作状态包括快速模式即臭氧发生器先出一会儿臭氧进行杀菌消毒一段时间后臭氧发生器自动停止, 暖气流立即进入工作状态吹出高强度的暖气流快速进行烘干操作, 整个过程仅需几分钟。另一种为高效模式, 可进行彻底的杀菌消毒及鞋子的烘干操作, 即先通会儿臭氧, 之后再进行暖气流烘干, 如此循环操作, 至鞋子完全处理完成。
3.4 分体式设计
系统采用分体式设计主机与部件用导气管隔开, 这样可以通过更换相应的导气管即可将机器改装成其他许多用途。如加上导气管和沸石就可进行水消毒, 屋内空气杀菌消毒, 去除蔬菜上残留农药等。轻轻松松就可变为一台多功能的家用消毒机, 过程跟上述一样可以调节臭氧发生器的功率等, 由于自带温度检测功率调节等可以使臭氧发生器工作很长时间而不用担心其是否损坏, 同时分体式设计还可以避免水等进入机器而损坏机器。
4 结语
通过单片机控制, 使得方案设计变的更为简单, 设计出的功能更为强大, 系统运行变的更稳定。提出了采用可控硅调节臭氧发生器的功率及通过PT100检测臭氧臭氧发生器温度从而避免了臭氧管温度过高而损坏, 也减少了臭氧应高温而分解。用恒温暖气流来烘干鞋取代直接将电热片放入鞋内增加安全性, 也使得烘干的效果大大加强。运用光耦变压器的隔离使强电和控制电路隔开增加了系统的抗干扰能力和操作的安全性, 采用数码管人机界面显示及菜单式按键操作更使操作设置变得友好方便。加入时钟芯片可以使机器在某一时刻自动启动让你随时都能穿上温暖舒适的鞋子。采用分体式设计使得一台机器可以轻松改变为其他用途性价比极高。可以说是一款智能化的产品。
参考文献
[1]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M].北京:人民邮电出版社, 2004.
[2]何希才.常用电子电路应用365例[M].北京:电子工业出版社, 2006.
[3]张庆双.家用电器控制与保护应用电路集粹[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[4]储金宇.臭氧技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2002.
多功能控制 篇11
控制安全自动提示功能
当尝试在Windows 8系统中运行exe格式的程序，或双击lnk格式的文件时，系统会自动弹出安全警告提示对话框，询问用户是否继续进行相关操作。该自动功能虽然可以提升Windows 8系统的运行安全性，但是在安全可信环境中，频繁弹出安全提示对话框，反而会降低系统操作效率。倘若不希望Windows 8系统自动打开文件提示安全警告框时，只要进行如下设置操作即可：
首先使用“Win+R”快捷键，弹出系统运行对话框，输入“gpedit.msc”命令，点击“确定”按钮后，切换到系统组策略编辑界面。在该编辑界面左侧列表中，找到“本地计算机策略”| “用户配置”|“管理模板”|“Windows组件”|“附件管理器”分支选项，用鼠标双击该分支下的“中等危险文件类型包含列表”组策略，打开如图1所示的组策略属性对话框。
其次选中这里的“已启用”选项，激活“指定中等风险扩展名”文本框，在这里输入可能存在打开风险的文件扩展名，可以同时输入多个文件扩展名，每个扩展名之间使用空格符号分隔开，例如这里可以输入“.lnk .exe .com”，单击“确定”按钮保存设置，这样日后再次打开指定类型文件时，Windows 8系统就不会频繁弹出文件打开安全提示报警框了。经过实际测试，发现该操作对有些版本的Windows 8系统好像不适用，此时不妨进入对应系统的用户账户控制设置界面，在“选择何时通知你有关计算机更改的消息”位置处，将移动滑块拖动到“从不通知”处，相信这样就不会看到安全报警提示对话框了。
控制截屏自动保存功能
