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基于ARM7,AVR,UCOSII的发电厂大型除尘控制器实际应用

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日期:2007-11-11 21:25:05     来源:中国自动化网   作者: 点击:
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控制对象是 540脉冲控制阀,20个碟阀,3个温度检测点,2个冷风机组控制点,甲方要求控制器要有人机交互界面,温度控制点要可调,脉冲阀工作时间要可调,并且系统要能够在线检测出负载阀故障,比如开路,短路在系统运行时是不允许的必须及时的被检测来。
整个系统有560阀,每个阀工作电流接近1A,如果按每个阀两根控制线的话将有1120根阀控制线,控制器距离现场有几百米,这样下来铜线价格超万元成本太高,所以系统采用矩阵扫描的方式进行阀控制大大节约用铜量。根据甲方要求我们将CCQ3000划分为4个硬件模块 :
1. 显示键盘模块,人机交互部分。
2. 温控模块,实现对关键测温点进行温度检测,和控制 ,温控模块并且负责CCQ3000机箱系统的恒温控
制。
3. 矩阵模块,负责负载阀的扫描控制时的隔离和反电势的吸收。
4. CCQ3000主控单元模块,负责对负载的实时控制,故障实时扫描。
一.
显示部分:显示模块主要负责,运行参数的调整,设置,系统运行时参数的显示。根据需要设计了8个1.8寸数码管,分别显示工作室号,工作阀号,喷吹时间,间歇时间。
硬件上主CPU采用8 bit AVR 单片机,74HC595驱动数码管段,74hc138译码器驱动数码管位。
软件上采用gcc3.4.6编译器工具,启用看门狗定时器,防止程序跑飞。启用定时器1的2ms间隔中断点滴做动态显示扫描,键盘扫描。
1. 键盘采样算法采用ps2键盘的方式,即第一次击键稳定后发按下码,等待1s左右后仍然不释放就发连续码,等释放后发释放码。

显示键盘采用流程图

2.
通信模块被动的接收CCQ3000主机的命令,然后进行校验,校验正确后返会成功标志XON给CCQ3000主机,然后执行命令,如果校验出错,返回XOFF给CCQ3000主机,要求重新发送直到成功或者是重试10次彻底失败报警
显示通信流程图
二.
温控部分: 主要是负责整个除尘系统的温度控制,和控制柜系统的温度控制一保证CCQ3000能够适应热带,和寒冷地区的气侯条件。
硬件部分主控CPU采用精简指令集的8bit AVR单片机 , 驱动能力大,系统使用一片74HC595驱动5个数码管的段,直接用AVR单片机的I/O去驱动数码管的位。扩展5路继电器输出,4路温度传感器接口。一路光隔离输出,电源采用8 ~40直流输入。

软件上启用看门狗定时器,启用定时器1 做为系统点滴定时器用,2ms中断间隔,

定时器1实现功能同显示部分相同,即为系统提供一个时基基准,刷新显示器,查询键盘,同样键盘采用方式同显示部分,思路同PS2键盘控制方式相同。编译器采用GCC3.4.6
序整体采用ANSI C标准语法,便于跨平台移植。由于温度传感器采用的是单线接口所以对时序要求很严格,为防止和显示刷新冲突,在控制思路上采用了一些技巧,很好的实现了,4路单线串口通信和显示刷
新的融合。
该部分还很好的采用一路10bitADC转换器,实现了键盘扫描控制,经过验证误码率非常的低,键盘系统工
稳定。
三.
主控部分: 主控部分是整个系统的关键,是CCQ3000的控制核心,他处于系统的主机位置,是通信的发起着,是命令的下发者,是控制策略的实现者。
硬件上主控部分采用高性能32bit 工业级ARM芯片,外扩展有工作室驱动MOSFEET译码电路,工作阀组驱动MOSFEETy译码电路,JTAG调试接口,ISP烧写接口,实时时钟接口,EEPROM存储接口
ARM CPU电路
四.
软件上采用符合美国航空认证的实时嵌入式操作系统UCOSII,以保证CCQ3000控制系统的工作控制动作及故障检测的实时性,系统开了3个任务,一个处理控制算法,一个任务处理故障检测显示控制,
一个任务处理看们狗清零,内核任务调度显示,并且处理非正常停机(干扰,断电。。。)时从断点处继续执行,而不是从0地址开始执行,因为这个系统是不允许停机的
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