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嵌入式技术在推焦数据采集系统中的应用 |
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| http://www.iianews.com 嵌入式 技术 在 推焦数据 采集系统 中的 应用 2009年02月04日 |
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引 言
在炼焦生产中，推焦时间、平煤时间、推焦电流等数据是反映焦炉实际操作情况的重要指标。由于推焦车是室外移动装置，而采集好的数据需及时传送到中心主控室的计算机中完成数据的分析、处理和记录，因此为了实现推焦过程的有效监测，需要解决数据采集和数据通信这两大问题。
1 监控系统的基本结构
按项目要求，中心主控站能对2个移动距离达200 m的推焦车上的电流信号进行数据采集，所以采用无线数据传输的模式，通过无线数传电台控制推焦车上的从站接收主控站的命令，并接收从站发出的推焦电流等模拟量以及炉号等数字量信息。系统的基本结构如图l所示，其中上位机（主站）由1个PC终端和D2lDL无线数传模块（含天线）组成，二者之间通过串口通信。
鉴于数据库技术已经相当成熟，中心主控站的数据管理可以较容易地实现，所以关键技术就在于下位机对现场数据的实时采集，以及下位机与上位机之间可靠的无线数据传输。
2 下位机的硬件组成
下位机以ARM7微控制器为核心，利用ARM7内核对外围设备，包括无线数传模块、LCD显示模块、模拟/数字信号输入、键盘扫描，进行控制和管理，基本框架如图2所示。
（1）ARM控制板
控制板是下位机的核心，控制系统的各个功能模块。控制板的MCU采用Atmel公司的 AT91SAM7S64芯片，它有64 KB高速Flash和16 KB的SRAM，片内主要有存储器控制器、复位控制器、时钟发生器、电源管理控制器、先进中断控制器、周期性间隔定时器、时间窗看门狗、实时定时器、并行输入/输出控制器、外设数据控制器、USB2.O全速设备接口、同步串行控制器、通用同步/异步收发器、主从串行外设接口、3通道16位定时器/计数器、4通道16位PWM控制器、两线接口、8通道10位A/D。控制板的外围电路主要包括电压转换电路、串口输入/输出控制电路、JTAG电路、模拟量数字量输入/输出电路、时钟芯片控制电路、USB接口电路、EEPROM电路等。
（2）液晶显示模块
下位机的本地显示功能通过控制带有SEDl335控制器的液晶显示模块实现。SEDl335是日本Seiko Epson公司生产的液晶显示控制器。它的输入/输出缓冲器功能较强，指令功能丰富，并行发送4位数据，最大驱动能力为640×256点阵。SEDl335硬件结构由MCU接口、内部控制和驱动LCM组成。
（3）无线数传模块
由于推焦车要在较大范围移动，因而采用无线数据传输是一种较好的选择。北京捷麦公司生产的SA68D21DL无线数据收发模块是一种可在微机与微机之间或微机与单片机之间进行全双工远距离无线通信的收发模块，它还可以脱离微机组成多点报警、遥控系统。其主要特点为：串口具有TTL、RS232、RS485等多种电平接口;内含EE—PROM看门狗电路，可掉电记忆设置参数;发送/接收距离为1～3 km。
（4）电流变送器模块
在电力电子产品中，对大电流进行精确的检测和控制是产品安全可靠运行的根本保证。推焦车设备中，最大电流可达400 A。经多方调研比较，采用北京森社公司生产的霍尔电流变送器模块，其主要特点为：工作区内精度高于1%;动态性能响应时间小于lms，跟踪速度高于50 A/ms;平均无故障工作时间>50 000小时;易于安装。
（5）键盘控制模块
传统的行列式编码数字键盘要占用很多I/O引脚，而基于A/D转换器的键盘一般只用一个I/O引脚就能读取多个按键。其工作原理为：键盘由一系列分压电阻和按键组成，不同的按键对应着不同的分压电阻，从而得到不同的分压及不同的A/D转换数值。这种键盘只能识别单个按键按下的情况，本键盘只有12个按键，现场操作人员只需输入炉号1～10以及“确认”、“取消”键，因此完全满足要求。
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点通