大家知道，使用键盘上的截屏键“Print Screen（PrtSc）”，可以将当前屏幕内容抓取下来。不过，该操作还需要通过粘贴方式，拷贝到图像编辑工具中才能将截图内容保存下来，实际使用效果并不理想，所以很多人往往会下载第三方截图工具来替换PrtScr键。然而，在Windows 8系统环境中，截屏键的作用得到了改进，因为Windows 8系统新增加了一个自动截屏保存功能，该功能有效增强了截屏功能的实用性。
在进行截屏操作的时候，首先将需要抓取的内容显示在当前窗口，按下Win徽标键不放，同时按下PrtScr键，接着我们看到系统屏幕会出现短时间的变暗效果，这就意味着截图操作已经成功。截取下来的屏幕内容，会被自动存储到Win8系统的“库＼图片＼我的图片＼屏幕截图”路径下，存储的图片格式默认为png格式，文件名称为“屏幕截图（x）”，其中“x”为截图操作的序号（如图2所示），该数字会按截图顺序自动递增。当然，自动截屏保存功能仅对全屏截图操作有效，对活动窗口截图操作无效。
控制应用商店自动存储
在长时间接触Windows 8系统后，很多人可能会频繁从应用商店下载各种新奇的应用，而Windows 8系统默认会自动将下载的应用全部保存到系统分区中，这样要不了多长时间，系统磁盘宝贵的空间就会被消耗殆尽。为了避免这种现象发生，我们需要调整应用商店自动存储路径，让其指向系统分区以外的位置，下面就是具体的调整操作：
首先使用“Win+R”快捷键，弹出系统运行对话框，输入“regedit”命令并回车，展开系统注册表编辑界面。在该界面的左侧列表中，将鼠标定位到HKEY_LOCAL_MACHINE＼SOFTWARE＼Microsoft＼Windows＼CurrentVersion＼Appx分支上，找到该分支下的“PackageRoor”键值，并用鼠标双击该键值，弹出如图3所示的编辑字符串对话框。
其次在“数值数据”文本框中，我们发现系统会自动将各种应用下载保存到“X：＼Program Files＼WindowsApps”位置处，此时，只要将一个剩余空间很大的磁盘分区和文件夹路径填写在这里，再保存设置操作，就能强制Windows 8系统日后将来自应用商店的下载应用保存到新的路径中了，那么Windows 8的宝贵系统分区空间就不会被白白浪费了。
当然，要提醒大家的是，默认状态下用户无权修改“Appx”分支下的权限，必须先进行如下权限调整操作才行：用鼠标右键单击“Appx”分支选项，执行右键菜单中的“权限”命令，弹出编辑权限对话框，选中列表中的“TrustedInstaller”用户组，按下“高级”按钮，切换到“Appx”的高级安全设置窗口，点击其中的“更改”按钮，进入选择用户设置框，继续按下“高级”按钮，从其后界面中选择登录WIndows 8系统的用户账号，确认后再将对应账号的访问权限调整为“完全控制”，这样就有权限调整“Appx”分支下的键值内容了。
控制运行记录自动保存
在Windows 8系统运行对话框中，输入并执行程序命令后，系统会自动将运行记录保存起来，日后用户要重复执行某个命令时，只要从列表中选择以前的记录即可，这样能提升操作效率。但是，这种自动保存功能，容易泄露用户的操作隐私。在安全性要求较高的场合下，我们可以按照下面的设置操作，来禁止系统自动保存运行记录：
首先在Windows 8系统Metro界面中点击桌面磁贴，切换到Windows 8系统桌面状态，用鼠标右键单击系统任务栏空白区域，执行快捷菜单中的“属性”命令，进入系统任务栏属性对话框。选择“跳转列表”标签，展开如图4所示的标签设置页面。在这里，看看“存储最近打开的程序”、“在跳转列表中存储并显示最近打开的项目”选项是否已经被选中，如果发现其已经处于选中状态时，不妨立即取消其选中状态，单击“确定”按钮保存设置操作即可。
控制安装更新自动提示
