针对现有制动器监测系统大多存在无法及时诊断和修复碟簧的内部损伤和疲劳失效、制动性能参数检测不全、数据传输可靠性低等问题,介绍了一种盘式制动器制动性能智能监测系统在鹤岗矿业集团兴山矿的应用情况,着重介绍了该系统的工作原理、结构、各参数检测原理及上位机监测软件的组成。实际应用表明,该系统操作简单、抗干扰性强、运行稳定可靠,实现了盘式制动器制动性能参数的在线监测功能。

鉴于目前提升机制动系统监测和诊断方法的问题,通过Labview软件控制PLC以及采集卡开发出一套提升机制动系统监控系统。实现了对制动系统的实时监测与诊断、运行状况的模拟。该系统能对制动系统实时的在线监测、动态显示、历史曲线查看、自诊断与报警等功能。

提升机作为一种重要的工业起重设备，其制动系统的可靠性直接影响到生产安全和效率。随着工业自动化水平的不断提高，实时监控提升机的运行状态，尤其是制动工况，变得越来越重要。下面将围绕“提升机闸瓦制动工况实时数据采集系统设计”这一主题，详细解读相关知识点。 闸瓦制动系统是提升机安全制动的关键组成部分。闸瓦制动的工作原理是利用摩擦力来制动，这种制动方式具有结构简单、制动平稳可靠、成本较低等优点。但在实际使用过程中，为了确保制动系统的响应时间、制动力度以及制动过程中温度、摩擦系数等参数符合设计要求，需要实时采集和监控。 实时数据采集系统的构建，需要经过多个步骤来完成。对制动工况进行分析，确定需要采集的数据参数，比如温度、压力、速度等。根据这些参数，选择合适的传感器，如温度传感器、压力传感器和速度传感器等，这些都是数据采集的基础硬件。 在这份文档的【部分内容】中，我们看到了一些可能的传感器型号和参数，例如温度传感器的量程为20℃到800℃，精度为±0.75%，而压力传感器的压力范围为0.58MPa到1.58MPa。这些参数必须满足提升机制动工况的要求，以便准确反映制动过程中的实际工况。 接下来，系统硬件设计是实现数据采集的关键部分。这一部分需要根据所选传感器的电气特性进行信号调理和处理，以确保信号能够被后续的采集设备所识别和处理。信号调理通常包括信号的放大、滤波、隔离等步骤。例如，将温度传感器的信号从热电偶信号转换成适合于模拟信号处理器（如ADC0809）处理的电压信号。 在硬件设计完成后，就需要编写相应的程序，将采集到的模拟信号转换成数字信号，进行进一步的处理和存储。文档中提到了AT89C51单片机，这是早期应用广泛的8位微控制器，它可能被用来编写数据采集程序。利用其内部的模数转换器（ADC）或者外接的模数转换器，将模拟信号转化为数字信号。 此外，数据传输和通信是实时数据采集系统的重要组成部分。系统需要将采集到的数据传送到中央控制系统进行分析处理。在此过程中，常用的通信接口有RS232、RS485以及以太网接口等。由于文档中提到了RS-232和TTL电平，可以推断系统可能使用的是基于PC的通信方式，这可能涉及到串口通信协议。 文档中还提到了一些型号的传感器和芯片，比如CYB-15S、ZLK-B-2500、VO-14-H等，以及芯片型号如AD28051、ADC0809、AT89C51等。虽然有些型号可能由于OCR识别错误无法准确解读，但可以确定的是，它们都是设计中所使用的电子元件。 采集系统的设计还需要考虑到安装环境、维护便利性以及成本效益等实际因素，保证系统长期稳定运行，确保提升机的安全可靠工作。 在设计提升机闸瓦制动工况实时数据采集系统时，需要综合考虑各种因素，从硬件选型到软件编程，再到数据传输和处理，每一个环节都需要精心设计和反复测试。通过这样的系统，可以实现对提升机制动系统的实时监控，及时发现问题，提前预警，从而保障工业生产的顺利进行和设备的安全使用。

