合肥西门子中国代理商触摸屏供应商

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一 概述
单片机又称微控制器（microcontroller）是将处理器（CPU）存储器、定时器/计数器、IO接口电路等部件集成在一块芯片上的微型计算机。目前，单片机技术飞速发展，在各种场合被广泛应用。单片机做为控制，与传感器、执行机构等结合可以组成自动化的检测控制系统，本文结合单片机的定时/计数器的端口功能，开发一种实用的检测装置。

二 单片机组成原理
MCS51是由美国INbbb公司生产的系列单片机，其中以8051为典型，由内部总线将逻辑运算器ALU、累加器A、程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制逻辑、存储器、输入输出口联结成统一的整体，以实现其功能。8051单片机是8位机32根I/O线 即4个并口分别记做P0.P1.P2.P3，集成128K的片内RAM和4K片外ROM，其具有的两个16位定时计数可通过编程实现4种工作模式。

三计数功能的结构与原理 
MCS-51的单片机内有两个16位可编程的定时/计数器T0和T1，它们具有四种工作方式，分别为模式0、1、2、3。其控制字和状态均在相应的特殊功能寄存器中，通过对控制寄存器的编程，就可方便地选择适当的工作方式。MCS-51单片机内部的定时/计数器的结构如下图所示，定时器T0特性功能寄存器TL0（低8位）和TH0（高8位）构成，定时器T1由特性功能寄存器TL1（低8位）和TH1（高8位）构成。特殊功能寄存器TMOD控时寄存器的工作方式，TCON则用于控时器T0和T1的启动和停止计数，同时管理定时器T0和T1的溢出标志等。程序开始时需对TL0、TH0、TL1和TH1进行初始化编程，以定义它们的工作方式和控制T0和T1的计数。
由程序设置M0，M1的值以选择单片机的工作方式，如M1=0、M0=1时，工作在工作模式1此时T0、T1的功能时相同的，用户可以任意选择。工作模式1与0的区别时计数器的位数不同。工作模式0时13位计数器，工作模式1是16位计数器，TLX（8位）、THX（8位）作为16位寄存器，计数值从0开始，计到0FFFFH后，再加1，计数器则被溢出复位，并将溢出标志位TFX置1。

四 应用研究
周期的测量
因为，周期＝脉冲数/时间 ，为了计算出单位时间的脉冲数，要有一个时间基准。如果用单片机的定时器进行定时则直接接入单片机内的信号的频率取决于晶振频率，由于所测信号的每一个脉冲的高低电平要持续至少一个机器周期，即它的周期不得2倍的机器周期；另一方面，一个机器周期等于6个状态周期，一个状态周期等于2个晶振周期。故有： T待测<=24*T晶振。
（1）低频信号周期的测量 接线示意图如图1，属于信号调理电路，工作原理是：用一个计数器，一个定时器，在设定的时间内对脉冲数进行累加；另一方法是一个定时器一个中断口，中断为下降沿触发，在中断程序中计数。很明显，该方法所得计数值会受到定时误差的影响；在精度要求高的场合可以用外接精密脉冲源的方法来规避此误差。即：使用外部脉冲进行比较计数时没有定时原因造成的误差。如图2。此时会有如下的关系式： 
F待测*COUNT标准=F标准 *CONNT待测 

（2） 高频信号周期的测量，图3是一个典型的电路
这个电路中各部分的功能说明如下：AD9686：将非TTL电平信号转变为TTL电平,属于前向调理电路
累加器：是二进制计数器，目的是对信号进行分频，MR为清零端。此处用了两种不同性能的计数器，即74LS197和74LS93。其中LS197是四位二进制计数器，计数频率100MHz，它可以进行16分频，如果根据单片机的主频计算分频后的频率仍然可测频则需继续分频，当然对后面的分频芯片的工作频率的要求可以降低。各管脚的输出为：
74LS197的输出： 74LS93的输出：
Q1:Fin的2分频 Q2:Fin的4分频 Q1:Fin的32分频 Q2:Fin的64分频
Q3:Fin的8分频 Q1:Fin的16分频 Q3:Fin的128分频 Q1:Fin的256分频
本电路采用硬件控制方式，门控位置“1”时，74LS00打开，待测脉冲与基准脉冲同时进入外部硬件计数器计数，延时一定时间后，门控位置0，停止计数，根据此时的计数值我们有如下关式
COUNT待测/F待测＝COUNT基准/F基准
根据需要可只将相应的分频管脚接入单片机内计数，也可采用I/O口全部读入各位分频脚的方法，该种电路的结构具有模块化的优点。