虽然Windows 8系统的安全性能已经很好，但是它仍然会存在各种各样的系统漏洞，及时在该系统中安装更新补丁程序，也还是很有必要的。在安装更新补丁程序后，只有及时重新启动系统，补丁程序才能发挥作用。然而对于笔记本用户来说，他们平时很少会关机运行，所以经常会发生补丁更新后没有及时重新启动系统的现象。为了及时提醒用户在安装更新补丁后重新启动系统，我们可以进行如下设置操作：
首先从微软官方网站中下载安装KB2822241这个补丁程序，要是还没有打上这个补丁时，不妨通过Windows 8更新功能立即检查一下更新即可。接着打开Windows 8系统的运行对话框，输入“regedit”命令并回车，弹出系统注册表编辑器界面。在该界面左侧显示窗格中，依次跳转到HKEY_LOCAL_MACHINE＼SOFTWARE＼Policies＼Microsoft＼Windows＼WindowsUpdate＼AU注册表分支上，要是找不到WindowsUpdate、AU等子项时，不妨采用手工方法创建好这两个注册表子项。
其次用鼠标双击目标分支下的“AlwaysAutoRebootAtScheduledTime”键值选项，要是找不到该键值时，同样可以手动创建好该双字节键值，打开如图5所示的编辑键值对话框，将其数值数据输入为“1”，点击“确定”按钮返回，再重启一次计算机系统。这样，日后每次Win8安装更新好补丁后，它就会自动弹出15分钟的倒数重启提示，看到该提示用户就能及时重新启动Windows 8系统了。
控制锁屏屏幕自动关闭
在移动演示场合下，用户可能会希望Windows 8系统屏幕始终处于点亮状态。然而，将Windows 8系统切换到锁屏状态时，默认在一分钟后，系统屏幕会被自动关闭。为了不影响演示效果，很多人想延长锁屏操作后，Windows 8系统自动关闭屏幕的时间。要做到这一点，可以进行如下设置操作：
首先使用“Win+R”快捷键，弹出系统运行对话框，输入“regedit”命令并回车，展开系统注册表编辑界面。在该界面的左侧列表中，将鼠标定位到HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Control＼Power＼PowerSettings＼7516b95f-f776-4464-8c53-06167f40cc99＼8EC4B3A5-6868-48c2-BE75-4F3044BE88A7注册表分支上，找到该分支下的“Attributes”键值，并用鼠标双击之，弹出如图6所示的编辑键值对话框，输入数字“2”，单击“确定”按钮返回。
其次按下“Win+X”快捷键，点击快捷菜单中的“控制面板”命令，进入系统控制面板窗口，双击“电源选项”图标，展开电源选项管理窗口。在该窗口左侧列表中，按下“选择关闭显示器的时间”按钮，在其后界面中点击“高级电源设置”，切换到如图7所示的设置对话框。依次点击“显示”、“控制台锁定显示关闭超时”选项，在这里设置好合适的时间数值，这样Windows 8系统日后锁定计算机后，会延迟特定的时间才会关闭显示屏幕。
控制系统自动维护功能
每次将Windows 8系统切换到待机状态，过一会儿以后，用户或许就会看到计算机硬盘信号灯在不停狂闪，动动鼠标信号灯立即就不闪了，仔细查找原因后，原来是Windows 8系统内置的自动维护功能在暗中捣乱。经过了解，这种功能会在系统空闲一段时间后，自动在后台进行磁盘碎片整理、磁盘清理等操作，但该功能对SSD类型的硬盘没有多大作用，反而容易影响硬盘使用寿命。当笔者尝试进入Windows 8系统的操作中心窗口，临时停用自动维护功能时，发现这种设置不管用。其实，要停用系统自动维护功能，必须要调整Windows 8系统的计划任务才行，下面就是具体的调整步骤：
首先按下“Win+X”快捷键，点击快捷菜单中的“控制面板”命令，进入系统控制面板窗口，逐一双击“管理工具”、“任务计划程序”图标，切换到任务计划程序界面。在该程序界面左侧列表中，依次跳转到 Microsoft＼Windows＼TaskScheduler分支上，如图8所示。
