基于單片機設計的智能定硫儀

　　系統由單片機和測硫儀主機組成，包括電子天平、自動(dòng)送樣機構、高溫裂解爐、滴定測硫系統、顯示打印等部件。先由電子天平測得樣品的質(zhì)量，并通過(guò)RS232送入單片機系統，然后送樣機構自動(dòng)將樣品送入高溫爐。在單片機系統的控制下，給樣品加熱，在1150℃最佳溫度下樣品被氧化，其中硫成份完全轉化為SO2，反應中生成的氣體導入滴定系統，通過(guò)與標樣的參數對比而得到試樣中的含硫量，送顯示和打印，并可通過(guò)RS232與PC機連接，以便長(cháng)期保存數據和進(jìn)一步處理，系統結構的基本組成如圖1所示。

2.1單片機
　　本系統采用華邦公司的W77E58作中央處理器。利用其2個(gè)串行口，通過(guò)RS232接口同時(shí)與電子天平和PC機通訊，3個(gè)定時(shí)器T0、T1、T2分別作為時(shí)間中斷、波特率發(fā)生器使用，4個(gè)I/O口實(shí)現監控測量功能。
2.2鍵盤(pán)和顯示
　　采用單片機W77E58的P1口控制ZLG7290，實(shí)現 鍵盤(pán)顯示管理。ZLG7290是廣州周立功發(fā)展有限公司設計的鍵盤(pán)及LED驅動(dòng)器，該芯片可直接驅動(dòng)8位共陰數碼管或64只獨立LED和64個(gè)按鍵，通過(guò)I2C串行接口，方便地與處理器相連；因其獨特的性能在儀器儀表中得到廣泛的應用。
2.3A/D轉換器
　　采用12位串行A/D轉換器芯片TLC2543。該芯片具有8路輸入，各路分別可連接到各測量點(diǎn)上，通過(guò)較少的口線(xiàn)直接與單片機相連，且易于光電隔離。
2.4溫度測控系統
　　通過(guò)實(shí)驗和查閱有關(guān)資料，確定溫度在1150℃時(shí)，樣品中的硫能夠得到充分釋放，并和氧氣很好地結合成SO2，因而對高溫裂解爐的溫度控制是至關(guān)重要的。溫度測控系統由溫度采集和控制兩部分組成，其框圖如圖2所示。

　　在整個(gè)控溫中，力求升溫速度快，控溫準確，因而本系統采用模糊控制加PID調節的復合控制法。實(shí)施方案是在溫差較大時(shí)實(shí)行模糊控制，在接近控溫點(diǎn)時(shí)采用PID實(shí)現微控。通過(guò)控制電爐絲所受電壓的占空比來(lái)控制溫度。
2.5滴定測控系統
　　滴定測控系統是本系統的核心，其結構見(jiàn)圖3。

　　由電子天平可測得標樣和試樣的質(zhì)量，用上述方法測得KOH的各自用量，而標樣的硫含量已知，從而可得到試樣的硫含量。
2.6送樣機構
　　由單片機控制電機的正反轉實(shí)現送樣和出樣控制，由霍爾傳感器和磁鋼測量進(jìn)料位置。
2.7排廢和進(jìn)液系統
　　每次測量結束，由單片機控制排廢閥打開(kāi)，使反應杯中的廢液排出。
　　在進(jìn)行新的測量之前，由單片機控制進(jìn)液閥打開(kāi)，使水和pH試劑的混合液體流入反應杯，在壓力傳感器測得重量達到后，關(guān)閉進(jìn)液閥，停止進(jìn)液。? 　　本系統軟件包括測量、控制、通訊等部分，每部分的程序皆采用模塊化結構。
　　主程序包括送樣機構的控制、進(jìn)液控制、滴定控制、排廢控制、溫控參數計算和顯示打印處理等，通訊中斷負責與電子天平和上位機的通訊；定時(shí)中斷負責控制晶閘管的導通和截止之間的時(shí)間占空比來(lái)，以此達到控溫的目的。其軟件流程圖如圖4所示。

4.1看門(mén)狗電路
　　采用W77E58的片內看門(mén)狗。
4.2光電隔離
　　由于本系統集控制與測量于一體，大功率的控制對象(高溫裂解爐等)有可能引起電網(wǎng)或系統地的電平波動(dòng)，從而造成系統癱瘓，因而采用了光電隔離技術(shù)，再加上如A/D等串行芯片的運用，實(shí)現了模擬/數字的隔離。
4.3軟件中的抗干擾技術(shù)
　　考慮控溫的過(guò)零觸發(fā)，減少電網(wǎng)的波動(dòng)。設置復位陷阱等?！　”疚膶χ悄?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/定硫儀">定硫儀的硬件設計及軟件設計進(jìn)行了介紹，在實(shí)際應用中，與傳統的定硫裝置相比，具有速度快，自動(dòng)化程度高，計算精確等優(yōu)點(diǎn)。