五结语
单片机以其集成度高、功能强大、功耗低、扩展方便、开发等优点而被广泛应用，尤其在工业控制，智能仪表、家用电器、信息通信等领域。本文只是粗略的介绍了单片机的一个应用，还有很多不足，依据该方法可以方便的组成周期检测系统，具有一定的应用，希望大家可以共同研究，开发出好的应用系统

1．引言

垃圾焚烧在国内属于新兴的行业，伴随着城市发展越来越受重视，当前主要焚烧技术大多来源于欧洲技术。70年代初，垃圾焚烧技术不断完善，同时不断向大规模、全自动化方向发展，相继出现了日焚烧规模1000吨以上的大型焚烧厂，随着焚烧规模向大型化，利用焚烧废热发电得以发展起来。厦门垃圾焚烧发电厂工程采用瑞士（VonRoll）公司横向间隔排列的活动式炉排焚烧技术，日处理垃圾量400吨，拥有2条焚烧生产线，配6MW纯凝汽轮发电机组。根据垃圾发电厂工艺流程的特点，系统控制主要由集散控制系统（DCS）、焚烧炉燃烧控制系统（SIGMA）、启动燃烧器及辅助燃烧器系统、烟气连续测量监视系统、汽轮机控制系统（DEH）、汽轮机紧急跳闸系统（EST）、汽轮机监视系统（TSl）、辅助车间控制系统（化学水及废水处理控制系统、垃圾抓斗控制系统、除灰控制系统等） 、中低压电气及电视监视系统等几部分组成。

2．焚烧发电系统配置

2．1 DCS组成

厦门垃圾焚烧发电厂控制系统，全厂设置1套集散控制系统（DCS），集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式。系统采用德国西门子公司SIMATIC PCS7新型控制系统，整个系统控制由一台工程师站、五台操作站、一台资料档案站、五台过程处理组成。控制系统通信拥有现代高速的以太网（10/100LAN），冗余的通信设备，总的设计I/O点数包括2条生产焚烧线、汽轮发电机、中低压电气系统及公用系统都有各自立的控制器，每个焚烧线安装了7个远程I/O（输入/输出）站，一个汽轮发电机远程I/O（输入/输出）站，一个远程I/O（输入/输出）站控制公用系统，中低压电气的信号单处理。实现了生产过程状态监视、运行操作、过程控制、事件报警、运行联锁、保护，完成数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）和联锁保护（PRO）等系统功能。

3．DCS控制功能

3．1操作员站

数据采集和处理：定时采集全站生产过程输入、输出信号（包括开关量、模拟量、脉冲量）经滤波，检出事故、故障、状态信号和模拟信号参数变化，实时地新数据库，为监控系统提供运行状态的数据。将自动装置的动作按动作顺序记录。模拟量设置上上限、上限、下限、下下限等几个限值，当测量值越发出报警。事件产生时，启动相关的事故追忆记录，输出事故前、后一段时间内的模拟量值，追忆数据的测点和周期可定义。

控制操作：画面显示及流程显示、控制调节、趋势显示、分级报警管理及实时和历史显示、报表管理和打印、操作记录、运行状态显示、在线参数组态设置、操作权限保护等功能。控制中实现操作闭锁功能。

事件报警：在系统发生事件或运行设备工作异常进行报警。
系统自诊断：监控系统在线自诊断能力。可以诊断出通讯通道、I/O模块等故障，并进行报警和在系统自诊断表中记录。
系统维护：系统在线软件自我监控系统。