设计了一种基于ARM的井下绞车液压制动在线监测系统。系统以绞车盘形闸的动态工作间隙、盘形闸贴闸油压、蝶簧产生的制动正压力和液压站油管油压为主要监测参数,设计了以S3C44B0X处理器核心,集数据采集与处理模块、人机交互模块、声光报警模块为一体的硬件电路。最后实现了被测信号的采集、处理、存储、显示,并及时反映故障问题。

嵌入式系统的发展受到了智能仪器及控制系统对实时信号处理性能要求的提升以及集成电路技术迅速发展的双重推动。这种趋势促使设计者寻找一个能够满足数据实时性、高效性通信要求的高性能设计方案。ARM和DSP（数字信号处理器）技术的结合，正好能满足这一需求。ARM架构以其丰富的片上资源和较高的运算能力，适合开发操作系统及进行任务管理和协调；而DSP以其强大的信号处理能力，能高效执行计算密集型操作和信号处理算法。将这两者集成到嵌入式系统中，可以实现智能控制系统的高性能要求。 在本文所描述的嵌入式智能仪器系统中，ARM选用的是Cirrus Logic公司的EP7312微处理器，它基于ARM7TDMI处理器内核，具有8kB高速缓冲存储器，支持内存管理单元，并集成了液晶显示器控制器、键盘扫描器、数字音频接口，以及完整的JTAG接口。这使得EP7312非常适合嵌入式系统的应用。另一方面，DSP则选用了TI公司的TMS320VC5402，它支持McBSPs（多通道缓冲串口）、6通道DMA控制器，并具备8位增强HPI，能够与外部处理器直接通信。这样的SOC（片上系统）作为系统核心器件，不仅稳定可靠，还具有良好的扩展性。 系统的总体设计包含了实现信号实时处理及传输的核心任务，以及满足工业现场和各种测量仪器对高可靠性的要求。ARM在该嵌入式系统中负责操作系统运行、任务管理协调以及DSP的控制任务，并完成数据的远程通信。ARM扩展了多种外设，如通用串口、LCD显示屏、以太网接口，并通过连接以太网控制器实现网络化功能。通过在ARM上移植Linux操作系统并实现系统外部硬件接口的驱动程序，可以实现网络化功能，支持远程控制和监测。 系统硬件具体设计方案包括ARM与DSP的接口设计，以及ARM与以太网控制器之间的通信设计。DSP通过HPI接口与ARM连接，DSP执行计算密集型操作，并将处理后的数字信号通过HPI接口与ARM通信。ARM再通过以太网控制器将数据传输到网络，实现远程控制与监测。 ARM与DSP的接口设计中，DSP的HPI接口片选信号使用EP7312扩展片选信号nCS4。通过设置好DSP的状态，DSP向ARM发送中断，通知ARM数据已准备好，然后由ARM读写数据，并在完成后向DSP发送中断通知DSP接收数据。ARM通过控制端口信号模拟接口时序，完成对HPI口寄存器的访问。 ARM与以太网控制器之间的通信设计，实现了以太网接口，并提供了以太网芯片的驱动，支持网络功能。以太网控制芯片的数据、地址和控制信号与EP7312的总线相连，实现了与网络的连接和通信。 这种基于ARM和DSP的嵌入式智能仪器系统能够在恶劣的工作环境下，如高温、低温、潮湿等环境中稳定运行。它不仅具有高效的信号处理能力，还具备良好的实时响应性和广泛的网络化功能。这些特点使得该系统在工业控制、测量仪器、数据采集等多个领域有着广阔的应用前景。

