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本文以湿膜式工业加湿器为控制对象,完成了湿膜式工业加湿器电控系统的设计。本系统主要能够完成以下功能:采集空气中的湿度状态,并送入主控模块,主控模块根据现有的湿度判断是保持原来状态还是进行加湿以及加湿量的大小和加湿速度等;能够通过水位传感器测试水位的状态,从而通过主控模块控制进水、排水、预报警、报警等;具有良好的人机交互性,能够通过控制面板比较方便地进行湿度设定、加湿量设定、进水阀的控制、导风的控制等;能够和上位机进行通信,从而实现网络监控。本人的重点工作是电控系统的软硬件开发与设计。 1.通过国内外大量相关文献的检索和研究,总结了各种类型加湿器的原理、特点以及应用范围,并对机电一体化技术在加湿器上的应用进行了论述。不同类型的加湿器有各自的特点、适用领域和消费层次,任何一种加湿器都不能完全代替另一种类型的加湿器。 2.对湿膜式工业加湿器的加湿机理和加湿性能进行了理论上的分析,为电控系统的设计奠定了基础。通过理论上的研究本文建议使用如下加湿方法:湿膜式加湿器中风机吹出的水蒸气不直接进入空气中,而是经过一个迂回的空间再送到空气侧,使水蒸气经过此空间后,其中较大的水珠沉积下来,从而较好的实现均匀加湿。 3.论述了工业控制方法的发展进程。重点论述了集散控制系统和现场总线控制系统的构成、特点和发展趋势,并从集散控制系统和现场总线控制系统中汲取了本电控系统的控制思想——模块化控制。通过理论分析和实践证明,本文认为模块化控制具有开发周期短、充分利用空间、在调试的时候容易发现问题、抗干扰能力强、容易维修和检查错误、降低维修成本、互换性强、容易改进和升级等优点。 4.开发并实现了电控系统的硬件部分,包括显示模块:主要负责人机交互,显示湿度、温度,修改湿度、时间、日期、星期,和主控模块通讯;电源驱动模块:主要提供各个模块的电源,驱动被控设备,实现主控模块的意图,并能实现继电器的过零保护,过流、过压、欠压保护;水位传感器组:负责测知水位的状态,并把此状态送入单片机,单片机经过判断、处理反过来控制水位,实现水位的闭环控制。 5.开发并实现了电控系统的软件部分。主要是显示模块的软件部分,包括显示部分,键盘部分,以及通讯部分。本软件设计采用了模块化的设计思想。