控制系统采用流行的上位机监控方式，整个控制系统的运行操作和监视全部在上位机实现。在上位机上不仅能显示系统设备的运行状态、过程参数、报警等，在上位监控中还对PLC、总线模块等电源及通讯状态进行显示，对重要I/O信号的故障状态进行显示，方便故障的排除，还可以进行各运行方式的选择和切换，进行自动程控操作，同时还具有模拟量参数显示、棒状图显示、声光报警、打印制表等功能。

3．2 工程师站

提供一套台式工程师站，用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。工程师站能调出任一已定义的系统显示画面，在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均能通过数据高速公路加载到操作员站。

工程师站能通过数据高速公路，既可调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可将组态数据从工程师站上下载到各分散处理单元和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统能自动的刷新其内存。

工程师站包括站用处理器、图形处理器及能容纳系统内所有数据库、各种显示和系统程序所需的主存储器和外存设备。还提供系统趋势显示所需的历史趋势缓冲器。

工程师站设置软件保护密码，以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。

工程师站兼有历史数据站功能。

工程师站能支持光盘刻录机等辅助设备。

工程师站能进行性能计算、文件传送等。

3．3以太网系统

系统网络分为下层控制网、上层管理网。下层控制网采用同轴屏敝电缆，适合欧洲Profibus标准，通过每个ET200M上的IM153－1通讯卡与AS417-2DP控制器互相连接，满足现场信号的采集、处理和控制器的冗余通讯，为Profibus－DP现场通讯网。上层管理网采用同轴电缆，适合欧洲Profibus标准。通过OS站、ES站和控制器上的CP443－5通讯卡相连接，满足操作员站、工程师站对现场设备的监视、控制和管理，实现数据共享。另一类为采用同轴细缆，符合TCP/IP协议的管理以太网，通过OS站、ES站上的D-bbbb网卡连接，主要实现工程师和工厂管理网之间文件管理。

3. 4过程处理

过程处理选型型号为AS417-4-2H。操作站利用CP1613与冗余软件包相连，在出现故障时，容错通信自动的继续进行。电源配有浪涌保护。

PLC系统能在高的电气噪声，无线电波干扰和振动环境下连续正常运行。所有在可编程控制器系统中的硬件能在环境温度－10～50℃，相对湿度为5～95％的范围内连续正常运行。
处理单元（CPU）设置足够容量的存储器。
当CPU掉电后，不会导致程序或数据丢失。
过程控制、监视和用所需的故障诊断等，其使用功能设置于可编程控制器内。这些功能至少包括下列内容：实时时钟和日历、继电器和锁存继电器、过渡触点、计时器、计数器、算术运算、逻辑功能、移位寄存器等。

3．5系统控制软件

操作员站OS和工程师站ES均采用微软英文版bbbbbbs ＮＴ Workstation Ｖ４.０作为操作系统，附加安装版Package ３和Internet explorer ４.０，汉字处理采用中文之星For bbbbbbs NT V2.0，使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。

操作员站另加载了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NET Profibus-S7、WINCC ADVANCED PROCESS CTRL.、WINCC BASIC PROCESS CTRL．等软件。在操作员站所加载软件的基础上，工程师站还加装了SIMATIC STEP7 BASIS V4.0、CFC V4.0、S7-SCL V4.0、SFC V4.X 等组态功能软件。除用于系统软、硬件组态外，ES站具有与OS站相同的功能，可以兼做OS站，起到了降低用户成本的作用。

4结束语

垃圾焚烧发电的方式既可有效地解决垃圾污染问题，又可实现能源再生，本系统设计能满足垃圾焚烧发电的需要，有效的自动化控制系统将为垃圾焚烧发电厂的稳定运行提供保。

现代功能饮料的生产可以追朔到数十年前的美国、英国和日本。我国的功能饮料发展近几年才刚起步，以红牛为代表．开创中国功能饮料的，“脉动”、“”、“尖叫”、“劲跑”、“他＋她－”等，风起云涌，为近年的软饮料市场增添了一道亮丽的风景线。

