预制梁自动喷淋系统控制模块方案设计

发布时间：2016年11月3日   |   阅读次数： 145

预制梁自动喷淋系统控制模块方案设计
预制梁自动喷淋系统控制模块由微处理器、人机模块、传感器输入/执行器输出及通信模块四部分组成。各部分的功能为：
(1)微处理器：微处理器部分的选择主要是根据所需控制的设备及控制要求而定的，预制梁场自动喷淋养生需要接入传感器模块，人机模块以及其他通信模块，结合需要的接口数量、所需提供的接口以及微控制器的工作环境等情况综合考虑选用了STM单片机作为主控的芯片。选定主控芯片后需要组成相应的最小系统，包括晶振、复位电路、电源等外围电路。微处理器部分完成运行控制策略，数据存储和调用通信模块与上位机进行数据传输的任务。
(2)传感器输入/执行器输出：为了满足喷淋养生的控制要求，其输入部分应包括电源匹配，温度传感器、湿度传感器这几个部分。单片机的驱动电源为直流低压模电，因此，必须采用降压芯片将220V的交流市电转换为低压稳定的集成电路驱动电源。温湿度传感器信号可以通过传感器集成芯片转换为数字信号输入，以供单片机控制使用。
输出部分应能控制水泵的开闭，采用继电器作为控制元件，继电器的选择应能满足喷淋泵的功率需要。
(3)人机模块：合理的人机接口可以完成对预制梁场喷淋养生系统的工作模式和工作参数的设置，还可以完成对作业数据信息进行查询的需求。人机接口由以下几个部分组成LCD触摸屏、手动模式按钮、开关及一些状态指示灯。其中LCD屏、手动模式按钮为控制器的主控元件部分，LCD触摸屏是在系统处于预制梁自动喷淋养生设备模式时的主控元件，可以设置系统工作状态，监控系统运行情况，查询系统运行历史参数等，是操作人员与系统进行交互的主要元件。手动模式按钮是自动喷淋系统处于手动工作状态下的主要控制元件，可以完成对系统运行的控制，配合触摸屏可以监测系统运行状态和完成对控制系统内部信息进行查询和输出等功能。
(4)通信模块：测量数据和状态信息传输给上位机或实现控制器之间的互传，以便对信息进行共享、分析和处理。在现场常用到的通信接口有RS232, RS48_5、以太网接口以及CAN总线接口等，用于无线网络通信的有GPRS、蓝牙、W IFI等通信方式，都是控制系统所能够借助的可靠通信方式。本文采用GPRS方式进行数据的远程传输。
控制模块不仅需要满足上述根据施工工艺要求和实际情况所提出的设计目标之外，还有一些在工程应用控制系统设计中需要考虑到的普遍性开发准则。
(1)控制喷淋作业的可靠性
提高系统可靠性需要解决的问题是信号传输通道的屏蔽问题，主要涉及到控制电磁阀的强电信号对传感器信号的干扰，需要采取相应的屏蔽措施。另外整个喷淋系统需要对供电时产生的电压波动以及超限等问题具有较强的抵抗能力，因为系统运行环境是相对恶劣的施工现场，电源电压无法提供保障。这就要求在系统的各个元器件选择及电路设计上要首先考虑可靠性。由于控制系统的应用场所涉及到喷水作业且工作环境粉尘较大，因此控制系统应该放置于密封性和防水性较好的壳体中并配备专用控制箱，满足预制梁现场的防水、防尘、防止漏电需求。
(2)喷淋控制系统的可维护性
预制梁自动喷淋设备在系统硬件设计规划过程中，应考虑电路功能区域的规划即将能实现相同功能的模块元器件放置在临近的区域，此外还需要在核心元件位置预留备用的接口以便对硬件进行维护时使用。在强电和弱点相邻的区域需要设置相应的强弱电隔离设计，元件的走线应该平缓有序，功能相同的线路走线时规划在一起，尽量避免或是杜绝线路的急转和回环。
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