### 基于ARM9嵌入式系统智能灭火机器人控制器设计 #### 1. 引言 控制器在智能机器人的作用不可小觑，它是决定机器人性能的关键因素之一。近年来，随着ARM9微控制器和嵌入式系统技术的进步，这类技术在实时控制系统中的应用日益广泛。嵌入式系统结合了多种先进技术，如计算机技术、通信技术、微电子技术等，通过软硬件紧密结合，实现了特定应用领域的高效解决方案。将嵌入式系统应用于灭火机器人的设计中，不仅提高了机器人的智能化水平，还促进了其网络化和小型化的发展。 #### 2. 灭火机器人的描述 灭火机器人的设计需要考虑其智能控制能力和机械性能的平衡。机器人配备了一系列传感器，包括红外发射传感器、红外接收传感器、声音传感器、远红外火焰传感器以及灭火风扇等。这些传感器协同工作，使得机器人能够自动避障、检测火源，并快速有效地灭火。 - **红外发射传感器**（6个）与**红外接收传感器**（6个）：用于避障，确保机器人能够在复杂环境中自主导航。 - **声音传感器**（1个）：主要用于启动机器人。 - **远红外火焰传感器**（前后各7个）：用于检测火焰的存在，并帮助机器人快速定位火源。 - **灭火风扇**（前后各1个）：用于实际灭火操作，是机器人执行任务的核心组件。 #### 3. 灭火机器人的总体设计 对于智能灭火机器人来说，良好的定位方案至关重要。为此，控制器需要具备足够的输入/输出接口，以便连接各种传感器和其他外部设备。此外，考虑到机器人在高速运动时对计算性能的要求较高，选择了一款具备较强浮点运算能力的ARM9处理器作为控制核心。 - **ARM9处理器**（ST公司的STR911FAM44）：具有体积小、功耗低、性能高等特点，能够支持多任务处理，适合嵌入式系统的实时需求。 - **模拟信号采集通道**（28路）：可以兼容数字和模拟信号，精度达到10位，能够分辨出极小的电压变化。 - **高速数据采集通道**（8路）：每秒可采集50万次信号，确保了数据的实时性和准确性。 #### 4. 灭火机器人嵌入式系统硬件设计 - **控制器系统设计**：采用了嵌入式ARM9作为核心控制器，通过最少的外围芯片实现了全面的功能。该处理器具有强大的数据处理能力，能够支持机器人高速精确地沿预定路径移动，并实时处理来自多个传感器的数据。 - **辅助单片机**（AVR ATmega8）：用于增强数据采集能力，每秒可采集1000次信号，提高机器人对环境变化的响应速度。 - **电源供电设计**：采用双电源供电方案，分别针对电机和控制器，以确保系统的稳定性和可靠性。电机电源采用高放电倍率的聚合物锂电池，提供稳定的电流支持；控制器电源则采用8.4V锂电池，保证了控制器的正常运行。 #### 5. 结论 基于ARM9嵌入式系统的智能灭火机器人设计，充分利用了现代嵌入式技术的优势，不仅提升了机器人的智能控制能力，还增强了其应对复杂环境的能力。通过合理的硬件配置和优化的软件算法，这款智能灭火机器人能够高效地完成灭火任务，展现了嵌入式系统在智能机器人领域的重要价值。

上世纪80年代后期，国内开始压实度计方面的研究，也曾开发出机载式压实度仪，由于采用数码管显示，没有采用先进的计算机技术，尽管成本低，但在实际应用中效果并不理想。仪器的实时性不强，显示值和实际测量值不能很好地对应。