其次在目标分支右侧区域，我们会看到Idle Maintenance、Regular Maintenance等任务选项，它们就是自动维护功能定期工作的主要原因，只要将它们禁止运行，就能达到关闭系统自动维护功能的目的。在禁止某个任务选项运行时，只要用鼠标右键单击目标任务名称，执行右键菜单中的“禁用”命令即可。
控制系统自动更新功能
大家知道，Windows 8系统默认开启了自动更新功能，该功能可以为用户在第一时间中自动下载漏洞补丁程序，来增强Windows 8系统的安全防护性能。不过，该功能在有些场合下并不见得就是好的，偶尔还会给用户带来麻烦，比方说会影响系统运行速度等，所以要是用户不希望Windows 8系统进行自动更新操作时，不妨进行如下设置操作，来暂停该系统的Windows自动更新功能。
首先按下“Win+X”快捷键，点击快捷菜单中的“控制面板”命令，进入系统控制面板窗口，逐一点击“Windows更新”|“更改设置”按钮，展开如图9所示的设置对话框。打开“重要更新”下拉列表，选中“从不检查更新（不推荐）”选项，点击“确定”按钮保存设置操作，这样就能轻松将Windows 8系统的自动更新功能临时关闭了。
当然，为了保护系统安全，在关闭Windows 8系统的Windows自动更新功能后，建议大家同时安装选用第三方安全软件的漏洞检测工具，来下载获取有关的漏洞和补丁程序，不然的话Windows 8系统会因为系统漏洞的存在，而成为恶意用户的攻击目标。
控制信息自动报告功能
尽管SmartScreen功能早已被内置到一些旧版本IE浏览器中了，不过从Windows 8系统开始，该功能除了可以对用户访问的站点以及从网上下载得到的文件安全进行自动扫描检测外，还能将用户下载和安装程序的信息自动报告给Microsoft官方网站数据库，显然，这项自动功能容易泄露用户的上网冲浪隐私。要是用户想有效保护自己的个人上网隐私信息时，可以进行下面的设置操作，将SmartScreen功能暂时关闭，以避免其向微软自动报告用户隐私信息：
首先在Windows 8系统开始屏幕中，使用“Win+X”快捷功能键，调出系统访问快捷菜单，点击“控制面板”选项，切换到系统控制面板窗口，用鼠标双击其中的“系统和安全”图标，在其后界面中点击“操作中心”按钮，打开系统操作中心窗口。
一种多功能控制系统的设计与实现 篇12
随着电子产品的快速发展, 家用电器也越来越偏向智能化, 已经应用的有智能洗衣机、智能电饭锅、智能电磁炉等, 而所用的智能化家电都有一个共同的特点, 都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比, 功能上更强、使用更方便、安全可靠性也更高, 最重要的是更节省电能, 提高了家用电器的品质。
多功能控制系统以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础, 以BISS0001信号处理电路, 利用单片机进行处理, 以达到便于控制的目的。当学习时由于靠桌面太近, 造成坐姿不正, 系统就会提示, 以纠正坐姿, 防止近视;当房间亮度不够时, 且有人在附近时, 台灯便会自动点亮, 省去了黑暗中摸开关的麻烦;学习太累了, 趴在桌子上睡会儿时, 台灯就会自动熄灭;当无人在时, 系统也会使台灯自动熄灭, 以达到节省能源的目的[1]。
2 系统设计[7]
本系统制作的主要设计源泉来于生活, 因此创新之处也在于处理生活中一些比较常见的问题。以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础, 以BISS0001信号处理电路, 利用单片机进行处理, 以达到便于控制的目的。
如图1所示, 该多功能控制系统的系统主要由热释电红外传感器、红外测距传感器、光敏电阻、C51单片机、蜂鸣器、晶振电路、复位电路和灯光控制电路等部分组成。
