单片机溶解氧测定系统设计

文  摘  本文主要介绍了利用单片机实现溶解氧控制系统的设计过程，在系统构建时选取了凌阳科技公司提供的一新款产品SPCE061A芯片作为该控制系统的核心。由PT1000和电压放大电路提供溶解氧信号,通过PID算法实现对电炉功率和溶解氧控制，使用SSR固态继电器作执行部件，使系统静态误差降低到最小。本次设计还充分利用了SPCE061A单片成熟的语音处理技术(具有较高的处理速度,能够快速地处理较复杂的数字信号)和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报溶解氧和打印溶解氧变化曲线的要求。全文的内容主要包括：溶解氧控制系统的方案设计与论证，系统整体电路、部分电路的设计，以及SPCE061A单片机的特点、性能、结构、开发、应用、语音处理技术，继电器的介绍及串行通信简介等。   [版权所有：http://think58.com]

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关键词  SPCE061A单片机； Pt1000； SSR [资料来源：http://THINK58.com]

自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外溶解氧控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的溶解氧控制器及仪器仪表，目前，国外溶解氧控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。

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溶解氧控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛但从国内生产的溶解氧控制器来讲总体发展水平仍然不高，同国外的日本美国德国等先进国家相比仍然有着较大的差距目前我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般溶解氧系统控制难于控制滞后复杂时变溶解氧系统控制，即是说适应于较高控制场合的智能化自适应控制仪表国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少备。

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溶解氧控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管溶解氧控制很重要，但是要控制好溶解氧常常会遇到意想不到的困难。由于溶解氧控制具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求较高。 [资料来源：THINK58.com]

    本文以对象为1升净水，容器为搪瓷器皿的溶解氧控制系统的设计过程为主，介绍了利用单片机实现溶解氧控制系统的设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取和控制控制算法的选择、和整体电路的设计以及部分电路的设计。在系统构建时选取了凌阳科技公司提供的一新款产品SPCE061A芯片作为该控制系统的核心，溶解氧信号由PT1000和电压放大电路提供，通过PID算法实现对电炉功率和溶解氧控制，使用SSR固态继电器作执行部件。系统设计溶解氧可以在一定范围内由人工设定，并能在环境溶解氧降低时实现自动控制，以保持设定的溶解氧基本不变；能在40摄氏度至90摄氏度范围内设定控制溶解氧，静态控制精度为0.2摄氏度；具有较好的快速性与较小的超调，以及十进制数码管显示、溶解氧曲线打印等功能。本文充分利用了SPCE061A单片成熟的语音处理技术(具有较高的处理速度,能够快速地处理较复杂的数字信号)和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报溶解氧和打印溶解氧变化曲线的要求。 [来源：http://www.think58.com]

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