    功能饮料是指具有保健作用的一类软饮料，通过加入一定量的功能因子，使其在普通饮料的基础上具有调节机体功能、增强力等保健作用。我国中医药文化源远流长，有许多药食两用的特有资源，传统医学应用与实践为功能饮料的发展注入了新的活力，“凉茶”饮料植根于中国传统医学，它的出现应视为功能饮料的一支奇葩。所谓凉茶，是将药性寒凉和能消解体内热的煎水，作饮料喝。以体内暑气或冬日干燥引起的喉咙疼痛等疾病。其代表性的产品有“王老吉”凉茶、“邓老”凉茶等。在凉茶饮料中多以金银花为君药，臣以野菊花，增强作用：蒲公英利湿通淋，白茅根，二者使邪有出路；此外桑叶，白茅根味甘能生津，使整方即又不会苦寒太过；后以甘草调和诸药。本文从生产工艺的角度出发，着重介绍工业化凉茶的生产技术。

    1原料与设备

    1．1原料

    金银花、**菊花、蒲公英、桑叶、白茅根、甘草、白砂糖、纯净水、食品添加剂等。

    1．2设备

    纯净水制取系统、萃取罐、夹层锅、硅藻土过滤机、调配罐、板框过滤器、高速离心机、

    缓冲罐、高温瞬时机(UHT系统)、三合一热灌装封口机(冲、灌、封)、高位电控恒温罐、连续倒瓶机、喷淋冷却机、风干机、套标机、喷码机等。

    1．3主要原辅材料

    所有工艺用水包括配料用水及相关的管道容器的洗涤用水，须符合GB17327—1998之规定；白砂糖要求为一级或，无味、颜色不过35RBV，絮凝作用要经过测试，其微生物检测符合相关；食品添加剂符合GB2760规定；的选用符合国家相关规范。

    1．4原汁的制备

    将配方额定的漂洗干净的金银花、**菊花、蒲公英、桑叶、白茅根(切段)、甘草(切片)放入萃取罐中，加入适量的纯净水，用蒸汽加热到85～90℃。恒温30min取萃取液过滤后备用。再往萃取罐中加入次萃取时85％的水量，加热到85～90℃，恒温30min取滤液过滤后，与次的滤液混合后待用。

    2工艺流程

    3操作要点

    3．1车间环境及卫生管理

    由于本饮品配方中含有糖分，因此凉茶的生产对卫生条件的要求相当高。配料车间和灌装车间要按无菌车间的要求建造，直接从事生产的员工也要有良好的个人卫生习惯。生产开始前和结束后都要用热水(85℃以上)冲洗所有的用器具包括管道、贮存容器和灌装机械。 停产过48小时或连续生产七日时要进行“五步”，生产车间的地面要保持清洁无积水，杜绝污染源。阻断污染途径，以确保生产的正常进行。

    3．2化糖

    加入适量纯净水，通入蒸汽加热到75℃，将白砂糖投放到锅内溶化，在加入白砂糖用量1％的化糖用粉末状活性炭，充分搅拌，并通过硅藻土过滤机过滤，完成糖浆的浓度为45BX′。

    3．2调配罐

    注入额定用水量的60％的纯净水加热到80％，将萃取液和完成糖浆分别加入，同时开启搅拌。

    3．3板框过滤机

    将配料罐内的料液通过过滤级别为0.5～5μm板框过滤器过滤，料液应为透明、无味、无肉眼可视物。

    3．4．缓冲罐

    把滤液定容到额定的刻度。

    3．5高速分离机

    5890r／min，料液通过该机器时利用高速旋转所产生的离心作用，把不溶于水的杂质一并分离并从料液中排出。

    3．6瞬时机

    温度137℃，2～4秒。料液通过机时可把料液中绝大部分微生物，处于商业无菌状态。温度一定要控制好，过高则易使料液产生褐变，过低则影响的效果，加入适量的-环状糊精可以有效地防止高温引起的料液颜色变化及香气劣变的产生。