在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。。 在现代化的工业生产中，各种物理参数的控制至关重要，其中温度控制尤为关键。MCS-51单片机因其灵活性和高效性，常被应用于温度控制系统的构建。本设计主要探讨了利用MCS-51单片机进行温度检测、转换、控制以及硬件电路设计。 1. 温度检测与变送器 温度检测元件通常选用热电偶，例如镍铬/镍铝热电偶，适应于0℃-1000℃的温度范围，对应的输出电压为0mV-41.32mV。变送器分为毫伏变送器和电流/电压变送器，前者将热电偶的微小电压转换为4mA-20mA的电流，后者再将此电流转换为0-5V的电压，便于单片机处理。通过零点迁移，可以提高测量精度。例如，当温度范围在500℃-1000℃时，使用8位A/D转换器可以实现1.96℃以内的量化温度。 2. 接口电路设计 MCS-51系列的8031单片机作为核心处理器，外扩了8155并行接口、EPROM2764程序存储器和ADC0809模数转换器。8155的选通由P2.0和P2.1引脚控制，以实现不同功能，如RAM、I/O端口等。A口连接LED的字形，C口控制LED的字位，实现动态扫描显示以节省硬件资源。 3. 温度控制电路 双向可控硅作为温度调节的关键元件，通过改变其导通时间来调整加热丝的功率，从而控制温度。8031产生的触发脉冲经光电耦合器和驱动器驱动可控硅，以实现精确控制。在交流220V、50Hz的市电回路中，通过软件调整P1.3引脚上的脉冲，实现温度调节。 4. 温度控制算法 温度控制通常采用偏差控制法，即比较实测温度与设定温度的偏差，通过PID算法计算出控制信号调节加热功率。PID控制是工业中最常见的控制策略，能有效稳定系统，达到满意的控制效果。 5. 温度控制程序 程序设计包括键盘扫描、温度显示、采样与滤波、数据处理、越限报警和PID计算等多个模块。主程序负责初始化、显示和扫描，中断服务程序则处理实时事件，如温度采样和PID计算，确保系统的实时响应。 总结来说，MCS-51单片机在温度控制系统中的应用展示了其在工业自动化领域的强大潜力。通过合理的硬件设计和精确的控制算法，可以实现高效、稳定的温度控制，提升产品质量和生产效率，广泛适用于各种工业生产场景。

以加热炉为控制对象，先容了一种智能的温度模糊控制系统。模糊控制器由80C196单片机实现，具有数据采集、炉温控制以及故障检测等功能，采用规则自寻优的控制算法进行过程控制，对该算法进行了深进的研究，仿真结果表明该系统控制效果好，稳态精度高，超调量小。

基于80C196KC单片机的电控液力自动变速器控制系统开发的知识点包括： 1.电控液力自动变速器的应用背景：电控液力自动变速器在国内生产轿车中的广泛使用，但技术多数为引进，缺乏自主核心技术。 2.研究目的：为了掌握电控液力自动变速器控制系统的核心技术，需要对系统硬件和软件进行深入研究。 3.研究对象：文章以凌志LS400轿车的A341自动变速器为研究对象进行开发研究。 4.选用控制器：采用Intel公司生产的80C196KC单片机作为控制系统的核心控制器。 5.开发板选择：采用北京革新科技公司生产的C196A开发板，以简化外围电路设计，增强系统稳定性。 6.硬件构成： - 控制器及开发板：介绍了80C196KC单片机的主要外设，包括时钟发生器、I/O口、A/D转换器、PWM端口等。 - 前向通道设计：包括节气门位置传感器信号调理电路和车速传感器信号调理电路。 - 后向通道设计：涉及电磁阀驱动电路，包括换档电磁阀和液力变矩器的离合器油压控制。 7.控制系统设计： - 信号调理电路设计：为节气门位置传感器和车速传感器设计了信号调理电路，以确保信号准确输入控制器。 - 驱动电路设计：基于电磁阀的工作特点，设计了相应的驱动电路，使电磁阀能够响应ECU的控制信号。 8.控制程序设计： - 车辆工作状态分类：将车辆工作状态分为停驶状态和行驶状态。 - 主程序设计：程序设计中考虑到系统初始化、制动状态优先处理、驾驶员意图判断以及换档控制的实现。 - 控制算法与换档点：根据控制算法和换档点完成数值运算和逻辑判断，执行自动变速器的换档控制。 9.系统模拟验证：通过信号模拟器和变速器阀体调试程序，模拟验证系统性能，确保控制程序的正确性和系统的可靠性。 10.系统开发成果：研究工作可以使得相关人员掌握电控液力自动变速器控制系统的开发方法，并为后续相关技术的研究提供基础。 此外，文章中还提及了相关的硬件组件及控制元件，如电压跟随器LM224、稳压管、比较器LM358、达林顿管ULN2003、P沟道场效应管IRF9630、二极管1N4001等。对于这些组件的选取和应用，需要具备一定的电子工程知识和实际操作经验。 通过对80C196KC单片机的理解和对电控液力自动变速器控制系统的深入研究，可以开发出一套成熟的控制系统，不仅对汽车行业有重要意义，也为控制系统设计人员提供了宝贵的经验和参考。