瓦斯气体浓度控制系统样本.docx

计算机控制系统设计性实验报告学生姓名:邱博学号：20学院:自动化工程学院班级:自动133题目:瓦斯气体浓度控制系统目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc452272975"1.选题背景PAGEREF_Toc452272975\h4HYPERLINK\l"_Toc452272976"2.方案论证PAGEREF_Toc452272976\h5HYPERLINK\l"_Toc452272977"3.过程论述PAGEREF_Toc452272977\h6HYPERLINK\l"_Toc452272978"3.1传感器的选择PAGEREF_Toc452272978\h6HYPERLINK\l"_Toc452272979"3.2A/D转换电路PAGEREF_Toc452272979\h6HYPERLINK\l"_Toc452272980"3.3控制电路PAGEREF_Toc452272980\h7HYPERLINK\l"_Toc452272981"3.4数码管显示电路PAGEREF_Toc452272981\h7HYPERLINK\l"_Toc452272982"3.5D/A转换器和执行机构PAGEREF_Toc452272982\h8HYPERLINK\l"_Toc452272983"3.6总电路图PAGEREF_Toc452272983\h8HYPERLINK\l"_Toc452272984"3.7系统程序框图PAGEREF_Toc452272984\h9HYPERLINK\l"_Toc452272985"4.结果分析PAGEREF_Toc452272985\h10HYPERLINK\l"_Toc452272986"5.总结PAGEREF_Toc452272986\h10HYPERLINK\l"_Toc452272987"6.心得体会PAGEREF_Toc452272987\h10HYPERLINK\l"_Toc452272988"参考文献PAGEREF_Toc452272988\h111.选题背景当前，随着采矿技术不断发展，井下作业安全越来越有保障，但是依然有许多采矿公司机械化限度低，对现场采矿工作人员生命安全导致潜在威胁，特别是针对瓦斯气体检测和报警仍旧存在隐患，每年由于瓦斯泄露导致特大事故依然诸多。瓦斯是在成煤过程中形成并大量储存与煤层之中气体，是煤矿井下危害最大气体。瓦斯是一种无色无味气体，重要成分是甲烷（CH4），密度为0.716kg/m3，对人体危害是超时限能引起人窒息死亡。在地下采矿时候，井内经常会泄露一定量CH4、CO和SO2等气体，后一种含量少，切易溶于水。经煤矿开采时喷水解决后变成酸。但前两种气体含量多，且几乎不容于水，属于易燃易爆气体。瓦斯浓度在4﹪如下是安全，不不大于4﹪就会引起爆炸很危险。控制通风系统工作，保证环境安全稳定。由于瓦斯气体自身危险性和对人民生产生活导致巨大危害，因而在这里设计一款瓦斯气体浓度浓度控制系统，其控制算法对气体浓度有预判性，通过气体传感器技术，将检测到瓦斯气体浓度和原则值进行比较，当高过一定浓度时候控制排电扇对矿井进行通风排气，避免发生安全事故。因资源有限，故只能在proteus软件中进行仿真模仿。2.方案论证被控对象传感器A/D转换单片机D/A转换放大器执行机构数码管显示电路本设计瓦斯气体浓度控制器由六个某些构成：传感器、数码管、控制电路、A/D转换器，D/A转换器和执行机构。传感器某些采用气体传感器，能感知环境中某种气体，并将与气体种类和浓度关于信息转换成电信号，这种电信号是持续变化模仿信号，需要通过A/D转换将其转化离散数字信号，然后送给控制机构。控制电路以单片机为核心，可以对采集数字信号进行解决和判断，运用一定算法计算出待检测气体成分及浓度并送到数码管显示出来。当检测气体浓度超过设定值时，执行机构动作，驱动排气电扇，将气体进行置换，以减少瓦斯浓度至安全值。本系统可以对检测数据和设定阀值参数进行存储并自备电源。系统框图如图1所示。图1该瓦斯浓度控制器是一种操作以便、电路设计新颖、控制能力强、参数测量精确、成本低、构造简朴瓦斯浓度控制器。它有测量范畴宽、精度高长处，且具备自动控制瓦斯浓度为定值功能。3.过程阐述3.1传感器选取甲烷传感器采用MQ-4气敏传感器，用于探测采集瓦斯浓度。它在较宽浓度范畴内对可燃气体有良好敏捷度，对甲烷敏捷度较高，另一方面其寿命长、成本低，单价只有一元，使用简朴电路即可驱动。其重要技术指标及构造图如图2、图3所示。图2图33.2A/D转换电路由于MQ-4传