    3．7PET塑胶瓶空瓶的预处理

    3．8高位电控恒温罐

    本工艺采用高温灌装。要求料液的灌装温度不87℃，考虑到与环境的温差，因此要安装高位电控恒温装置。

    3．9三合一灌装机

    本机集冲瓶、灌装、旋盖三位一体，PLC自动控制。经过预处理的PET空瓶，通过无菌水冲洗后自动进入灌装封口工序。

    3．10倒瓶机

    封盖后的半成品(相对于完成了贴标、喷码等工序后的产品而言)，通过倒瓶系统，时间为40s左右。在此期间，瓶内的料液利用自身的余热对瓶盖、瓶口再次，然后通过输送带进入喷淋冷却装置。

    3．11喷淋冷却机

    该机分段喷淋出的温水、凉水冲洗灌装过程中附着在瓶体上的料液，同时由于喷淋降温引起的温度骤变还能起到再次的功效。

    3．12套标缩标机

    商标经过套标机后进入缩标机，缩标机分电热和蒸汽加热两种。收缩的温度可以根据商标的材质(不同的收缩比)作相应的调整，要求收缩后的商标美观、大方、无皱、无污渍。   3．13喷码、检验、入库

    套标后的产品喷码、检验员检验后，填写合格正，装箱封箱。成品入库。

    4质量标准

    4．1感官要求

    具有所的特有的色泽、芳香和气味，口感，甜味适中，清澈透明。允许有少量沉淀，无肉眼可视的外来异物。

    4．2微生物指标

    菌落总数：≤20cfu／ml大肠菌群：≤3MPN／100ml霉菌、酵母菌：≤20个／ml致病菌：不得检出。

按照工作性质整个平台的可分为执行、测控以及数据处理三个部分：

1，执行部分

该部分主要为了满足系统功能的需要配置的各种制冷、加热、加湿、水处理等大型设备，由冷冻机、换热器、蒸汽锅炉、循环水泵、阀门等组成。

2，测量与控制

该部分主要为了测量和控制平台的特性参数和燃料电池的工作状态。主要由数据采集装置、调节装置、信号调理放大等部分组成。

为了实现平台的功能，需要测量的量共计86个，类型各有不同，并且信号类型众多，显然快速、、的测量是一个繁琐的工作。在参数测量的同时，系统需要完成控制功能，由于控制对象的复杂性，要达到良好的控制效果一直都是燃料电池测试平台开发的难点。

3，数据处理

在测试的过程中，系统需要为用户提供相关的瞬时测试信息;测试结束后，系统为用户生成完整的测试报告，以评价燃料电池发动机的性能。

由于系统中执行部分主要利用化工工业和制冷技术等方面的成熟的产品，该部分的内容在本文中不属于本文的，故本文主要就系统的测量、控制和数据处理方面的内容进行介绍。

为了实现平台的功能，需要测量的量共计86个，类型各有不同，并且信号类型众多，显然快速、、的测量是一个繁琐的工作。在参数测量的同时，系统需要完成控制功能，由于控制对象的复杂性，要达到良好的控制效果一直都是燃料电池测试平台开发的难点。

开发环境选择

如测试平台构成部分所述，系统中传感器信号和控制信号类型众多，同时对于数据采样速率要求很高，因而选用了NI公司的测试环境，之所以选择该开发环境主要是因为：

1. NI公司的硬件环境和软件环境操作简便，图形化的编程界面及其优异的图形控件使得测试平台的编程过程变得简单，尤其是其软硬件系统的无缝结合，大提高了编程效率与性;

2. 数据测试系统配置方便，性高。数据采集结构的开放性，使得数据采集系统的使用只是简单的外围传感器信号配置，同时PXI总线的优越性能使得数据采集的信号多样性、速度和精度要求高等难题变得微不足道;

