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通过电伴热带对工艺管线进行温度控制已经成为工业伴热领域的发展方向,也是国家重点推广的节能项目。随着工业技术的发展,工艺管线电伴热技术已应用到各行各业,但是对于电伴热带的控制与监测却发展缓慢,存在系统组态不灵活、控温不精准、监测信息不全面等缺点,降低了系统的稳定性和安全性,使其应用受到限制。 本文根据国内外电伴热控制系统的现状及存在的不足,首先对项目需求和性能指标进行了分析,制定出控制系统的整体设计架构,并在其基础上,开发了具有系统组态,回路控制和实时监控三个功能于一体的电伴热控制系统。 主要工作及研究内容如下: 1.设计了电伴热控制器和RTU模块的硬件电路。最小系统电路的实现保障了处理器运行的基本功能,外围功能电路的实现满足了电伴热控制器的接口功能,包括温度采集电路、电流检测电路、断路器状态检测电路、继电器输出电路和通讯接口电路。其中通讯接口电路包括RS485通讯、以太网通讯和蓝牙通讯。 2.为了实现电伴热控制器的采集、通讯和控制等功能,引入了嵌入式操作系统。在所搭建的硬件平台上,基于uC/OS-Ⅱ操作系统,设计中断处理机制、编写驱动程序并开发应用任务。 3.根据系统的整体架构,定制各层次间的通讯协议和通讯规约,设计指令传输和数据传输过程中的数据组织结构,并对系统内各层次间的通讯架构进行了设计并实现。 4.应用面向对象技术开发电伴热组态监控软件。首先设计软件的整体架构,然后分别对系统组态、数据采集与监控和存储功能进行开发,通过485总线和以太网两种方式控制并管理各个控制器和RTU测控模块。 5.搭建系统的测试平台,对控制系统的功能进行测试,并设计系统控制算法,在测试平台上验证控制效果。经测试表明,控制系统通讯稳定,电伴热控制器的数据采集和回路控制真实有效,组态监控软件通过系统组态、指令下载和数据监控功能实现对电伴热回路的集中管理与分散控制。达到设计需求,并经过项目验收。