信号检测与处理部分由热释电红外传感器、光敏电阻和红外测距传感器组成;传感器的作用是感知是否有人在, 故采用的是热释电红外传感器, 该传感器只对波长为10μm (人体辐射红外线波长) 左右的红外辐射敏感, 而对除人体以外的其他物体不会引发探头动作;光敏电阻的作用是感知台灯周围环境的光照强度;MCU部分采用的是89C5l单片机, 该单片机具有价格低廉、开发简单、操作方便、可以加密等优点, 因此市场占有量非常大。该单片机作用是接收传感器返回信号, 处理后控制显示、报警、灯等电路工作;蜂鸣器单元主要是根据MCU单元发出的命令给出警告信号;灯的控制是有三极管驱动, 通过单片机的IO口输出PWM脉冲, 控制灯的亮度。坐姿矫正传感器是有红外测距传感器测量障碍物与系统距离, 小于报警距离时, 蜂鸣器就会报警。显示部分是由4位1体共阳数码管, 通过9012三极管驱动构成。
3 硬件设计[5]
本文设计的多功能控制系统主要涉及数据采集部分、数据处理部分和执行机构。其中, 数据采集部分主要包含热释电红外传感器、红外测距传感器、光敏电阻等模块;数据处理包括单片机模块ST C 89 C51模块;执行机构包括晶振电路、灯光控制电路。电路图如图2所示。
3.1 控制器选择
本文采用STC89C51单片机作为核心控制器, 作为新一代核心控制器, 其具有高速、低功耗等特点, 工作频率最高可达到25MHz, 工作电压分为5V型号和3.3V型号, 可以完成ISP在线编程功能, 其内部具有E2PROM, 可以在程序中修改, 断电不丢失数据, 同时还增加了两级中断优先级等。
3.2 检测人体传感器组成的信号检测及处理部分[2]
在电路设计部分中, 单片机在本次智能节能台灯设计中的主要控制单元, 主要控制电路灯光, 控制电路是在单片机的控制下工作。传感器在设计中起着重要的作用, 传感器组成的信号检测及处理部分电路原理如图2所示。
图2是由热释电红外传感器、光敏电阻、BISS0001组成的信号检测及处理电路[3]。探头内包含两个互相串联或并联的热释电元, 而且制成的两个电极化方向正好相反, 环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用, 使其产生释电效应相互抵消, 于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内, 人体红外辐射通过部分镜面聚焦, 并被热释电元接收, 但是两片热释电元接收到的热量不同, 热释电也不同, 不能抵消, 于是输出检测信号。BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。当外界光强较强时, 光敏电阻阻值很小, BISS0001检测到低电平, 从而封锁14脚, 禁止传感器infare1的信号。当外界光强较弱时, 光敏电阻阻值很大, BISS0001检测到低电平, 开启14脚;infare1检测到人体信号时, 产生微弱的信号输出, 经R5, R1005, R4, C1, C6, C7组成的信号放大滤波电路。R1000, R1001, C1000, C1001组成的延时电路, 信号经处理后从2脚输出。
3.3 测距传感器[4]
测距采用光电传感器E18-D50NK, 这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点, 可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。
4 软件设计[6]
接通电源有自动和手动两种设置模式。当选择自动模式时, 启动检测是否有人, 若没有人灯灭;若有人同时进行灯的亮度调节和矫正坐姿;灯的亮度调节好继续检测是否有人若没人在1分钟后灯灭;坐姿正确无现象, 错误蜂鸣器鸣叫, 矫正坐姿停止鸣叫。当选择手动模式时, 有手动调节光的亮度和设置学习时间两种方式。主程序流程图如图3所示。
5 结束语