3. 功能强大。NI开发套件工具包配置齐全，使得测试平台开发中的控制算法的实现、数据的图形显示、数据采集工作的实现、在线数据处理、测试报告的生成以及远程协作控制等变得只是工具包的调用和系统参数的配置。

测试平台硬件系统构建

本系统硬件采用了NI公司的DAQ系统来实现温度、湿度、压力和流量等数据的采集;利用模拟量输出单元来控制相应的调节设备;利用继电器输出单元来控制重要的开关器件;利用RS485和GPIB通信端口和外设装置进行通信;利用工控机箱的RS232端口和PLC通信，控制次要的设备和读取相关设备的故障信息;如图3所示系统的硬件结构。

图3 系统硬件结构

利用以上的硬件可以方便的对测试平台中的各种信号进行测量，避免了硬件设计的繁重工作，尤其是NI内嵌式的DAQ系统提供了自由的硬件配置以及测量数据校正的功能，大大简化了系统的设计，给了用户多的自由空间，使得用户可以将多的精力投入到软件设计的工作中。

测试平台软件设计

由于该平台可以提供多种功能，要充分利用其各种功能，为系统设计和理论分析提供多的帮助，则主要依赖于软件系统的开发。

本系统利用该开发环境提供的多线程技术，将系统的数据采集、数据处理、设备控制以及用户接口等四方面的工作并行的处理，通过调用NI开发套件的控制工具包，为用户提供了PID、模糊等多种控制算法。并且通过图形显示各相关参数的变化趋势。使用NI公司的LabVIEW开发平台，非常方便的实现多线程的程序架构以及良好的用户界面。系统的软件功能主要包括：压缩机测试、电堆性能测试、辅助系统匹配测试、历史数据分析、电堆性能以及辅助系统等功能。软件系统中嵌入了系统，根据用户执行不同的操作分配系统的任务，同时对于测试过程中的相关结果进行了分类处理，供用户备用。

在用户界面中，系统提供了各执行部件的操作按钮以及开关程度的设定，显示各种测量参数的数值与图形显示。通过用户界面，用户不仅可以选择测试平台的不同测试功能，同时可以自由选择控制算法，调整控制参数。

 光照培养箱是一种模拟光照的光老化试验设备,主要模拟阳光中的紫外光,还可以再现雨水和露水所产生的破坏。通过将待测材料放在经过控制的阳光和湿气的交互循环中曝晒,同时提高温度的方式来进行试验。采用紫外线荧光灯模拟阳光,并以喷淋的方式模拟湿气影响。虽然紫外光(UV)只占阳光的5%,但它却是造成户外产品性下降的主要光照因素。这是因为阳光的光化学反应影响随着波长的减少而增加。因此在模拟阳光对材料物理性质的破坏影响时,不需要再现整个阳光光谱。在大多数情况下,只需要模拟短波的UV光即可。光照箱之所以采用UV灯的原因在于它们比其他的灯管为稳定,并且能好的再现试验结果。

    光照箱由检测单元、控制单元、降温单元、喷淋单元、加热单元和UVA-340灯等组成。为了全程模拟日光照射,在整个测试过程中UVA-340灯将始终开启。在测试过程中,控制调节的关键是温度、湿度的恒定。检测单元将检测到的数据(温度,湿度)传送给控制单元(PLC或单片机)。由控制单元根据需要开启加热单元、降温单元(冷风风机)和喷淋单元来保证箱体内部测试环境的恒定。

    另外，在农业上，光照箱还有另外一个用途，就是为农作物提供加合适的生长环境。大家都知道，自然环境如光照度、雨量、温度等都是不可控制的，而光照箱恰好提供了一个人工模拟的自然环境，让你光照度、温度、湿度等参数人为控制，在农业中被广泛采用，另外，跟光照箱相类似，还有精密种子发芽箱。只是精密种子发芽箱加适合用于种子的发芽，对种子发芽所需要的环境有加的控制。